工程線利用機(jī)械開挖接觸網(wǎng)基坑方案優(yōu)化

摘 要：傳統(tǒng)施工模式下，接觸網(wǎng)基坑均采用人工開挖，成本高，工效低下。在機(jī)械化程度不斷提高的今天，機(jī)械作業(yè)以其低成本、高效率占據(jù)了建筑市場(chǎng)大部分份額，因此大量使用機(jī)械作業(yè)，不但降低了工程成本，而且減少人工使用。同時(shí)，把人類的生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，也是社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的具體體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：工程線;機(jī)械開挖;接觸網(wǎng)基坑

引言

鐵道電氣化接觸網(wǎng)基坑布置存在點(diǎn)多線長(zhǎng)，其工點(diǎn)工作量又相對(duì)較小等特點(diǎn)，同時(shí)，由于受施工地形、地質(zhì)條件等限制，又存在難度極大的特點(diǎn)。因此，在施工中做到統(tǒng)籌兼顧，抓住有利的施工時(shí)機(jī)是施工中的關(guān)鍵所在。利用機(jī)械開挖接觸網(wǎng)基坑主要應(yīng)用在工程線施工中，而在既有線的施工中，由于受地埋設(shè)施如光電纜、管道等地下埋設(shè)物等干擾，具有風(fēng)險(xiǎn)高，難度大等特點(diǎn)，因此一般在采取相關(guān)安全措施后使用。本文結(jié)合新建朱中鐵路機(jī)械開挖接觸網(wǎng)基坑為例，加快了工程進(jìn)度，節(jié)約了工程成本。

1 工程概況

蘭州新區(qū)朱家窯至中川鐵路位于蘭州新區(qū)及皋蘭縣境內(nèi)，正線全長(zhǎng)32.149km，自包蘭線朱家窯站經(jīng)黑石川鄉(xiāng)、羌?jí)灉?、接軌高家莊車站，與蘭州新區(qū)中川北站相連后，向西接入中馬鐵路連接蘭新線，接觸網(wǎng)硬土類基坑開挖共計(jì)237處。

2 施工調(diào)查

2.1基坑布置情況

根據(jù)《XX區(qū)間（站場(chǎng)）接觸網(wǎng)基坑位置及地質(zhì)情況統(tǒng)計(jì)表》，結(jié)合線路橫斷面圖、接觸網(wǎng)平面布置圖，對(duì)全線基坑位置坐標(biāo)、地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，并現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核，對(duì)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行修正。

2.2施工環(huán)境

具備作業(yè)條件后，對(duì)路基成型段進(jìn)行交樁交底，利用GPS定位測(cè)量?jī)x按照《XX區(qū)間（站場(chǎng)）接觸網(wǎng)基坑位置及地質(zhì)條件統(tǒng)計(jì)表》中的數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行測(cè)量放樣，滿足質(zhì)量控制要求。

3 方案優(yōu)化

成立機(jī)械開挖基坑工作領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)機(jī)械開挖段基坑進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查了解，并借鑒相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)和方法，對(duì)預(yù)計(jì)出現(xiàn)的相關(guān)狀況進(jìn)行研判，制定可靠措施。全面協(xié)調(diào)、嚴(yán)密部署，通過優(yōu)化施工方案，全面落實(shí)各項(xiàng)安全卡控措施，為實(shí)施創(chuàng)造條件。

結(jié)合機(jī)械開挖的施工方式，目前主要采用旋挖鉆開挖、挖掘機(jī)開挖。由于接觸網(wǎng)支柱均沿鐵路線路布置，相鄰間距40～60米不等。采用旋挖鉆開挖時(shí)，需反復(fù)移動(dòng)，施工成本較高，效率低，同時(shí)受作業(yè)條件受限大。本工程選用挖掘機(jī)開挖。一方面，挖掘機(jī)自帶動(dòng)力便于移動(dòng)，另一方面，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)各種不利環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)，相對(duì)來說限制條件較少，效率較高。

3.1工效分析及費(fèi)用估算

3.1.1工效分析

以H78/8.7+3.0基坑為例進(jìn)行工效分析，機(jī)械開挖時(shí)長(zhǎng)平均需45分鐘/基坑，折合約0.094個(gè)臺(tái)班/日，人工開挖平均需1.5個(gè)工日/基坑，工效時(shí)差15.96倍。

3.1.2費(fèi)用估算

人工開挖：經(jīng)測(cè)算，開挖基坑需1.5個(gè)工日計(jì)算。根據(jù)工程計(jì)劃進(jìn)度，按日開挖基坑10處計(jì)算，共需15人，200×15/10=300元，運(yùn)送工地人員按2輛車計(jì)算（350元/臺(tái)班），350×2/10=70元，核算每基坑開挖成本370元;機(jī)械開挖：經(jīng)測(cè)算，機(jī)械開挖基坑折合15個(gè)/臺(tái)班，需6個(gè)輔助人工，人工費(fèi)200×6/15=80元，80型挖掘機(jī)850元/臺(tái)班，運(yùn)送工地人員按1輛車計(jì)算。（850+350）/15=80元，核算每個(gè)基坑成本160元。經(jīng)上述核算對(duì)比，基坑開挖價(jià)差210元。

4 實(shí)施步驟

4.1基坑測(cè)量

依據(jù)《XX區(qū)間（站場(chǎng)）接觸網(wǎng)基坑位置及地質(zhì)條件統(tǒng)計(jì)表》，利用GPS進(jìn)行測(cè)量定位，確定基坑位置線路中心坐標(biāo)及坐標(biāo)點(diǎn)高程，并通過計(jì)算路基高程、軌面高程，確定基坑開挖深度，完成后在線路中心釘樁（樁上需標(biāo)明里程、支柱號(hào)及高程），當(dāng)施工中對(duì)樁位有影響時(shí)，應(yīng)加密樁點(diǎn)，確保測(cè)量結(jié)果不被損壞。

基坑測(cè)量應(yīng)避開涵洞、架空跨越等建筑物。必要時(shí)，需與相關(guān)設(shè)備管理單位簽訂安全協(xié)議，確保施工安全。測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)以附近橋涵、道岔岔心等里程坐標(biāo)為參考，進(jìn)行復(fù)測(cè)，經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)主管、技術(shù)負(fù)責(zé)人及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師簽字審核后實(shí)施。

4.2基坑定位

依據(jù)已測(cè)量的線路中心線坐標(biāo)點(diǎn)做垂線，確定基坑垂直線路方向的中心線，然后按照支柱側(cè)面限界分別畫出基坑線路側(cè)、田野側(cè)限界。以H78/8.7+3.0支柱坑為例，基坑開挖限界控制在2.85～2.9m之間。

4.3基坑開挖

以H78/8.7+3.0為例，基坑開挖尺寸為0.8×1×4（長(zhǎng)×寬×高，軌平面以下4米）單位：米，根據(jù)基坑尺寸，宜采用80型挖掘機(jī)進(jìn)行開挖。根據(jù)線路縱斷面圖計(jì)算出軌面設(shè)計(jì)高程，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)得支柱安裝位置實(shí)際高程?；訉?shí)際開挖深度=支柱埋深-（軌面設(shè)計(jì)高程-支柱安裝位置設(shè)計(jì)高程）+底板，當(dāng)軌面設(shè)計(jì)標(biāo)高<支柱安裝位置設(shè)計(jì)高程時(shí)，應(yīng)加上差值，再加上（軌面安裝高程-道床高度。）確定基坑實(shí)際開挖深度。

基坑開挖至設(shè)計(jì)高程時(shí)，應(yīng)將基坑底部夯實(shí)整平，并安裝底板，底板安放后應(yīng)平整，復(fù)核基坑深度符合設(shè)計(jì)要求，然后根據(jù)支柱底部側(cè)面限界，安裝下部橫臥板。并將橫臥板外側(cè)夯實(shí)（或采用漿砌片石加固）。

4.4基坑回填

采用挖掘機(jī)施工較人工開挖土方量大，因此，支柱組立完成后，需采用機(jī)械進(jìn)行回填，為確?；拥幕靥詈粚?shí)系數(shù)，建議采用三七灰土分層回填夯實(shí)。

5 施工重、難點(diǎn)分析

1、利用普通挖掘機(jī)開挖基坑時(shí)，要把握機(jī)械進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的時(shí)機(jī)。如有無大型機(jī)械進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)施工的道路等。

2、利用機(jī)械開挖時(shí)，需確保有一定量的施工作業(yè)面，開挖時(shí)需按施工范圍順序推進(jìn)，零散基坑開挖時(shí)，挖掘機(jī)往返調(diào)運(yùn)成本相對(duì)較高。

3、利用機(jī)械開挖時(shí)，需提高挖掘機(jī)司機(jī)操作驗(yàn)，一方面確?；娱_挖尺寸的精確度，另一方面應(yīng)避免基坑開挖面積過大，對(duì)支柱基礎(chǔ)回填夯實(shí)帶來一定困難。

6? 安全注意事項(xiàng)

1、基坑開挖時(shí)坑口不得放置重物和工具，棄土距離坑口不應(yīng)小于0.6米，棄土不用時(shí)應(yīng)及時(shí)運(yùn)走。

2、基坑開挖完成至組立支柱前，應(yīng)對(duì)基坑采取防人員、機(jī)械等墜落的安全措施。

3、基坑開挖棄土不得堵塞排水溝，雨季施工時(shí)，應(yīng)做好排水溝改移，改移后的水溝截面積不應(yīng)小于原水溝的截面積。

4、雨季時(shí)需對(duì)基坑進(jìn)行回填及對(duì)坑口進(jìn)行遮蓋防護(hù)。

7 優(yōu)化成果

采用機(jī)械開挖基坑，與人工開挖基坑相比較，一方面加快了施工工期進(jìn)度，另一方面也節(jié)省了費(fèi)用。

7.1進(jìn)度核算

以237個(gè)基坑計(jì)算，人工開挖時(shí)，開挖基坑10個(gè)/日，完成共需23.7天。利用機(jī)械開挖時(shí)，開挖基坑按15個(gè)/日，完成共需15.8天。以上結(jié)論表示，在人工費(fèi)用超出機(jī)械費(fèi)用的基礎(chǔ)上，機(jī)械較人工開挖工期提前7.9天。

7.2成本及費(fèi)用分析，以237個(gè)支柱基坑為例，具體詳見表一。

據(jù)上述測(cè)算，節(jié)省成本約6.98萬元。

參考文獻(xiàn)：

[1]《鐵路電力牽引供電接觸網(wǎng)支柱施工作業(yè)指南》TZ 371-2009? 鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院

[2]《鐵路電力牽引供電工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》TB10421-2018? 國(guó)家鐵路局

作者簡(jiǎn)介：

李永華（1978-），男，甘肅榆中人，工程師，本科，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，主要從事工程項(xiàng)目管理，工程造價(jià)管理，工程招標(biāo)管理。