微型樁鉆機(jī)在輸電線路工程中的應(yīng)用

嚴(yán)建強(qiáng)，王璞，王華偉，王平生，計琳

（1.浙江泰侖電力集團(tuán)有限責(zé)任公司；2.國網(wǎng)湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

傳統(tǒng)的人工掏挖方法雖然能夠完成基礎(chǔ)的工程任務(wù)，采用該方法進(jìn)行作業(yè)，所需的勞動強(qiáng)度極大，且相比機(jī)械設(shè)備，人工作業(yè)效率極低，同時，還存在著施工人員缺口大等問題，并不能夠符合國網(wǎng)對高效工程設(shè)計與施工的需求。本文通過3個方面論述了微型樁鉆機(jī)在輸電線路工程中的應(yīng)用。通過微型樁鉆機(jī)在輸電線路工程中的應(yīng)用設(shè)計，在復(fù)雜地勢情況下，布設(shè)微型樁鉆機(jī)設(shè)備，先通過使用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行導(dǎo)向孔作業(yè)，在得到標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向孔后，使用拆分式微型樁基礎(chǔ)鉆機(jī)進(jìn)行旋挖鉆孔，實現(xiàn)了微型樁鉆機(jī)在輸電線路工程中，微型樁基礎(chǔ)施工階段的應(yīng)用；通過應(yīng)用結(jié)果得出，在輸電線路工程中使用微型樁鉆機(jī)，對微型樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工，能夠極大地提高作業(yè)效率，降低傳統(tǒng)人工成本，實現(xiàn)精準(zhǔn)的微型樁基礎(chǔ)施工作業(yè)。

1 微型樁鉆機(jī)在輸電線路工程中的應(yīng)用設(shè)計

由于微樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的快速發(fā)展，該基礎(chǔ)工程逐漸不局限于傳統(tǒng)的基層補(bǔ)強(qiáng)與邊坡處理方面的應(yīng)用，在輸電線路工程中，通過采用微型樁桿塔基礎(chǔ)，從而能夠在施工過程中有效節(jié)約建筑材料，且可以縮短工程的施工周期。微型樁基礎(chǔ)較傳統(tǒng)基礎(chǔ)方法泥漿排放少、施工難度更低，也更加環(huán)保。本文采用微型樁鉆機(jī)，配套微型樁基礎(chǔ)方法的使用進(jìn)行微型樁基礎(chǔ)施工，保證在地勢嚴(yán)峻條件下，輸電線路工程地基的施工效率與質(zhì)量。

1.1 布設(shè)微型樁鉆機(jī)設(shè)備

本文采用可拆分輸電線路鐵塔基坑專用小型鉆機(jī)，這種類型的拆分式微型樁基礎(chǔ)鉆機(jī)，能夠適應(yīng)復(fù)雜地勢環(huán)境的微型樁施工作業(yè)。該鉆機(jī)整體結(jié)構(gòu)為分體式設(shè)計，全機(jī)均可拆分成單重小于1t的獨立部分，為方便山區(qū)路面運送和山區(qū)索道的運送，各部分架構(gòu)設(shè)計均便于安裝和維修保養(yǎng)。具體的鉆機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 拆分式微型樁基礎(chǔ)鉆機(jī)結(jié)構(gòu)圖

在布設(shè)機(jī)械設(shè)備前，需要對設(shè)備進(jìn)行檢查。要針對液壓系統(tǒng)提供動力的性能分析，保證作業(yè)時作業(yè)穩(wěn)定性和整機(jī)可靠性，調(diào)整各個支撐油缸的主動力和背壓力的平衡作用。微型樁適應(yīng)的地層范圍較廣，從飽和的軟土到強(qiáng)風(fēng)化基巖，涵蓋了人工填土、黏性土、砂性土、碎石土與風(fēng)化程度嚴(yán)重的基巖。在鉆進(jìn)的過程中，鉆桿所受阻力變化較大，因此，要求調(diào)整機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)要有良好的過載能力和自鎖性。

檢查后進(jìn)行設(shè)備組裝。使用4件M16×70螺栓連接兩塊油缸壓板，使加壓油缸固定在桅桿體上。把桅桿適當(dāng)墊高，將裝有減速機(jī)、馬達(dá)等部件的動力頭從下往上滑動裝配至桅桿上，也可拆除滑架壓板，使動力頭貼合至桅桿上，用M16×110的螺栓加螺母固定，將動力頭裝配至桅桿上。桅桿下方用M16×70的螺栓加螺母裝配上擋塊。需要注意，動力頭裝配位置應(yīng)該盡量靠近固定裝置的方向。將多路閥用M10×25的螺栓裝于閥座上，將閥座用M12×45的螺栓加螺母裝于桅桿的背面。連接多路閥至桅桿油缸、多路閥至動力頭、多路閥至手柄的所有管路。把桅桿豎起來，并放置于固定架上，對齊安裝孔，使用M16×70的螺栓連接，調(diào)整垂直度，連接多路閥與工作站之間的管路。

啟動調(diào)試液壓系統(tǒng)，將加壓油缸活塞桿伸出，使用銷軸連接動力頭托架銷軸座上。安裝潛孔鉆臂，安裝空壓機(jī)并連接管路，安裝除塵器及管路。

1.2 錨桿鉆機(jī)導(dǎo)向孔作業(yè)

錨桿鉆機(jī)是輸電線路工程施工中的關(guān)鍵施工設(shè)備。使用液壓驅(qū)動的錨桿鉆機(jī)，液壓鉆機(jī)輸出功率較高，能夠保證導(dǎo)向孔的穩(wěn)定鉆進(jìn)。使用錨桿鉆機(jī)按照出土點、入土點的位置，保證錨桿鉆機(jī)工作在遇到頂推力時基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。將錨桿鉆機(jī)平穩(wěn)放置后，調(diào)準(zhǔn)周轉(zhuǎn)器垂直度，確保孔位中心、周轉(zhuǎn)器、天車滑輪中心在同一軸線上，啟動錨桿鉆機(jī)，進(jìn)行120mm孔徑的導(dǎo)向孔作業(yè)，采用空壓機(jī)帶動潛孔錘方式打孔，打孔速度4M/H。確定好入土點位置后，使用15°角的錨桿鉆頭，搭配錨桿鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)，可以保證鉆機(jī)在鉆進(jìn)時有良好的切削力，對鉆頭的磨損也較小。

1.3 微型樁基礎(chǔ)旋挖擴(kuò)孔

使用拆分式微型樁鉆機(jī)對導(dǎo)向孔進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)。該微型樁鉆機(jī)由動力模塊、液壓模塊、控制模塊、桅桿模塊、底座支承模塊、加壓模塊、動力頭模塊、鉆桿鉆具模塊和配重模塊九大模塊組成。具體模塊參數(shù)，如表1所示。

表1 拆分式微型樁基礎(chǔ)鉆機(jī)設(shè)備參數(shù)

該拆分式微型樁基礎(chǔ)鉆機(jī)共有9大模塊，可以實現(xiàn)在地質(zhì)條件低于40MPa下，針對強(qiáng)風(fēng)化地質(zhì)，開挖低于400mm的孔徑基礎(chǔ)。

120mm導(dǎo)向孔完成后，將拆分式基坑鉆機(jī)基座設(shè)備進(jìn)行組裝，在組裝后對整機(jī)試運行調(diào)整測試，查看各部件性能是否完好，并移至導(dǎo)向孔位置，壓物配重，將鉆機(jī)上部進(jìn)行裝配，進(jìn)行400mm微型樁基礎(chǔ)的擴(kuò)孔作業(yè)，作業(yè)方式為旋挖研磨式，作業(yè)速度1.6m/h。帶動動力頭提升至合適高度，將鉆桿裝于動力頭下，并安裝合適數(shù)量的輔助固定架后，進(jìn)行鉆孔工作，直至鉆頭埋入地下，在安裝一節(jié)鉆桿進(jìn)行鉆土工作。鉆機(jī)工作過程中，如果動力頭下方空間不夠，可以使用短鉆桿進(jìn)行輔助，該工序反復(fù)循環(huán)至孔深合適為止。

在鉆孔達(dá)到規(guī)定深度和寬度后，即可通過換漿法進(jìn)行清孔。需要先提離孔底約10cm深度以下的地方，注入比重為1.05～1.08漿液，循環(huán)約0.5h左右，直至重返地面的漿液含渣率小于4%，這時就可完成清理，并把鉆具取出，完成擴(kuò)孔作業(yè)。在鉆機(jī)打孔結(jié)束后，可以直接移動整機(jī)，到確定的新位置后，繼續(xù)進(jìn)行下一微型樁的鉆孔作業(yè)。待全部鉆孔作業(yè)完成后，關(guān)閉鉆機(jī)動力，將安裝步驟進(jìn)行反操作，就可以實現(xiàn)拆分式微型樁鉆機(jī)的拆除工作。

需要注意的是，要對鉆機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)，這對維持鉆機(jī)工作狀態(tài)的穩(wěn)定也尤為重要。在鉆機(jī)使用前、使用后都可以使用黃油，對鉆挖機(jī)相應(yīng)部件進(jìn)行涂抹保養(yǎng)。鉆機(jī)工作前，需對桅桿導(dǎo)軌涂抹黃油，保持桅桿運行所需的潤滑度。可以對加壓油缸活塞桿頭檢查并添加黃油；動力頭箱體內(nèi)也要檢查是否有黃油，如果已經(jīng)損耗，需要對動力頭箱體內(nèi)部進(jìn)行涂抹；檢查回轉(zhuǎn)支撐的黃油并于動力頭上蓋兩處黃油嘴處進(jìn)行添加。通過涂抹黃油，保證鉆機(jī)使用過程中的狀態(tài)維穩(wěn)，以及鉆機(jī)各部件運行的靈敏度。

2 應(yīng)用實例

2.1 試用準(zhǔn)備

本文通過實際工程中的應(yīng)用，驗證本文提出的微型樁鉆機(jī)的有效性。在某工程試點應(yīng)用，該工程新建鐵塔26基，新建線路長度6.9km，其中架空四回路線路0.45km，架空雙回路線路6.1km，雙回路電纜0.35km。導(dǎo)線型號為JL/G1A-300/25鋼芯鋁絞線；地線型號為72芯OPGW、48芯OPGW；基礎(chǔ)型式為板式基礎(chǔ)、掏挖式基礎(chǔ)；鐵塔型式為110-EC21GQ(1GGH2)。

2.2 試用結(jié)果

輸電線路工程中使用微型樁基礎(chǔ)技術(shù)，通過在輸電線路工程中，對上述微型樁鉆機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)行微型樁基礎(chǔ)孔洞的鉆進(jìn)作業(yè)，作業(yè)過程中監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，并檢測最后成孔的質(zhì)量參數(shù)，成孔質(zhì)量詳細(xì)結(jié)果見表2。

表2 成孔質(zhì)量參數(shù)表

由表2可以看出，使用微型樁鉆機(jī)進(jìn)行挖進(jìn)鉆孔作業(yè)，實際誤差保持在允許范圍內(nèi)，鉆孔孔位偏差僅2cm，且鉆孔斜度僅傾斜0.02%，傾斜度幾乎為零，微型樁穩(wěn)定性能夠得到保障。孔深也控制在設(shè)計規(guī)定的范圍內(nèi)，并沒有過分地超出或是縮減。在鉆挖孔徑方面，誤差幾乎為0，完美地達(dá)到了微型樁施工的設(shè)計要求。

本文通過對拆分式微型樁鉆機(jī)的實際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)微型樁鉆機(jī)在輸電線路工程建設(shè)中，具有極強(qiáng)的競爭力。設(shè)備整體運行過程中噪聲低，且分體式結(jié)構(gòu)方便在地勢并不平緩的山體、丘陵等地理環(huán)境下，拆分成各單件，拆分后的單部件重量均不超過0.5t，設(shè)備輕巧，便于山地道路運輸及山地索道運輸，極端情況下，也可用人工進(jìn)行短距離搬運及安裝。微型樁鉆機(jī)振動小，在實際施工作業(yè)中操作誤差低。同時，區(qū)別于傳統(tǒng)方法，使用微型樁鉆機(jī)進(jìn)行輸電線路工程，能夠有效降低工程造價，值得推廣。

3 結(jié)語

本文對微型樁鉆機(jī)在輸電線路工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，在復(fù)雜地勢情況下，布設(shè)微型樁鉆機(jī)設(shè)備，先通過使用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行導(dǎo)向孔作業(yè)，在得到標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向孔后，使用拆分式微型樁基礎(chǔ)鉆機(jī)進(jìn)行旋挖鉆孔，實現(xiàn)了本文設(shè)計。通過實際應(yīng)用結(jié)果表明，本文設(shè)計的微型樁鉆機(jī)應(yīng)用方法，對輸電線路工程建設(shè)具備極高的有效性。希望本文的研究能夠為微型樁基礎(chǔ)的施工方法提供依據(jù)，提高輸電線路工程的效率。