工程线利用机械开挖接触网基坑方案优化

摘 要：传统施工模式下，接触网基坑均采用人工开挖，成本高，工效低下。在机械化程度不断提高的今天，机械作业以其低成本、高效率占据了建筑市场大部分份额，因此大量使用机械作业，不但降低了工程成本，而且减少人工使用。同时，把人类的生产从繁重的体力劳动中解脱出来，也是社会发展和进步的具体体现。

关键词：工程线;机械开挖;接触网基坑

引言

铁道电气化接触网基坑布置存在点多线长，其工点工作量又相对较小等特点，同时，由于受施工地形、地质条件等限制，又存在难度极大的特点。因此，在施工中做到统筹兼顾，抓住有利的施工时机是施工中的关键所在。利用机械开挖接触网基坑主要应用在工程线施工中，而在既有线的施工中，由于受地埋设施如光电缆、管道等地下埋设物等干扰，具有风险高，难度大等特点，因此一般在采取相关安全措施后使用。本文結合新建朱中铁路机械开挖接触网基坑为例，加快了工程进度，节约了工程成本。

1 工程概况

兰州新区朱家窑至中川铁路位于兰州新区及皋兰县境内，正线全长32.149km，自包兰线朱家窑站经黑石川乡、羌坟沟、接轨高家庄车站，与兰州新区中川北站相连后，向西接入中马铁路连接兰新线，接触网硬土类基坑开挖共计237处。

2 施工调查

2.1基坑布置情况

根据《XX区间（站场）接触网基坑位置及地质情况统计表》，结合线路横断面图、接触网平面布置图，对全线基坑位置坐标、地质情况进行详细统计，并现场复核，对实际地质情况进行修正。

2.2施工环境

具备作业条件后，对路基成型段进行交桩交底，利用GPS定位测量仪按照《XX区间（站场）接触网基坑位置及地质条件统计表》中的数据为依据进行测量放样，满足质量控制要求。

3 方案优化

成立机械开挖基坑工作领导小组，对机械开挖段基坑进行详细的调查了解，并借鉴相关施工经验和方法，对预计出现的相关状况进行研判，制定可靠措施。全面协调、严密部署，通过优化施工方案，全面落实各项安全卡控措施，为实施创造条件。

结合机械开挖的施工方式，目前主要采用旋挖钻开挖、挖掘机开挖。由于接触网支柱均沿铁路线路布置，相邻间距40～60米不等。采用旋挖钻开挖时，需反复移动，施工成本较高，效率低，同时受作业条件受限大。本工程选用挖掘机开挖。一方面，挖掘机自带动力便于移动，另一方面，能够满足现场各种不利环境下进行作业，相对来说限制条件较少，效率较高。

3.1工效分析及费用估算

3.1.1工效分析

以H78/8.7+3.0基坑为例进行工效分析，机械开挖时长平均需45分钟/基坑，折合约0.094个台班/日，人工开挖平均需1.5个工日/基坑，工效时差15.96倍。

3.1.2费用估算

人工开挖：经测算，开挖基坑需1.5个工日计算。根据工程计划进度，按日开挖基坑10处计算，共需15人，200×15/10=300元，运送工地人员按2辆车计算（350元/台班），350×2/10=70元，核算每基坑开挖成本370元;机械开挖：经测算，机械开挖基坑折合15个/台班，需6个辅助人工，人工费200×6/15=80元，80型挖掘机850元/台班，运送工地人员按1辆车计算。（850+350）/15=80元，核算每个基坑成本160元。经上述核算对比，基坑开挖价差210元。

4 实施步骤

4.1基坑测量

依据《XX区间（站场）接触网基坑位置及地质条件统计表》，利用GPS进行测量定位，确定基坑位置线路中心坐标及坐标点高程，并通过计算路基高程、轨面高程，确定基坑开挖深度，完成后在线路中心钉桩（桩上需标明里程、支柱号及高程），当施工中对桩位有影响时，应加密桩点，确保测量结果不被损坏。

基坑测量应避开涵洞、架空跨越等建筑物。必要时，需与相关设备管理单位签订安全协议，确保施工安全。测量结束后，应以附近桥涵、道岔岔心等里程坐标为参考，进行复测，经项目技术主管、技术负责人及现场监理工程师签字审核后实施。

4.2基坑定位

依据已测量的线路中心线坐标点做垂线，确定基坑垂直线路方向的中心线，然后按照支柱侧面限界分别画出基坑线路侧、田野侧限界。以H78/8.7+3.0支柱坑为例，基坑开挖限界控制在2.85～2.9m之间。

4.3基坑开挖

以H78/8.7+3.0为例，基坑开挖尺寸为0.8×1×4（长×宽×高，轨平面以下4米）单位：米，根据基坑尺寸，宜采用80型挖掘机进行开挖。根据线路纵断面图计算出轨面设计高程，根据现场实测水准点测得支柱安装位置实际高程。基坑实际开挖深度=支柱埋深-（轨面设计高程-支柱安装位置设计高程）+底板，当轨面设计标高<支柱安装位置设计高程时，应加上差值，再加上（轨面安装高程-道床高度。）确定基坑实际开挖深度。

基坑开挖至设计高程时，应将基坑底部夯实整平，并安装底板，底板安放后应平整，复核基坑深度符合设计要求，然后根据支柱底部侧面限界，安装下部横卧板。并将横卧板外侧夯实（或采用浆砌片石加固）。

4.4基坑回填

采用挖掘机施工较人工开挖土方量大，因此，支柱组立完成后，需采用机械进行回填，为确保基坑的回填夯实系数，建议采用三七灰土分层回填夯实。

5 施工重、难点分析

1、利用普通挖掘机开挖基坑时，要把握机械进入施工现场作业的时机。如有无大型机械进入现场施工的道路等。

2、利用机械开挖时，需确保有一定量的施工作业面，开挖时需按施工范围顺序推进，零散基坑开挖时，挖掘机往返调运成本相对较高。

3、利用机械开挖时，需提高挖掘机司机操作验，一方面确保基坑开挖尺寸的精确度，另一方面应避免基坑开挖面积过大，对支柱基础回填夯实带来一定困难。

6  安全注意事项

1、基坑开挖时坑口不得放置重物和工具，弃土距离坑口不应小于0.6米，弃土不用时应及时运走。

2、基坑开挖完成至组立支柱前，应对基坑采取防人员、机械等坠落的安全措施。

3、基坑开挖弃土不得堵塞排水沟，雨季施工时，应做好排水沟改移，改移后的水沟截面积不应小于原水沟的截面积。

4、雨季时需对基坑进行回填及对坑口进行遮盖防护。

7 优化成果

采用机械开挖基坑，与人工开挖基坑相比较，一方面加快了施工工期进度，另一方面也节省了费用。

7.1进度核算

以237个基坑计算，人工开挖时，开挖基坑10个/日，完成共需23.7天。利用机械开挖时，开挖基坑按15个/日，完成共需15.8天。以上结论表示，在人工费用超出机械费用的基础上，机械较人工开挖工期提前7.9天。

7.2成本及费用分析，以237个支柱基坑为例，具体详见表一。

据上述测算，节省成本约6.98万元。

参考文献：

[1]《铁路电力牵引供电接触网支柱施工作业指南》TZ 371-2009  铁道部经济规划研究院

[2]《铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准》TB10421-2018  国家铁路局

作者简介：

李永华（1978-），男，甘肃榆中人，工程师，本科，毕业于兰州交通大学，电气工程及其自动化专业，主要从事工程项目管理，工程造价管理，工程招标管理。