工程線利用機械開挖接觸網基坑方案優化

摘 要：傳統施工模式下，接觸網基坑均采用人工開挖，成本高，工效低下。在機械化程度不斷提高的今天，機械作業以其低成本、高效率占據了建筑市場大部分份額，因此大量使用機械作業，不但降低了工程成本，而且減少人工使用。同時，把人類的生產從繁重的體力勞動中解脫出來，也是社會發展和進步的具體體現。

關鍵詞：工程線;機械開挖;接觸網基坑

引言

鐵道電氣化接觸網基坑布置存在點多線長，其工點工作量又相對較小等特點，同時，由于受施工地形、地質條件等限制，又存在難度極大的特點。因此，在施工中做到統籌兼顧，抓住有利的施工時機是施工中的關鍵所在。利用機械開挖接觸網基坑主要應用在工程線施工中，而在既有線的施工中，由于受地埋設施如光電纜、管道等地下埋設物等干擾，具有風險高，難度大等特點，因此一般在采取相關安全措施后使用。本文結合新建朱中鐵路機械開挖接觸網基坑為例，加快了工程進度，節約了工程成本。

1 工程概況

蘭州新區朱家窯至中川鐵路位于蘭州新區及皋蘭縣境內，正線全長32.149km，自包蘭線朱家窯站經黑石川鄉、羌墳溝、接軌高家莊車站，與蘭州新區中川北站相連后，向西接入中馬鐵路連接蘭新線，接觸網硬土類基坑開挖共計237處。

2 施工調查

2.1基坑布置情況

根據《XX區間（站場）接觸網基坑位置及地質情況統計表》，結合線路橫斷面圖、接觸網平面布置圖，對全線基坑位置坐標、地質情況進行詳細統計，并現場復核，對實際地質情況進行修正。

2.2施工環境

具備作業條件后，對路基成型段進行交樁交底，利用GPS定位測量儀按照《XX區間（站場）接觸網基坑位置及地質條件統計表》中的數據為依據進行測量放樣，滿足質量控制要求。

3 方案優化

成立機械開挖基坑工作領導小組，對機械開挖段基坑進行詳細的調查了解，并借鑒相關施工經驗和方法，對預計出現的相關狀況進行研判，制定可靠措施。全面協調、嚴密部署，通過優化施工方案，全面落實各項安全卡控措施，為實施創造條件。

結合機械開挖的施工方式，目前主要采用旋挖鉆開挖、挖掘機開挖。由于接觸網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，需反復移動，施工成本較高，效率低，同時受作業條件受限大。本工程選用挖掘機開挖。一方面，挖掘機自帶動力便于移動，另一方面，能夠滿足現場各種不利環境下進行作業，相對來說限制條件較少，效率較高。

3.1工效分析及費用估算

3.1.1工效分析

以H78/8.7+3.0基坑為例進行工效分析，機械開挖時長平均需45分鐘/基坑，折合約0.094個臺班/日，人工開挖平均需1.5個工日/基坑，工效時差15.96倍。

3.1.2費用估算

人工開挖：經測算，開挖基坑需1.5個工日計算。根據工程計劃進度，按日開挖基坑10處計算，共需15人，200×15/10=300元，運送工地人員按2輛車計算（350元/臺班），350×2/10=70元，核算每基坑開挖成本370元;機械開挖：經測算，機械開挖基坑折合15個/臺班，需6個輔助人工，人工費200×6/15=80元，80型挖掘機850元/臺班，運送工地人員按1輛車計算。（850+350）/15=80元，核算每個基坑成本160元。經上述核算對比，基坑開挖價差210元。

4 實施步驟

4.1基坑測量

依據《XX區間（站場）接觸網基坑位置及地質條件統計表》，利用GPS進行測量定位，確定基坑位置線路中心坐標及坐標點高程，并通過計算路基高程、軌面高程，確定基坑開挖深度，完成后在線路中心釘樁（樁上需標明里程、支柱號及高程），當施工中對樁位有影響時，應加密樁點，確保測量結果不被損壞。

基坑測量應避開涵洞、架空跨越等建筑物。必要時，需與相關設備管理單位簽訂安全協議，確保施工安全。測量結束后，應以附近橋涵、道岔岔心等里程坐標為參考，進行復測，經項目技術主管、技術負責人及現場監理工程師簽字審核后實施。

4.2基坑定位

依據已測量的線路中心線坐標點做垂線，確定基坑垂直線路方向的中心線，然后按照支柱側面限界分別畫出基坑線路側、田野側限界。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×寬×高，軌平面以下4米）單位：米，根據基坑尺寸，宜采用80型挖掘機進行開挖。根據線路縱斷面圖計算出軌面設計高程，根據現場實測水準點測得支柱安裝位置實際高程。基坑實際開挖深度=支柱埋深-（軌面設計高程-支柱安裝位置設計高程）+底板，當軌面設計標高<支柱安裝位置設計高程時，應加上差值，再加上（軌面安裝高程-道床高度。）確定基坑實際開挖深度。

基坑開挖至設計高程時，應將基坑底部夯實整平，并安裝底板，底板安放后應平整，復核基坑深度符合設計要求，然后根據支柱底部側面限界，安裝下部橫臥板。并將橫臥板外側夯實（或采用漿砌片石加固）。

4.4基坑回填

采用挖掘機施工較人工開挖土方量大，因此，支柱組立完成后，需采用機械進行回填，為確保基坑的回填夯實系數，建議采用三七灰土分層回填夯實。

5 施工重、難點分析

1、利用普通挖掘機開挖基坑時，要把握機械進入施工現場作業的時機。如有無大型機械進入現場施工的道路等。

2、利用機械開挖時，需確保有一定量的施工作業面，開挖時需按施工范圍順序推進，零散基坑開挖時，挖掘機往返調運成本相對較高。

3、利用機械開挖時，需提高挖掘機司機操作驗，一方面確保基坑開挖尺寸的精確度，另一方面應避免基坑開挖面積過大，對支柱基礎回填夯實帶來一定困難。

6? 安全注意事項

1、基坑開挖時坑口不得放置重物和工具，棄土距離坑口不應小于0.6米，棄土不用時應及時運走。

2、基坑開挖完成至組立支柱前，應對基坑采取防人員、機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，應做好排水溝改移，改移后的水溝截面積不應小于原水溝的截面積。

4、雨季時需對基坑進行回填及對坑口進行遮蓋防護。

7 優化成果

采用機械開挖基坑，與人工開挖基坑相比較，一方面加快了施工工期進度，另一方面也節省了費用。

7.1進度核算

以237個基坑計算，人工開挖時，開挖基坑10個/日，完成共需23.7天。利用機械開挖時，開挖基坑按15個/日，完成共需15.8天。以上結論表示，在人工費用超出機械費用的基礎上，機械較人工開挖工期提前7.9天。

7.2成本及費用分析，以237個支柱基坑為例，具體詳見表一。

據上述測算，節省成本約6.98萬元。

參考文獻：

[1]《鐵路電力牽引供電接觸網支柱施工作業指南》TZ 371-2009? 鐵道部經濟規劃研究院

[2]《鐵路電力牽引供電工程施工質量驗收標準》TB10421-2018? 國家鐵路局

作者簡介：

李永華（1978-），男，甘肅榆中人，工程師，本科，畢業于蘭州交通大學，電氣工程及其自動化專業，主要從事工程項目管理，工程造價管理，工程招標管理。