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摘要：爆破施工是输电线路岩石基础开施工的常规施工方法，近年来水磨钻机在输电线路岩石基础开挖施工中的应用越来越广泛，水磨钻机设备及施工技术都有长足的发展，对水磨钻机的应用进行技术经济对比分析更有利于施工效率的提高和施工成本的降低，为其他输电线路基础开挖施工提供参考。
关键词：新型水磨钻机；输电线路；技术经济对比分析
一、背景
近年来，随着国民经济总量的稳步攀升，用电需求急局增加，极需完善电网结构。山区输电线路工程塔基地质以岩石居多，常规情况下，施工常采用爆破作业，爆破作业涉及火工产品采购、运输、仓储保管、回收等工作，同时需专业分包，管控难度及安全压力及成本逐年攀升，急需寻找一种新的施工工艺来逐步取代爆破施工，经不断探索及工程实践，水磨钻施工具有工艺简单、操作方便、安全等特点。因此，针对此情况，本文对岩石基础应用水磨钻开挖施工方法和常规岩石爆破施工方法进行比较对比。
二、水磨钻施工方法介绍
2.1 水磨钻法施工的特点
水磨钻法施工主要特点是：场地适应性高，环境影响低（主要指污水和泥浆）、噪声小、对周边建筑物震动和扰动小，不受火工品供应限制，施工本身对地质条件适应性高、进度稳定、安全性好。
2.2 水磨钻施工工艺简介
岩石有三大特征：一是抗压能力强，而抗拉和抗剪能力低；二是岩石在大于其极限抗力的作用下会发生拉裂破坏；三是岩石在大于其极限抗剪力的作用下会发生剪切破坏。水磨钻施工方法充分利用了岩石的这三大力特性。
水磨钻施工方法主要采用150mm×650mm的混凝土取芯机沿桩基础设计圆周取出高约为500mm～600mm的圆柱体岩芯，形成一圆外周临空面。然后对剩余的桩基岩芯部分进行分块，沿圆半径取芯分块形成内部临空面。在分块的岩石上钻上一排小孔，然后再小孔内锥入钢楔子，锤击钢楔子挤压岩石，使岩石同时受到铅锤面上的拉力和水平面上的剪切力作用，当挤压力大于极限抗拉力和极限抗剪切力之和时，岩石沿铅锤面被拉裂并从底部发生剪切破裂，取出分裂的岩块。依次按照分层取芯、破裂、取岩块的循环工序作用，最终达到成孔的目的。
三、水磨钻施工与爆破施工方法经济技术对比分析
3.1 施工技术方法及进度情况对比
（1）相对爆破法开挖桩孔，水磨钻施工不需要爆破，对周边建筑物及环境影响小，不需要受爆破条件的限制，能极大降低和有效控制安全风险。
（2）水磨钻设备相对便宜，不破坏岩体，不对地基形成冲击。
（3）设备现场组装简单，操作灵活轻便；且成孔规则，能有效控制基坑尺寸。
如图2-1所示，使用水磨钻施工的基坑，坑洞尺寸符合设计要求，并基坑整体美观，符合标准工艺要求。图2-2所示，使用爆破施工的基坑，对基坑整体形成冲击，造成基坑不规则和坑洞尺寸增大，且坑壁容易坍塌和存在落石等安全风险。
（4）爆破施工方法存在附带问题较多，比如在施工过程中爆破震动对周边居民造成影响，容易引起纠纷；同时，火工品供应受限问题，容易造成停工，影响整体施工进度。
（5）水磨钻施工对周边环境影响小，能更好保障基坑内岩石整体性，不会存在和爆破施工一样，对基坑周边岩石结构产生破坏，也不会产生有毒气体和残留化学成分。
（6）水磨钻施工效率高于爆破施工效率，通过本工程5基桩位采用水磨钻施工方法和2基桩位采用爆破施工方法进行现场实际对比（基础直径均为1.2m），如下表所示；
通过上表对比、分析发现，使用水磨钻施工方法所产生的施工成本只需要694元每立方，而爆破施工方法的施工成本高达1015元每立方；同时，爆破施工方法造成的基础混凝土15-30％超方；也因此得出，使用水磨钻施工方法不仅仅降低施工成本和风险，也减少了材料的浪费。
四、水磨钻机施工的改进方向
从实施效果中可以看出，使用水磨钻施工技术，它既能减少混凝土的消耗量，又不受材料供应、天气及周围环境的影响。同时，水磨钻法施工难度低，对工人的技术要求相对较低，易于组织施工，更适合大规模施工，对工期和成本能进一步优化。
目前，该类型水磨钻机主要适用于平稳垂直往下钻孔，最大倾斜角不能超过15°，否则钻机摆动幅度大，无法掌控而出现安全风险，以及容易卡钻头等，因此，对于底盘扩孔幅度较大的基础形式，需采用人工扩孔，改进水磨钻机在更大角度范围内可安全、顺利作业，可进一步提高经济效益和安全性。
参考文献：
[1]王力、高虹.浅析水磨钻机的应用[J].《机电信息》，2014年第30期，55-56页.
[2]邓忠奇.水磨钻机在人工挖孔桩施工中的应用[J].《工程技术（全文版）》，2016年第08月29，00310-00310页.
[3]谈秉峰.水磨钻机在特殊环境下桩基施工中的应用[J].《四川建材》，2018年 第5期，85-86页
作者简介：
谢秋伟 男 1982.8 本科 高级工程师 国网湖南省电力有限公司建设分公司
梅山林 男 1985.10 双学位学士 工程师 湖南省送变电工程公司
葛海平 男 1974.07 本科 工程师 湖南省送变电工程公司
龙超群 男 1991.1 本科 湖南电力工程咨询有限公司
论文作者:谢秋伟1,梅山林2,葛海平3,龙超群4
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/14
标签：水磨论文; 岩石论文; 钻机论文; 基坑论文; 方法论文; 湖南省论文; 基础论文; 《电力设备》2019年第9期论文;