——广州电力设计院创新驱动电网机械化施工侧记
2024年11月，南方电网成功举办了2024年电网工程机械化施工设计比武比赛，广州电力设计院精心创作的“输、变、配”4个机械化设计方案作品从164个方案作品中脱颖而出，斩获了比赛一、二、三等奖。
为全面贯彻党的二十大和二十届二中、三中全会精神，落实《质量强国建设纲要》，积极响应南方电网加快发展电网建设新质生产力要求，广州电力设计院（以下简称“广州院”）持续提升工程精益设计水平，本文将广州院如何借助数字化平台、深化施工图设计、结合“产学研”攻坚克难、驾驭新工艺新设备等一些机械化施工思路、经验和设想作分享，以助力电网机械化施工技术水平不断提高。
借助数字化平台 开启“智慧施工”新征程
为适应电网建设与产业工人资源短缺矛盾日益突出的建设环境，提升机械化施工设计效率与深度，广州院借助三维数字技术，构建架空线路、电缆通道、配电房及台架变等数字孪生体，并结合周边环境、城市街景以及地下管线等数据，为机械化施工辅助设计提供基础数据、构建可视化场景，开启机械化“智慧施工”新征程。
利用自主研发全国产底层数字化设计软件，广州院率先实现了设计的自主可控，搭建的机械化施工设计平台，集合各类施工机械技术参数、性能特点、适用范围等关键信息，有效辅助优化各类物料、施工工序、装备配置及装备运输等，确保机械化设计精准落地。在架空输电线路设计中，借助航空影像和激光雷达等先进设备，崭新性运用激光数字航测技术精确采集线路通道数据信息，直接减少勘测外业工作量40%，当中的“高植被树种识别技术”更是实现了把树种自动、精细分类，“智能、快速、准确”指导电网基建工程中的青苗补偿工作。
另一方面，精细化变电站三维模型形成的电气设备通用库，构建的标准化装配式模块可实现变电站虚拟验收功能。广州院项目设总何宁认为，软件中集成研发的自动电缆敷设功能，有效解决了传统变电站管线敷设混乱、易发生碰撞、通道容量利用不合理等问题，“数字化平台对施工过程进行了模拟和优化，实现了施工方案的精准设计、资源的高效调配以及施工进度的实时监控，显著提升机械化施工的智能化水平。”
深化施工图设计 提高机械化施工协作
为让机械化施工运作精准高效、规范有序，广州院组织各专业深入优化施工图设计中的细节，通过精细化图纸设计，准确反映施工需求，提高施工效率与质量。
广州院线路结构高级设计师黄龙湘介绍了广州院“一塔一力、一基一策、一基一图”的深化施工图做法，“一是开展‘一塔一作用力’，精细化基础设计，实现同等条件下工程量最优；二是根据每基杆塔的设计、地形地质等基本信息，制定临时道路修筑、施工装备、塔基、临时道路通道清理工程量以及环水保方案的机械化施工‘一基一策’，便于参建单位掌握逐基设计方案和全过程施工管理；三是逐基编制与机械化施工相适应的环水保设计方案，形成环水保设计‘一基一图’，确保环水保方案全面、可实施；四是深化机械化施工组织设计，结合标准化工艺，实现流水化施工，优化施工工期。”此外，广州院还编制了“钢结构”“幕墙安装”“室内精装”等精细化施工图册，有效引导施工单位合理规划施工顺序、选择适合机械设备，提高机械化施工整体协作水平。
融“产学研”一体化 克技术攻坚之难
尽管机械化施工拥有许多优势，但同时也面临一些挑战，针对当中的技术难点，广州院通过与施工单位、高校、科研机构、设备制作商等紧密合作，聚集多方优势与智慧，形成的强大合力“打通”了关键技术难点，为机械化行业发展注入新活力。
利用“产学研”一体化模式，遵循“提出难点、技术交流、共同研发、成果应用”协作流程，广州院在实践中成功突破一系列机械化施工的技术难点，如首创“钢结构+钢骨架预制板”技术，钢结构主体全螺栓连接，实现变电站零米以上无“湿作业”、无高空动火作业；经高校实验室验证力学性能，变电站钢骨架预制板承载力达15~30kN/m2；“三层构造”“等压雨屏腔”防水方案，全面解决了装配式变电站运维痛点；试点重载无人机运输成功，自主研发输电线路技术经济指标计算云平台合理规划飞行路径；创新性应用双机联吊技术，突破提升单架无人机载荷的上限至300kg；沿线吊运泵送高压钢管，解决商品砼运输难题；搭建配网工程数字孪生模型，实现施工实时监控和预测分析等。
广州院在机械化施工的道路上结出的累累硕果，转变了“人力为主、机械为辅”传统模式，并具备创新性、可推广性、经济效益性，落实了机械代人和绿色建造理念，是推动数字电网和新型电力系统建设的最好印证。
驾驭新工艺新设备 创新高质量发展驱动
积极采用前沿新工艺、新装备，广州院充分发挥创新效能引擎作用，利用新质生产力，引领电网工程建设机械化施工高质量发展，驱动机械化施工在创新的快车道上快速前行。
采用预制化构件、模块化组装，实现变电站设备的快速安装与调试；积极应用小型模块化锚杆钻机、分体式钻孔机、轻型电建钻机、深基坑作业智能一体机、钢筋笼自动加工设备等基础施工新型设备；试点采用重载无人机运输、货运索道等，为山区、生态区的运输困难提供解决新思路；采用轻型落地抱杆组塔，提升组塔施工效率，压降高空作业风险；在施工设备和现场安装传感器，利用物联网与传感器技术实现可视化和数据实时传递；采用挖机立杆新工艺，提高特殊地形立杆效率和安全性等。
配电高级设计师苏校冰指出，机械化新设备“小、灵、快”的特点，可以良好满足复杂施工环境和严苛的技术要求，从而提高配网工程建设效率，同时还降低安全作业风险和人员数量，是电网工程建设发展的必然趋势。
设计龙头引领 迈进机械化施工远景
基于前瞻性的预判，稳步推进机械化施工及设计向智能化、高效化、可持续方向迈进，广州院谋划布局、从几个方向着手，以发挥机械化施工设计龙头引领作用，加快推进“机器代人”步伐，拓展行业发展空间：
机械化施工设计人才队伍的储备，逐步加大机械化施工设计领域人才培养力度，通过基建工程历练让设计人才掌握技术创新方法、过程和思维方式，培养创新意识和创新能力，持续跟踪国内外行业新动态。
开展标准机械化施工模式探索，在基建施工中摸索机械化的标准管理、设计、施工、设备等，持续提高施工效率和质量，降低成本和风险，抢占行业话语权，勘实机械化施工未来发展道路。
绿色低碳与机械化的紧密融合，尽量采用环保型施工材料和设备，减少施工过程对环境的污染和破坏，实现与环境和谐发展；积极推广低碳施工技术，如节能型施工设备、低碳施工工艺等，降低施工过程中的能源消耗及碳排放，推动施工行业绿色低碳发展。
小型化、模块化机械设备持续研发，综合考虑现场需求，结合“产学研”模式持续研发适用于山区等特殊地形的机械化施工新技术、新工艺、新装备，提高机械化施工的应用率。
展望未来，广州院适应电网建设内外部资源和环境变化，将持续升级转型机械化施工先进建造设备、智能建造方式，不断强化设计统筹作用，提高建设工程质量和安全性能，为实现民族伟大复兴中国梦提供质量支持，为加快电网转型升级发展贡献一份设计力量！
