随着国家大力实施配电网建设与改造工程，组立非预应力锥形水泥电杆数量逐年增长。研究组立非预应力锥形水泥电杆各步骤发现，组立此类电杆时，时间大多耗费在挖洞和泥土回填上。现有常用挖洞工具有挖土机、挖洞机及铁锹等。组立长15 m，根径390 mm,梢径190 mm的非预应力锥形水泥电杆，使用不同工具挖洞，时间差别较大。分析铁锹挖洞耗时的原因时发现，不论在硬质土壤还是软质土壤环境中，实际挖洞土方都远大于最小圆柱挖洞土方。为此，我们研制出一种能够直接挖圆柱体洞穴的工具锹，它既便携、易操作、经济实用，又可提高挖洞效率。

    1 新型挖洞工具锹的基本结构
    新型挖洞工具锹用两个作用面与其间土壤相互挤压，增大作用面与土壤的最大静摩擦力，使泥土不易掉落，而工作人员可站在地面挖一个圆柱洞穴。其结构图和实物图见图1。

    （1）作用面底端为尖口设计（类似尖口铁锹），方便挖洞。作用面纵向为向下倾斜设计，以便作用面下端形成一个闭合“楔形”将土壤“兜”出洞外。考虑到挖洞时土壤的反作用力，对作用面的硬度和抗震动性有一定要求，选用70号优质碳素结构钢制作。
    （2）作用面连接处为铰链连接方式，作用面连接后可相向运动，手柄旋转角度大于90°，垂直方向并拢时可错位运动。连接处机械结构图如图2所示。

      （3）手柄由固定手柄和加长手柄两部分组成，完成整个杆洞挖掘时人握手柄处距离地面约为1.3 m。伸缩手柄连接处结构图如图3所示。考虑到手柄对弹性的高要求，选用韧性高的锰硅钢制作。

    2 挖洞工具锹的工作原理
    （1）作用面：是挖洞工具的主要部分，利用它挖掘土壤并将土壤顺利夹出洞外。
    （2）作用面连接处：将作用面和手柄连接起来，直接决定着手柄控制作用面的灵活程度，以及作用面夹紧土壤的程度。
    （3）手柄：工作人员站在地面控制作用面，完成整个挖洞过程，固定手柄与加长手柄通过螺丝连接固定。
    3 效果对比
    一根15m长，根径390 mm，稍径 190 mm的非预应力锥形水泥电杆在软质土壤中，使用普通铁锹挖洞（2.5 m深）时间为92 min，挖洞洞口地表面积约为1.2m2，工作人员需下到洞底挖掘。而使用新型挖洞工具锹后，挖洞时间减少到45 min，减少挖洞时间51%，大大提高了立杆效率。挖洞洞口地表面积仅为0.5 m2，既减少了挖洞土方量，回填土方少有利于杆身稳定，可防止立杆后杆身倾斜，同时也大大减少了对周边环境的破坏，从而减轻了作业现场的协调工作量，减少了青苗赔偿费。该工具手柄可加长，挖浅洞和运输时可去掉加长手柄，同时也方便携带及操作。工作人员站在地面就可完成整个操作过程而无需下到洞底，提高了安全性。