1000kV特高压输电线路土石方、基础接地工程施工技术的

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摘 要：文章结合《国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册》（送电工程分册）,在总结我国第一条1 000 kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范线路土石方、基础、接地工程施工经验的基础上,对1 000 kV特高压线路基础及接地施工技术进行探讨并提出建议,希望为今后我国1 000 kV线路工程建设提供借鉴经验.

关 键 词 ：1 000 kV特高压输电线路；土石方；基础；接地

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）17-0071-02

我国第一条1 000 kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范线路正在紧张有序地施工建设,目前该线路河南标段的土石方、基础、接地工程已经接近尾声.全国各参建送变电施工单位在这三项特高压线路分部工程建设中大量采用了新技术、新工艺、新方法,各有亮点,各显绝招.本文结合《国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册》（送电工程分册）,在总结各参建单位施工经验的基础上,对1 000 kV特高压线路土石方、基础及接地施工模式进行探讨并提出建议,为今后我国1 000 kV线路工程建设提供参考.

1.土石方工程施工

1.1 1 000 kV线路土石方工程技术特点

由于1 000 kV线路具有基础土方量大,环境保护要求高、接地降阻模块的使用等特点,决定了在基坑开挖、接地沟开挖、基坑回填、接地沟回填四个工序的具体施工技术上与以往的输电线路施工有较大的区别.各施工单位都在尝试新工艺、新方法,通过分类总结主要有以下几个创新点.

①基坑、接地沟开挖、回填广泛采用机械化与人工修整相结合,施工速度快.机械化主要是指大型挖掘机基础开挖回填、小型推土/挖掘两用机接地沟开挖及基面平整、小电动卷扬机用于基坑清理及掏挖式基础.人工修整主要是指对基坑底部操平、斜柱式基础底板“坑壁成形”土模开挖、掏挖式基础开挖和基面平整.

②本次工程特别重视环境保护,基坑内挖出生土与地面熟土隔离分开堆放,回填时先回填生土,后回填熟土,尽量保证后期能恢复基面原状.

③护壁在掏挖式基础上的应用.由于掏挖深度较深,土层土质变化大,必须人工开挖,危险点多.护壁作为有效的防坍塌技术措施得到了广泛应用.

④开挖深度由地质条件决定.某些地质要求高的塔位必须开挖到坚实稳定的土层,并经地质工代检查确认,超深部分铺石灌浆处理.

⑤接地沟开挖、基坑回填、接地沟回填、场地清理等工序组织合理,生产效率高.例如安徽送变电工程公司合理安排接地体埋设与基础回填的工期,在基础回填平整基面以前将接地体埋设、引下线安装完毕,节约大量的人力物力.

1.2 1 000 kV线路土石方工程施工技术建议

①注意地质变化,开挖初期核对地质勘测报告,如有变化,请设计工代确认,有针对性地采取施工措施.

②合理组织工序,尽量缩短基坑暴露时间,基坑开挖量不宜超前于浇筑基础量的100%.

③高度重视基坑坍塌造成的重大损失,采取降水位、保证坑壁安全坡度、加强工序衔接等多种措施预防基坑坍塌.特别注意雨季、土质、地下水位和浇筑能力等影响因素,防止坍塌.

完善推广应用机械化在土石方工程中的应用.

⑤加强1 000 kV线路途径区域的掏挖式基础土石方工程施工技术研究十分必要.

⑥回填土夯实层高度可以超过300 mm,但不宜超过1 000 mm,且必须夯实.

2.基础工程施工

2.1 1 000 kV线路基础工程施工工序

基础工程施工工序主要包括施工准备、钢筋制作与安装、模板安装、混凝土浇筑、基础养护、模板拆除、质量验收七个工序.

2.2 1 000 kV线路基础工程设计及规范要求

①基础浇制前,应按设计混凝土强度等级和现场浇制使用的砂、石、水泥等原材料,根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55进行试配来确定混凝土配合比.

②现场浇制基础,浇制前应支模,模板应采用刚性材料,其表面应平整且接缝严密,模板与支架的刚度和稳定性应满足相应基础施工的要求.接触混凝土的模板表面应采取有效脱模措施,以保证混凝土表面质量.当使用隔离剂脱模时,严禁隔离剂沾污钢筋,并防止泥土等杂物混入混凝土中.

③现场浇制基础中的地脚螺栓及预埋件应安装牢固；安装前应除去浮锈,螺纹部分应予以保护.

④现场浇制混凝土应采用机械搅拌、机械捣固.混凝土下料高度超过3 m时应用串筒或溜管使混凝土下落.

⑤混凝土浇制过程中应严格控制水灰比和塌落度.

⑥浇制后应在12 h内开始浇水养护,当天气炎热、干燥有风时,应在3 h内进行浇水养护,养护时应在基础模板外侧加遮盖物,浇水次数应能够保持混凝土表面始终湿润,养护用水应与拌制用水相同；对普通硅酸盐和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土浇水养护日期,不得少于7 d.

⑦混凝土可以分层浇筑分层振捣,并一次浇筑完成.

2.3 1 000 kV线路基础工程技术特点

①1 000 kV特高压线路基础体积大,型式多,技术要求高.主要有现浇基础、岩石掏挖基础、灌注桩基础和灌入桩基础.现浇基础按形状分类又有大板式、台阶式、斜插式、掏挖式.特别是在煤矿采空区还有更特殊的基础设计型式,技术含量高,需要重点关注.

②基础的防护设计和施工工艺理念新颖、科学,切实起到了作用.如西南电力设计院提出的采取立柱R角、离道路较近的塔位在路边设置防撞条,混凝土表面质量水平的提高等,这在以往河南境内500 kV输电线路设计中都是没有的,科学严谨,值得推广.

③重视基础成品的保护.如河南送变电建设公司设置的基础中心桩保护标志,塔号、线路方向、基础编号等信息一目了然,为基础工程质检和后续分部工程提供了很好的参考点.还有利用废旧模板对基础边角的保护,用PVC管对地脚螺栓的保护都在施工中起到了示范作用. 2.4 1 000 kV线路基础工程施工遇到的问题分析

①商品混凝土供应不及时,间隔时间长,浇筑效率低,造成人力物力浪费.究其原因主要是有混凝土公司供应能力、运输距离长、交通拥堵、施工渠道受阻四个因素造成的.

②采用木模支护方式浇筑质量不易控制,基础容易鼓肚和内凹.究其原因主要是支护不合理,模板接缝处强度低造成的.

③个别基础养护用水缺乏.分析其主要有自然条件和不注意综合利用造成的.

④大体积基础施工技术缺乏,急需积累经验.

2.5 1 000 kV线路基础工程施工技术建议

①继续发扬基础成品保护的先进经验.

②工程开工前,应对各种模板工程进行认真的经济技术分析,从保证基础工程质量和提高生产效率出发,在经济成本相差不大的情况下优先选用钢模板,同时合理选择其他支护模式.

③工程开工前,应根据工程实际对各种混凝土供应模式进行认真的经济技术分析,从保证工程质量和提高生产效率出发,在经济成本相差不大的情况下优先选用线路附近自设集中搅拌站,同时合理选择其他供应模式.

④工程开工,应根据工程实际对各种浇筑模式进行认真的经济技术分析,从保证工程质量和提高生产效率出发,在经济成本相差不大的情况下优先选用自行式遥控泵车,同时合理选择其他浇筑模式.

⑤现场设置简易储水罐,收集开挖过程中的坑内积水,或充分利用排水井点、排水泵等设施供水进行基础养护.

⑥应采取机械振捣,并且振捣充分,不留死角.

⑦必须大力开展大体积基础浇筑养护和防止水化热等施工技术的研究.

3.接地工程施工

3.1 1 000 kV线路接地工程施工工序

接地工程施工工序主要包括施工准备、接地体连接、接地体埋设、引下线安装、接地电阻测量、质量验收六个工序,与500 kV线路基本一致,施工技术不存在大的难度.

3.2 1 000 kV线路接地工程设计及规范要求

①接地体的规格、埋深不应小于设计规定；接地装置应按设计图形埋设,受地质地形条件限制时可按设计图形作局部修改,原设计图形为环形者仍应呈环形.但不论修改与否均应在施工质量验收记录中绘制接地装置敷设简图并标示相对位置和尺寸.

②埋设水平接地体宜满足下列规定：遇倾斜地形宜沿等高线埋设；两接地体间的平行距离不应小于5 m；接地体敷设应平直；对无法满足上述要求的特殊地形,应与设计部门协商解决.

③接地体连接前应清除连接部位的浮锈.圆钢的焊接长度应不少于120 mm并应双面施焊,焊接段应做防腐处理.

3.3 1 000 kV线路接地工程技术特点

①根据每基塔位的土壤电阻率设计选型.例如东北电力设计院依据每基塔位的土壤电阻率进行设计,并要求施工单位开工前进行土壤电阻率复测核对,如有差别及时修改,保证了正确选型.

②首次在输电线路上使用镀锌接地体.例如西南电力设计院等单位负责标段在输电线路上首次采用12～14 mm镀锌圆钢作为接地体.

③山区等高土壤电阻率区段大量使用降阻模块.

④大量采用接地体工厂（材料站）化集中连接后运抵现场埋设.接地体连接有现场分散连接和工厂（材料站）集中连接两种.

通过现场观察,每个工程标段接地型式种类较少,有TC6、TC10、TC15等,根据设计要求和基础根开计算放样后,采取工厂化集中制作连接能够批量生产,有利于质量的保证,有利于提高工作效率.建议在今后的施工中根据地形条件选择连接,处于平原等地形良好的塔位接地易采用工厂化集中连接,使用降阻模块、处于山区等地形条件差的塔位易采用现场连接.

⑤接地体埋设同时安装接地引下线.避免基面平整后安装接地引下线的二次土石方施工,工序合理,节约时间和成本,生产效率高.

3.4 1 000 kV线路接地工程施工遇到的问题分析

①接地连接处防腐措施不一,防腐质量难保证.连接点防腐现场施工中有的用沥青、富锌漆、银粉漆等,更有的以防锈漆代替防腐漆,随意性大,无具体标准,防腐质量较难控制.究其原因主要是设计单位对防腐措施 “为防止腐蚀,焊接部分必须涂防腐油漆”规定条文比较笼统造成的.

据统计,2003年国家电网公司系统110（66） kV～500 kV输电设备共发生跳闸2 446次,因雷击引起的跳闸859次,占输电设备跳闸总次数的第一位.由此可见,雷害是影响输电设备安全运行的重要因素,必须重视线路防雷保护.

根据河南超高压输变电运检公司2004年在500 kV姚白线（原500 kV平武线,我国第一条500 kV交流架空输电线路,1981年投运）的接地技改实践发现：经过近23 a的运行,10 mm未镀锌盘圆钢接地体腐蚀深度为4～5 mm,腐蚀速率约为0.17～0.21 mm/a,10 mm镀锌盘圆钢接地引下线腐蚀深度为1～2 mm,腐蚀速率约为0.04～0.08 mm/a,焊接部位有锈蚀断开现象.通过统计分析接地电阻超差的主要是接地网焊接部位锈蚀断开.

综上所述,接地是重要的防雷保护措施,必须保证质量.影响工程质量关键点是连接处的焊接和防腐.保证工程质量的关键在于科学合理的设计,一丝不苟的按图施工.

②降阻模块属新型科技产品,在工程实践中用量还较少,降阻模块的安装工艺要求高,安装经验有待总结提高.

③工厂化集中连接的镀锌接地体个别连接处有锈蚀、焊接质量不良等现象,需要进一步加强监造和质量控制.

3.5 1 000 kV线路接地工程施工技术建议

①在施工中推广应用土壤电阻率复测校核选型、镀锌接地体等新技术.

②根据地形、运输条件选择工厂化集中连接与现场分散连接,加强接地体连接的质检和监造工作.

③有关单位重视接地防腐技术研究,制定防腐技术标准,推荐一至两种经济合理防腐材料,在今后的设计过程中进一步明确,有利于接地工程质量的控制.

④按照降阻模块说明书,分析掌握安装技术要点,并严格执行.

⑤合理组织工序,按照基坑回填至接地沟开挖深度后停止、接地沟开挖、接地体连接（包括防腐）、埋设、安装接地引下线、基坑继续回填、基面平整的工序进行,既保证工艺,又避免背工浪费.

4.结 语

1 000 kV特高压交流输电线路施工技术在我国电网建设领域是一项全新的技术,我们必须在继承和发扬500 kV、750 kV等超高压输电线路成熟施工技术经验的基础上,以科学严谨地学习态度,锲而不舍地探索精神,紧密结合我国第一条特高压试验示范线路乃至今后数条特高压线路工程实践,集中广大电网建设者的集体智慧,对工程每个步骤、每个细节不断地对比、分析、创新、论证、总结,才能逐步形成一套先进、实用、完善的施工技术.