1000kV特高壓輸電線路土石方、基礎(chǔ)及接地工程施工技術(shù)的探討

崔磊　程煜　陶留海

摘 要：文章結(jié)合《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程施工工藝示范手冊(cè)》（送電工程分冊(cè)），在總結(jié)我國(guó)第一條1 000 kV晉東南-南陽(yáng)-荊門特高壓交流試驗(yàn)示范線路土石方、基礎(chǔ)、接地工程施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)1 000 kV特高壓線路基礎(chǔ)及接地施工技術(shù)進(jìn)行探討并提出建議，希望為今后我國(guó)1 000 kV線路工程建設(shè)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：1 000 kV特高壓輸電線路；土石方；基礎(chǔ)；接地

中圖分類號(hào)：TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）17-0071-02

我國(guó)第一條1 000 kV晉東南-南陽(yáng)-荊門特高壓交流試驗(yàn)示范線路正在緊張有序地施工建設(shè)，目前該線路河南標(biāo)段的土石方、基礎(chǔ)、接地工程已經(jīng)接近尾聲。全國(guó)各參建送變電施工單位在這三項(xiàng)特高壓線路分部工程建設(shè)中大量采用了新技術(shù)、新工藝、新方法，各有亮點(diǎn)，各顯絕招。本文結(jié)合《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程施工工藝示范手冊(cè)》（送電工程分冊(cè)），在總結(jié)各參建單位施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)1 000 kV特高壓線路土石方、基礎(chǔ)及接地施工模式進(jìn)行探討并提出建議，為今后我國(guó)1 000 kV線路工程建設(shè)提供參考。

1 土石方工程施工

1.1 1 000 kV線路土石方工程技術(shù)特點(diǎn)

由于1 000 kV線路具有基礎(chǔ)土方量大，環(huán)境保護(hù)要求高、接地降阻模塊的使用等特點(diǎn)，決定了在基坑開挖、接地溝開挖、基坑回填、接地溝回填四個(gè)工序的具體施工技術(shù)上與以往的輸電線路施工有較大的區(qū)別。各施工單位都在嘗試新工藝、新方法，通過(guò)分類總結(jié)主要有以下幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。

①基坑、接地溝開挖、回填廣泛采用機(jī)械化與人工修整相結(jié)合，施工速度快。機(jī)械化主要是指大型挖掘機(jī)基礎(chǔ)開挖回填、小型推土/挖掘兩用機(jī)接地溝開挖及基面平整、小電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)用于基坑清理及掏挖式基礎(chǔ)。人工修整主要是指對(duì)基坑底部操平、斜柱式基礎(chǔ)底板“坑壁成形”土模開挖、掏挖式基礎(chǔ)開挖和基面平整。

②本次工程特別重視環(huán)境保護(hù)，基坑內(nèi)挖出生土與地面熟土隔離分開堆放，回填時(shí)先回填生土，后回填熟土，盡量保證后期能恢復(fù)基面原狀。

③護(hù)壁在掏挖式基礎(chǔ)上的應(yīng)用。由于掏挖深度較深，土層土質(zhì)變化大，必須人工開挖，危險(xiǎn)點(diǎn)多。護(hù)壁作為有效的防坍塌技術(shù)措施得到了廣泛應(yīng)用。

④開挖深度由地質(zhì)條件決定。某些地質(zhì)要求高的塔位必須開挖到堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的土層，并經(jīng)地質(zhì)工代檢查確認(rèn)，超深部分鋪石灌漿處理。

⑤接地溝開挖、基坑回填、接地溝回填、場(chǎng)地清理等工序組織合理，生產(chǎn)效率高。例如安徽送變電工程公司合理安排接地體埋設(shè)與基礎(chǔ)回填的工期，在基礎(chǔ)回填平整基面以前將接地體埋設(shè)、引下線安裝完畢，節(jié)約大量的人力物力。

1.2 1 000 kV線路土石方工程施工技術(shù)建議

①注意地質(zhì)變化，開挖初期核對(duì)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告，如有變化，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)工代確認(rèn)，有針對(duì)性地采取施工措施。

②合理組織工序，盡量縮短基坑暴露時(shí)間，基坑開挖量不宜超前于澆筑基礎(chǔ)量的100%。

③高度重視基坑坍塌造成的重大損失，采取降水位、保證坑壁安全坡度、加強(qiáng)工序銜接等多種措施預(yù)防基坑坍塌。特別注意雨季、土質(zhì)、地下水位和澆筑能力等影響因素，防止坍塌。

完善推廣應(yīng)用機(jī)械化在土石方工程中的應(yīng)用。

⑤加強(qiáng)1 000 kV線路途徑區(qū)域的掏挖式基礎(chǔ)土石方工程施工技術(shù)研究十分必要。

⑥回填土夯實(shí)層高度可以超過(guò)300 mm，但不宜超過(guò)1 000 mm，且必須夯實(shí)。

2 基礎(chǔ)工程施工

2.1 1 000 kV線路基礎(chǔ)工程施工工序

基礎(chǔ)工程施工工序主要包括施工準(zhǔn)備、鋼筋制作與安裝、模板安裝、混凝土澆筑、基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)、模板拆除、質(zhì)量驗(yàn)收七個(gè)工序。

2.2 1 000 kV線路基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)及規(guī)范要求

①基礎(chǔ)澆制前，應(yīng)按設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)澆制使用的砂、石、水泥等原材料，根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55進(jìn)行試配來(lái)確定混凝土配合比。

②現(xiàn)場(chǎng)澆制基礎(chǔ)，澆制前應(yīng)支模，模板應(yīng)采用剛性材料，其表面應(yīng)平整且接縫嚴(yán)密，模板與支架的剛度和穩(wěn)定性應(yīng)滿足相應(yīng)基礎(chǔ)施工的要求。接觸混凝土的模板表面應(yīng)采取有效脫模措施，以保證混凝土表面質(zhì)量。當(dāng)使用隔離劑脫模時(shí)，嚴(yán)禁隔離劑沾污鋼筋，并防止泥土等雜物混入混凝土中。

③現(xiàn)場(chǎng)澆制基礎(chǔ)中的地腳螺栓及預(yù)埋件應(yīng)安裝牢固；安裝前應(yīng)除去浮銹，螺紋部分應(yīng)予以保護(hù)。

④現(xiàn)場(chǎng)澆制混凝土應(yīng)采用機(jī)械攪拌、機(jī)械搗固?；炷料铝细叨瘸^(guò)3 m時(shí)應(yīng)用串筒或溜管使混凝土下落。

⑤混凝土澆制過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比和塌落度。

⑥澆制后應(yīng)在12 h內(nèi)開始澆水養(yǎng)護(hù)，當(dāng)天氣炎熱、干燥有風(fēng)時(shí)，應(yīng)在3 h內(nèi)進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)在基礎(chǔ)模板外側(cè)加遮蓋物，澆水次數(shù)應(yīng)能夠保持混凝土表面始終濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌制用水相同；對(duì)普通硅酸鹽和礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土澆水養(yǎng)護(hù)日期，不得少于7 d。

⑦混凝土可以分層澆筑分層振搗，并一次澆筑完成。

2.3 1 000 kV線路基礎(chǔ)工程技術(shù)特點(diǎn)

①1 000 kV特高壓線路基礎(chǔ)體積大，型式多，技術(shù)要求高。主要有現(xiàn)澆基礎(chǔ)、巖石掏挖基礎(chǔ)、灌注樁基礎(chǔ)和灌入樁基礎(chǔ)?，F(xiàn)澆基礎(chǔ)按形狀分類又有大板式、臺(tái)階式、斜插式、掏挖式。特別是在煤礦采空區(qū)還有更特殊的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)型式，技術(shù)含量高，需要重點(diǎn)關(guān)注。

②基礎(chǔ)的防護(hù)設(shè)計(jì)和施工工藝?yán)砟钚路f、科學(xué)，切實(shí)起到了作用。如西南電力設(shè)計(jì)院提出的采取立柱R角、離道路較近的塔位在路邊設(shè)置防撞條，混凝土表面質(zhì)量水平的提高等，這在以往河南境內(nèi)500 kV輸電線路設(shè)計(jì)中都是沒(méi)有的，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，值得推廣。

③重視基礎(chǔ)成品的保護(hù)。如河南送變電建設(shè)公司設(shè)置的基礎(chǔ)中心樁保護(hù)標(biāo)志，塔號(hào)、線路方向、基礎(chǔ)編號(hào)等信息一目了然，為基礎(chǔ)工程質(zhì)檢和后續(xù)分部工程提供了很好的參考點(diǎn)。還有利用廢舊模板對(duì)基礎(chǔ)邊角的保護(hù)，用PVC管對(duì)地腳螺栓的保護(hù)都在施工中起到了示范作用。

2.4 1 000 kV線路基礎(chǔ)工程施工遇到的問(wèn)題分析

①商品混凝土供應(yīng)不及時(shí)，間隔時(shí)間長(zhǎng)，澆筑效率低，造成人力物力浪費(fèi)。究其原因主要是有混凝土公司供應(yīng)能力、運(yùn)輸距離長(zhǎng)、交通擁堵、施工渠道受阻四個(gè)因素造成的。

②采用木模支護(hù)方式澆筑質(zhì)量不易控制，基礎(chǔ)容易鼓肚和內(nèi)凹。究其原因主要是支護(hù)不合理，模板接縫處強(qiáng)度低造成的。

③個(gè)別基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)用水缺乏。分析其主要有自然條件和不注意綜合利用造成的。

④大體積基礎(chǔ)施工技術(shù)缺乏，急需積累經(jīng)驗(yàn)。

2.5 1 000 kV線路基礎(chǔ)工程施工技術(shù)建議

①繼續(xù)發(fā)揚(yáng)基礎(chǔ)成品保護(hù)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。

②工程開工前，應(yīng)對(duì)各種模板工程進(jìn)行認(rèn)真的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，從保證基礎(chǔ)工程質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率出發(fā)，在經(jīng)濟(jì)成本相差不大的情況下優(yōu)先選用鋼模板，同時(shí)合理選擇其他支護(hù)模式。

③工程開工前，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際對(duì)各種混凝土供應(yīng)模式進(jìn)行認(rèn)真的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，從保證工程質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率出發(fā)，在經(jīng)濟(jì)成本相差不大的情況下優(yōu)先選用線路附近自設(shè)集中攪拌站，同時(shí)合理選擇其他供應(yīng)模式。

④工程開工，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際對(duì)各種澆筑模式進(jìn)行認(rèn)真的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，從保證工程質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率出發(fā)，在經(jīng)濟(jì)成本相差不大的情況下優(yōu)先選用自行式遙控泵車，同時(shí)合理選擇其他澆筑模式。

⑤現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置簡(jiǎn)易儲(chǔ)水罐，收集開挖過(guò)程中的坑內(nèi)積水，或充分利用排水井點(diǎn)、排水泵等設(shè)施供水進(jìn)行基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)。

⑥應(yīng)采取機(jī)械振搗，并且振搗充分，不留死角。

⑦必須大力開展大體積基礎(chǔ)澆筑養(yǎng)護(hù)和防止水化熱等施工技術(shù)的研究。

3 接地工程施工

3.1 1 000 kV線路接地工程施工工序

接地工程施工工序主要包括施工準(zhǔn)備、接地體連接、接地體埋設(shè)、引下線安裝、接地電阻測(cè)量、質(zhì)量驗(yàn)收六個(gè)工序，與500 kV線路基本一致，施工技術(shù)不存在大的難度。

3.2 1 000 kV線路接地工程設(shè)計(jì)及規(guī)范要求

①接地體的規(guī)格、埋深不應(yīng)小于設(shè)計(jì)規(guī)定；接地裝置應(yīng)按設(shè)計(jì)圖形埋設(shè)，受地質(zhì)地形條件限制時(shí)可按設(shè)計(jì)圖形作局部修改，原設(shè)計(jì)圖形為環(huán)形者仍應(yīng)呈環(huán)形。但不論修改與否均應(yīng)在施工質(zhì)量驗(yàn)收記錄中繪制接地裝置敷設(shè)簡(jiǎn)圖并標(biāo)示相對(duì)位置和尺寸。

②埋設(shè)水平接地體宜滿足下列規(guī)定：遇傾斜地形宜沿等高線埋設(shè)；兩接地體間的平行距離不應(yīng)小于5 m；接地體敷設(shè)應(yīng)平直；對(duì)無(wú)法滿足上述要求的特殊地形，應(yīng)與設(shè)計(jì)部門協(xié)商解決。

③接地體連接前應(yīng)清除連接部位的浮銹。圓鋼的焊接長(zhǎng)度應(yīng)不少于120 mm并應(yīng)雙面施焊，焊接段應(yīng)做防腐處理。

3.3 1 000 kV線路接地工程技術(shù)特點(diǎn)

①根據(jù)每基塔位的土壤電阻率設(shè)計(jì)選型。例如東北電力設(shè)計(jì)院依據(jù)每基塔位的土壤電阻率進(jìn)行設(shè)計(jì)，并要求施工單位開工前進(jìn)行土壤電阻率復(fù)測(cè)核對(duì)，如有差別及時(shí)修改，保證了正確選型。

②首次在輸電線路上使用鍍鋅接地體。例如西南電力設(shè)計(jì)院等單位負(fù)責(zé)標(biāo)段在輸電線路上首次采用12～14 mm鍍鋅圓鋼作為接地體。

③山區(qū)等高土壤電阻率區(qū)段大量使用降阻模塊。

④大量采用接地體工廠（材料站）化集中連接后運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)。接地體連接有現(xiàn)場(chǎng)分散連接和工廠（材料站）集中連接兩種。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察，每個(gè)工程標(biāo)段接地型式種類較少，有TC6、TC10、TC15等，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和基礎(chǔ)根開計(jì)算放樣后，采取工廠化集中制作連接能夠批量生產(chǎn)，有利于質(zhì)量的保證，有利于提高工作效率。建議在今后的施工中根據(jù)地形條件選擇連接，處于平原等地形良好的塔位接地易采用工廠化集中連接，使用降阻模塊、處于山區(qū)等地形條件差的塔位易采用現(xiàn)場(chǎng)連接。

⑤接地體埋設(shè)同時(shí)安裝接地引下線。避免基面平整后安裝接地引下線的二次土石方施工，工序合理，節(jié)約時(shí)間和成本，生產(chǎn)效率高。

3.4 1 000 kV線路接地工程施工遇到的問(wèn)題分析

①接地連接處防腐措施不一，防腐質(zhì)量難保證。連接點(diǎn)防腐現(xiàn)場(chǎng)施工中有的用瀝青、富鋅漆、銀粉漆等，更有的以防銹漆代替防腐漆，隨意性大，無(wú)具體標(biāo)準(zhǔn)，防腐質(zhì)量較難控制。究其原因主要是設(shè)計(jì)單位對(duì)防腐措施 “為防止腐蝕，焊接部分必須涂防腐油漆”規(guī)定條文比較籠統(tǒng)造成的。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)110（66） kV～500 kV輸電設(shè)備共發(fā)生跳閘2 446次，因雷擊引起的跳閘859次，占輸電設(shè)備跳閘總次數(shù)的第一位。由此可見，雷害是影響輸電設(shè)備安全運(yùn)行的重要因素，必須重視線路防雷保護(hù)。

根據(jù)河南超高壓輸變電運(yùn)檢公司2004年在500 kV姚白線（原500 kV平武線，我國(guó)第一條500 kV交流架空輸電線路，1981年投運(yùn)）的接地技改實(shí)踐發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過(guò)近23 a的運(yùn)行，10 mm未鍍鋅盤圓鋼接地體腐蝕深度為4～5 mm，腐蝕速率約為0.17～0.21 mm/a，10 mm鍍鋅盤圓鋼接地引下線腐蝕深度為1～2 mm，腐蝕速率約為0.04～0.08 mm/a，焊接部位有銹蝕斷開現(xiàn)象。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析接地電阻超差的主要是接地網(wǎng)焊接部位銹蝕斷開。

綜上所述，接地是重要的防雷保護(hù)措施，必須保證質(zhì)量。影響工程質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)是連接處的焊接和防腐。保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵在于科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，一絲不茍的按圖施工。

②降阻模塊屬新型科技產(chǎn)品，在工程實(shí)踐中用量還較少，降阻模塊的安裝工藝要求高，安裝經(jīng)驗(yàn)有待總結(jié)提高。

③工廠化集中連接的鍍鋅接地體個(gè)別連接處有銹蝕、焊接質(zhì)量不良等現(xiàn)象，需要進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)造和質(zhì)量控制。

3.5 1 000 kV線路接地工程施工技術(shù)建議

①在施工中推廣應(yīng)用土壤電阻率復(fù)測(cè)校核選型、鍍鋅接地體等新技術(shù)。

②根據(jù)地形、運(yùn)輸條件選擇工廠化集中連接與現(xiàn)場(chǎng)分散連接，加強(qiáng)接地體連接的質(zhì)檢和監(jiān)造工作。

③有關(guān)單位重視接地防腐技術(shù)研究，制定防腐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推薦一至兩種經(jīng)濟(jì)合理防腐材料，在今后的設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)一步明確，有利于接地工程質(zhì)量的控制。

④按照降阻模塊說(shuō)明書，分析掌握安裝技術(shù)要點(diǎn)，并嚴(yán)格執(zhí)行。

⑤合理組織工序，按照基坑回填至接地溝開挖深度后停止、接地溝開挖、接地體連接（包括防腐）、埋設(shè)、安裝接地引下線、基坑繼續(xù)回填、基面平整的工序進(jìn)行，既保證工藝，又避免背工浪費(fèi)。

4 結(jié) 語(yǔ)

1 000 kV特高壓交流輸電線路施工技術(shù)在我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域是一項(xiàng)全新的技術(shù)，我們必須在繼承和發(fā)揚(yáng)500 kV、750 kV等超高壓輸電線路成熟施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙W(xué)習(xí)態(tài)度，鍥而不舍地探索精神，緊密結(jié)合我國(guó)第一條特高壓試驗(yàn)示范線路乃至今后數(shù)條特高壓線路工程實(shí)踐，集中廣大電網(wǎng)建設(shè)者的集體智慧，對(duì)工程每個(gè)步驟、每個(gè)細(xì)節(jié)不斷地對(duì)比、分析、創(chuàng)新、論證、總結(jié)，才能逐步形成一套先進(jìn)、實(shí)用、完善的施工技術(shù)。

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