“鋼結(jié)構(gòu)+裝配式”變電站建設(shè)過(guò)程中存在的問(wèn)題及對(duì)策

吳 俊 黃 俊 張 璐 陳 亮

1“鋼結(jié)構(gòu)+裝配式”變電站建設(shè)過(guò)程中存在的問(wèn)題

1.1 鋼材檢測(cè)報(bào)告中存在的問(wèn)題及鋼材型號(hào)引發(fā)的安全問(wèn)題

在項(xiàng)目的實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)鋼材第三方檢測(cè)報(bào)告中缺少對(duì)硫、磷、碳等化學(xué)元素的檢測(cè)。此外，鋼材型號(hào)的略微差異也會(huì)觸發(fā)安全報(bào)警[1]。

以某鋼結(jié)構(gòu)變電站項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)圖紙要求使用Q345 型鋼材，但根據(jù)《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T 1591-2018）中的規(guī)定，2019 年2 月1 日起，Q345鋼材牌號(hào)已改為Q355，項(xiàng)目部購(gòu)買(mǎi)了Q355 型鋼材，結(jié)果相關(guān)部門(mén)開(kāi)展“四不兩直”檢查時(shí)，督查人員仍然依據(jù)設(shè)計(jì)圖鋼材號(hào)檢查裁定，對(duì)項(xiàng)目部出具了整改通知單[2]。

1.2 旋挖機(jī)鉆孔塌孔問(wèn)題

地勘報(bào)告是變電站基礎(chǔ)工程的重要支撐材料，如果在開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地勘報(bào)告與實(shí)際情況不相符，可能會(huì)導(dǎo)致施工方案變更，從而增加工程造價(jià)。以某鋼結(jié)構(gòu)變電站為例，其采用回轉(zhuǎn)鉆成孔灌注樁，設(shè)計(jì)采用泥漿護(hù)壁工藝成孔，但在旋挖機(jī)挖樁過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)鉆孔10 m以上連續(xù)出現(xiàn)了塌孔或縮孔，導(dǎo)致樁孔無(wú)法成型。

1.3 混凝土試塊養(yǎng)護(hù)及送檢程序不規(guī)范問(wèn)題

地基工程結(jié)束后，需開(kāi)展混凝土結(jié)構(gòu)工程，此環(huán)節(jié)中項(xiàng)目部需按要求準(zhǔn)備試塊并送檢。實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中，施工班組往往沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土試塊進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，甚至不向第三方機(jī)構(gòu)送檢。這些現(xiàn)象導(dǎo)致混凝土試塊匯總及評(píng)定記錄不全，直接影響了關(guān)鍵工序的驗(yàn)收效率。

1.4 地腳螺栓與鋼結(jié)構(gòu)尺寸不符問(wèn)題

以110 kV 裝配式變電站為例，鋼結(jié)構(gòu)安裝施工工藝可被拆解為以下流程：工廠預(yù)制→施工準(zhǔn)備→鋼柱安裝→鋼梁安裝→高強(qiáng)度螺栓連接副安裝→梁柱節(jié)點(diǎn)焊接→鋼柱地腳螺栓二次澆筑→樓承板安裝→防腐修復(fù)及防火→外墻檁條安裝→外墻板安裝→質(zhì)量驗(yàn)收[3]。其中，工廠預(yù)制階段鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家需要按設(shè)計(jì)文件要求采買(mǎi)鋼材，按照設(shè)計(jì)圖紙生產(chǎn)并開(kāi)展預(yù)拼接。預(yù)拼接工作結(jié)束后，鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家應(yīng)編制預(yù)拼接記錄。

在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)地腳螺栓尺寸與鋼結(jié)構(gòu)尺寸不符問(wèn)題，導(dǎo)致這樣問(wèn)題的原因在于土建班組和鋼結(jié)構(gòu)班組之間缺少充分的溝通，雙方都在閉門(mén)造車(chē)，未提前開(kāi)展有效的交流，導(dǎo)致項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)安裝的時(shí)間大幅增加，降低了項(xiàng)目利潤(rùn)。

1.5 鋼梁翼板焊反問(wèn)題

鋼結(jié)構(gòu)材料在工廠內(nèi)完成生產(chǎn)、加工，在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展拼接，在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中，出現(xiàn)了工人將翼板焊反的情況，結(jié)果導(dǎo)致連接板孔距不夠，無(wú)法將橫梁和立柱連接起來(lái)。鋼結(jié)構(gòu)主梁焊孔問(wèn)題如圖1所示。

1.6 鋼結(jié)構(gòu)橫梁安裝時(shí)安全帶“高掛低用”問(wèn)題

鋼結(jié)構(gòu)完成立柱的安裝后，將開(kāi)始連接橫梁，一般都屬于高空作業(yè)，雖然高空作業(yè)車(chē)可以降低部分環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，但仍然有部分區(qū)域需要掛設(shè)安全帶由工人進(jìn)行焊接。此時(shí)，立柱頂部無(wú)安全帶附著點(diǎn)，只有在下方才有安全帶附著點(diǎn)，但在下方系安全帶不滿足“高掛低用”的使用原則，帶來(lái)安全隱患。

1.7 屋頂避雷帶密封不嚴(yán)導(dǎo)致漏雨問(wèn)題

在鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)墻水泥纖維板施工過(guò)程中，項(xiàng)目部發(fā)現(xiàn)氣體絕緣全封閉組合電器（Gas Insulated Substation，GIS）室內(nèi)側(cè)安裝完畢的水泥纖維板出現(xiàn)泡水現(xiàn)象，部分水泥纖維板已開(kāi)始斷裂脫落。經(jīng)查勘發(fā)現(xiàn)，漏水處為鋼結(jié)構(gòu)配電室屋頂避雷帶處，雨水從預(yù)埋圓鋼及扁鋼位置直接漏進(jìn)內(nèi)墻，且由于預(yù)埋圓鋼及扁鋼處與女兒墻蓋板位置相抵觸，預(yù)埋圓鋼及扁鋼尺寸不統(tǒng)一，造成蓋板開(kāi)孔位置及尺寸不統(tǒng)一，導(dǎo)致女兒墻蓋板無(wú)法安裝。

1.8 設(shè)備安全、計(jì)量、運(yùn)檢等消缺問(wèn)題

變電站建設(shè)完工后，需按業(yè)主單位要求開(kāi)展消缺。消缺的問(wèn)題多種多樣，結(jié)合供電公司實(shí)際驗(yàn)收情況，可從設(shè)備類(lèi)型及使用安全上展開(kāi)討論，主要涉及的消缺包含主變及其附屬部分消缺、GIS 消缺、開(kāi)關(guān)柜消缺、光纜消缺及運(yùn)檢消缺5大類(lèi)，主要問(wèn)題包括接地問(wèn)題、泄壓閥朝向問(wèn)題、銘牌與內(nèi)部件不統(tǒng)一問(wèn)題、計(jì)量問(wèn)題及安裝問(wèn)題。

2“鋼結(jié)構(gòu)+預(yù)裝式”變電站建設(shè)過(guò)程中的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略

2.1 鋼材檢測(cè)報(bào)告中存在的問(wèn)題及鋼材型號(hào)引發(fā)安全問(wèn)題的對(duì)策

項(xiàng)目部應(yīng)在材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)首先復(fù)核鋼材型號(hào)并要求第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)硫、磷、碳等化學(xué)元素，如條件允許，項(xiàng)目部可考慮派專人駐場(chǎng)監(jiān)造。采購(gòu)鋼材時(shí)，項(xiàng)目部應(yīng)及時(shí)告知設(shè)計(jì)單位鋼材新舊標(biāo)準(zhǔn)之間的偏差，并取得設(shè)計(jì)變更文件。在“四不兩直”檢查時(shí)，項(xiàng)目部應(yīng)及時(shí)出具設(shè)計(jì)變更文件，避免誤會(huì)。

2.2 旋挖機(jī)鉆孔塌孔問(wèn)題的對(duì)策

針對(duì)旋挖機(jī)鉆孔塌孔問(wèn)題，項(xiàng)目部應(yīng)從地質(zhì)情況開(kāi)始調(diào)查。

第一，調(diào)查前期勘察報(bào)告中是否出現(xiàn)漏項(xiàng)，如缺失、漏項(xiàng)應(yīng)向勘察單位反饋并向業(yè)主單位爭(zhēng)取補(bǔ)償。

第二，調(diào)查原有場(chǎng)地的地質(zhì)情況和回填情況，這也可能是導(dǎo)致塌孔的原因。比如，本文提到的變電站使用旋挖機(jī)鉆孔無(wú)法成孔。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該場(chǎng)地之前是溝壑地區(qū)，種植農(nóng)田多年，現(xiàn)堆積大量回填土，回填土的密實(shí)度不夠，這可能是淺層土無(wú)法成孔的原因之一。

第三，考慮在地勘期間，地質(zhì)情況是否發(fā)生了變化。比如本文中提到的問(wèn)題，經(jīng)研討發(fā)現(xiàn)詳勘時(shí)間與實(shí)際開(kāi)挖之間有較大的時(shí)間差，在這一時(shí)間差內(nèi)存在地下水長(zhǎng)時(shí)間浸泡回填土的情況，造成地下淤泥軟土層厚度增加、積水低處聚集并導(dǎo)致旋挖機(jī)干式轉(zhuǎn)法無(wú)法成孔。

對(duì)于旋挖鉆機(jī)成孔遇卵石、流沙、涌水引起的塌孔，建議結(jié)合塌孔部位具體分析。如果塌孔部位在淺部，可先采用人工挖孔澆筑混凝土護(hù)壁，然后進(jìn)行旋挖鉆機(jī)成孔；如果塌孔部位位于樁孔中、底部，先采用旋挖鉆機(jī)挖至塌孔部位，迅速清除已輕微塌孔的泥沙，及時(shí)采用水下灌注成本較低的C15 混凝土，回填至塌孔頂部，待初凝后鉆機(jī)繼續(xù)作業(yè)，此時(shí)混凝土已填充塌孔部分，旋挖機(jī)掏出其中間部分，剩余部分將形成混凝土護(hù)壁阻止塌孔的加劇。若塌孔較為嚴(yán)重，表現(xiàn)為塌孔泥沙清理不凈、樁孔進(jìn)尺反彈、地下水量較深等現(xiàn)象，則需要分層進(jìn)行C15 混凝土灌注、鉆進(jìn)，直至處理到塌孔底部[4]。

針對(duì)地下水量匯集、塌孔部位較大這一情況，考慮到混凝土澆灌量無(wú)法控制，項(xiàng)目部可采用鋼護(hù)筒作為輔助成孔措施。實(shí)施方案有2 種：一是租賃適合管徑的鋼護(hù)壁，澆筑后歸還，成本相對(duì)較低；二是遇樁徑較小或在當(dāng)?shù)刈赓U不到合適口徑的鋼護(hù)筒時(shí)，可考慮購(gòu)買(mǎi)鋼材加工制成合適管徑的護(hù)壁，循環(huán)利用并在澆筑結(jié)束后考慮聯(lián)系租賃廠回收或變賣(mài)鋼護(hù)筒以回收殘值。相比自行制作合適口徑的鋼護(hù)筒這一方案而言，租賃大口徑鋼護(hù)筒，雖然在鋼護(hù)筒上節(jié)約了成本，但是卻澆筑了更多的混凝土，工程造價(jià)可能相對(duì)高一些。

無(wú)論是采用泥漿護(hù)壁還是使用鋼護(hù)筒護(hù)壁，都不是唯一的方案，施工項(xiàng)目部應(yīng)綜合考慮造價(jià)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及施工便利等因素，統(tǒng)籌對(duì)比后制訂合適的施工方案。樁基礎(chǔ)制作完畢后，項(xiàng)目部應(yīng)按程序報(bào)審并提供檢測(cè)報(bào)告，其目的在于通過(guò)試驗(yàn)判斷旋挖鉆孔灌注樁樁身的完整性。此外，樓房的壓實(shí)系數(shù)試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告中應(yīng)注明標(biāo)高，便于判別回填深度及厚度。

2.3 混凝土試塊養(yǎng)護(hù)及送檢程序不規(guī)范問(wèn)題的對(duì)策

在混凝土澆筑施工過(guò)程中，項(xiàng)目部應(yīng)嚴(yán)格遵守《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50204-2015）[5]?；炷猎噳K的匯總及評(píng)定記錄資料依據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)混凝土試塊強(qiáng)度值，項(xiàng)目部應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土的標(biāo)養(yǎng)試塊和見(jiàn)證取樣送檢，還應(yīng)按要求編制同條件試塊留置方案并報(bào)審。此外，應(yīng)按要求做好混凝土試塊的匯總及評(píng)定記錄。

2.4 地腳螺栓與鋼結(jié)構(gòu)尺寸不符問(wèn)題的對(duì)策

項(xiàng)目部應(yīng)在土建預(yù)埋階段就加強(qiáng)地腳螺栓的質(zhì)量管控，建議鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家派技術(shù)員到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。地腳螺栓澆筑前要復(fù)核尺寸，澆筑完成后，還要二次復(fù)核，建議鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家以復(fù)核的尺寸為依據(jù)打孔，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝。

2.5 鋼梁翼板焊反問(wèn)題的對(duì)策

鋼梁主梁和次梁通過(guò)連接板固定。實(shí)際安裝過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)預(yù)制時(shí)廠家將主梁焊板焊反導(dǎo)致連接板孔洞無(wú)法完全重合，解決方案是縮短主梁和次梁間的可調(diào)節(jié)空間并將連接板右側(cè)切掉一些。

2.6 鋼結(jié)構(gòu)橫梁安裝時(shí)安全帶“高掛低用”問(wèn)題的對(duì)策

鋼結(jié)構(gòu)橫梁吊裝前，需要編制施工方案，但鋼結(jié)構(gòu)立柱頂部無(wú)安全帶綁扎點(diǎn)，不滿足安全帶“高掛低用”原則，施工方案存在安全隱患。此種情況下可考慮在鋼結(jié)構(gòu)上端預(yù)設(shè)水平安全繩。

2.7 屋頂避雷帶漏雨問(wèn)題的對(duì)策

為降低施工難度，同時(shí)避免后期圓鋼及扁鋼預(yù)埋處漏雨對(duì)墻體材料造成浸泡導(dǎo)致的內(nèi)墻水泥纖維板腐爛垮塌，通過(guò)將原設(shè)計(jì)位置的直立扁鐵及圓鋼彎折90°預(yù)留出女兒墻蓋板安裝位置，再?gòu)澱?0°從女兒墻蓋板下方檐口往上伸出。

2.8 設(shè)備安全、計(jì)量、運(yùn)檢等消缺問(wèn)題的對(duì)策

主變消缺問(wèn)題主要涉及變壓器本體線芯搭接面寬度問(wèn)題、避雷器附件接地問(wèn)題及主變附件安全防護(hù)設(shè)施相關(guān)問(wèn)題。按主變施工驗(yàn)收規(guī)范，對(duì)主變鐵芯夾件搭接面進(jìn)行處理，搭接面應(yīng)不小于兩倍寬度。主變低壓側(cè)避雷器計(jì)數(shù)器應(yīng)單獨(dú)加裝接地線。安裝銅牌時(shí)，應(yīng)對(duì)所有裸露部分覆蓋熱縮管，并在變爬梯上加裝五防鎖。主變隔離防火墻上的報(bào)警電話及照明開(kāi)關(guān)不能防雨，日曬雨淋后容易損壞，應(yīng)加裝防雨罩。

GIS 消缺問(wèn)題主要涉及防爆片泄壓口朝向安全問(wèn)題。GIS 防爆片泄壓口應(yīng)朝向安全的方向，避免緊急事故時(shí)壓力向安全通道或其他有人經(jīng)過(guò)的地方涌出造成二次傷害。

開(kāi)關(guān)柜消缺問(wèn)題主要涉及開(kāi)關(guān)柜銘牌信息與柜內(nèi)實(shí)際參數(shù)不一致、橋架防腐問(wèn)題、計(jì)量問(wèn)題及“五防”問(wèn)題。開(kāi)關(guān)柜到貨時(shí)，項(xiàng)目部宜安排專人接收，并仔細(xì)復(fù)核開(kāi)關(guān)柜銘牌信息，確保銘牌信息與柜內(nèi)互感器的實(shí)際變比一致。項(xiàng)目部應(yīng)對(duì)主變10 kV 母線橋及支架進(jìn)行防腐處理，邀請(qǐng)供電公司現(xiàn)場(chǎng)檢查前，開(kāi)關(guān)間內(nèi)的所有電能表和采集終端均應(yīng)送省計(jì)量校驗(yàn)，并建立資產(chǎn)，采集終端參數(shù)應(yīng)設(shè)置好并接入綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)信號(hào)。每面10 kV 開(kāi)關(guān)柜下電纜溝內(nèi)均應(yīng)砌防小動(dòng)物堵墻。

光纜消缺涉及的問(wèn)題主要是光纜綁扎方式不合理和轉(zhuǎn)彎半徑過(guò)小。針對(duì)光纜綁扎方式問(wèn)題，可考慮將終端塔光纜扎帶變更為線夾式。實(shí)際施工過(guò)程中，還應(yīng)充分考慮光纜轉(zhuǎn)彎半徑問(wèn)題，保證光纜因轉(zhuǎn)彎半徑過(guò)小而出現(xiàn)破損。

在變電站交付后，站點(diǎn)的運(yùn)行維護(hù)一般由供電公司運(yùn)檢部負(fù)責(zé)，通常變電站驗(yàn)收時(shí)，運(yùn)檢部也會(huì)參加。運(yùn)檢消缺主要涉及設(shè)備接地、安全問(wèn)題、操作便捷、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控4 個(gè)方面的內(nèi)容。

消缺開(kāi)始前，項(xiàng)目部應(yīng)開(kāi)展自查自糾，重點(diǎn)檢查室外照明燈桿、主變區(qū)域金屬材質(zhì)圍欄、室外消防箱等是否接地。同時(shí)，應(yīng)對(duì)全站各設(shè)備的穿管進(jìn)行防火封堵，完善設(shè)備二次標(biāo)簽。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方面，項(xiàng)目部應(yīng)保證視頻監(jiān)控系統(tǒng)盡量與供電公司互聯(lián)網(wǎng)辦公室采用同品牌型號(hào)的監(jiān)控，如果品牌不同，應(yīng)與對(duì)方取得聯(lián)系，協(xié)調(diào)聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)入、協(xié)議匹配和系統(tǒng)調(diào)試相關(guān)事宜。

3 結(jié)語(yǔ)

安全、質(zhì)量、進(jìn)度及成本是變電站建設(shè)的關(guān)鍵要素。本文以110 kV“鋼結(jié)構(gòu)+裝配式”變電站建設(shè)為背景，從原材料檢驗(yàn)、地基基礎(chǔ)工程及混凝土工程（混凝土試塊的養(yǎng)護(hù)及送檢）、鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程（地腳螺栓、立柱翼板焊反、安全帶“高掛低用”、避雷帶工藝改進(jìn)）和消缺過(guò)程（設(shè)備安全、計(jì)量和運(yùn)檢）這4個(gè)方面闡述了可能存在的問(wèn)題及解決方案。本文列舉的相關(guān)案例能夠?yàn)樽冸娬窘ㄔO(shè)提供依據(jù)，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。