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摘要:我国的电网建设水平在不断的提高,气体绝缘组合电器(GIS)也越来越受到变电站工程的青睐。其中大体积混凝土基础是较为常用的基础形式。本文通过以唐乃亥330千伏的变电站工程建设为实例,探讨在高海拔寒冷地区超长大体积GIS混凝土的基础技术原理,进而研究改进工序的方法。作为一种可靠的变电设备,目前GIS已在电力系统中得到广泛的应用。在进行330千伏的变电站进行安装时必须保证期无尘密封等,才能使其在投入生产后有效的运行。
关键词:电网建设;气体绝缘组合电器(GIS); 基础技术
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:
我国的电网建设技术在不断的更新提高,气体绝缘组合电器(GIS)在变电站的应用也愈加的广泛,通常采用大板基础作为其基础形式。但是由于大体积板式混凝土基础的埋深较浅,常年暴露受冻融循环和温差等因素的影响,很容易导致结构裂缝和温度裂缝。相较于其他同类结构混凝土成熟的浇筑技术,GIS大板式外露基础还处在研究阶段。
本文通过以唐乃亥330千伏变电站GIS设备基础为例,进行工序方法研究,并利用热工计算方法,对预埋件控制,基础混凝土配比,细部工艺,混凝土浇筑等进行技术控制,以此来避免造成更多的温度裂缝,进而提高混凝土的强度和观感,达到缩短工期,节约成本,保证工程质量的目的,同时为类似工程施工积累经验。[1]
唐乃亥330千伏变电站GIS设备基础宽为22m,长为88m。高程为3290m,基础±0.000m。呈阶梯形设计,分支母线部分埋入地下,其基础埋深﹣3.0m,在地面以上部分的板宽为10m。采用C30和C35两种强度的基础混凝土,其基础垫层的混凝土强度为C10,并采用CGM-2普通型高强灌浆料进行二次灌浆。设有20mm的保护层和40mm的基础钢筋保护层,并设有Φ4@200×200的冷拔丝在基础顶部。采用Ⅰ级钢筋(Φ)HPB235和Ⅱ级钢筋(Φ)HRB335两种型号的钢筋,其总重量约为140吨,含混凝土垫层的混凝土总方量为2500m³。
一 技术路线
要使大体积混凝土热工计算更加准确快速,就必须应用热工计算软件,施工过程中的数据分析极为简便,及时向施工人员提供参考依据,方便技术人员修正技术参数和施工方法,采取切实有效的措施; 施工人员在演示施工过程中对关进控制点进行控制的流程和方法是利用3DMAX计算机技术;延缓混凝土的初凝时间和水化产生的速度是采用新型材料;通过采用建设部推行的十项新技术来实现超远距离泵送混凝土;基础表面和预埋件的表面平整通过新工艺进行控制;混凝土表面裂缝采用新材料进行控制;考虑细节,优化设计,有助于成品保护。[2]
二 预埋件的控制
预埋件的制作过程中,预埋件的焊接变形通过大型液压机进行校正。尽可能的将其平整度控制在1mm内,在垫层上弹出预埋件的平面位置后再进行钢筋的安装,采用同组整体套装校正方法安装预埋件地脚螺栓,使钢筋骨架和固定地脚螺栓的骨架相互独立。
厂家,设计, 监理单位必须对地脚螺栓的标高和平面位置进行复核,确认,验收后才能进行浇筑。预埋件的安装在第一次混凝土浇筑后开始进行,并采用精度为DS32H(精度1mm)的水准仪进行精度调平,AP-128水准仪进行初步调平。采用DS32H水准仪复核第二次混凝土浇筑前预埋件的平整顿,将其控制在2mm内。[3]
三混凝土的浇筑
(一)浇筑技术准备。[4]
1、把输送距离作为依据,计算混凝土输送设备的功率。
2、明确浇筑方式(整体推进式浇筑,分层浇筑,分仓浇筑等,应注意的是分层浇筑法适用于当基础底板厚度超过1.3m的混凝土浇筑。)
3、输送设备和混凝土搅拌设备的数量通过最大的浇筑量和浇筑方式来确定。并根据输送设备和混凝土搅拌设备的数量来确定混凝土最短的初凝时间。
4、根据混凝土的最短初凝时间,强度,水泥(低热硅盐水泥),坍落度(最好高于160mm),粉煤灰掺量(不能超过水泥用量的40%),拌合水(不大于175kg/m³)水灰比(小于0.55为佳)等要求进行混凝土的配比实验。
5、做好常规配比实验及泌水率,水化热,可泵性等所需的技术参数实验,再进行混凝土制备,必要时可通过试泵送确定其他的配合比。
6、根据混凝土的温控施工方案,绝热温升等要求确定混凝土的配合比,提出有效的技术措施进行混凝土制备时的用水,入模温度控制和粗细骨料的拌合。
7、复核混凝土输送设备和混凝土搅拌设备,并以配比实验中的初凝时间作为依据,争取在满足混凝土浇筑的相关技术的同时尽可能的减少设备的投入。
8、进行大体积混凝土浇筑前必须计算混凝土的水化热的绝热最高温升值,各龄期的收缩当量温差,收缩变形值和弹性模量等进而估量可能产生的最大温度收缩应力。
(二)混凝土浇筑。
1、进行混凝土浇筑时,掺合料与混凝土外加剂必须搅拌均匀,搅拌时间及坍落度必须严格控制,在满足泵送的前提下,减小水灰比,进而减少混凝土延缓水化热产热和泌水现象的速度。
2、掺合料与外加量的计算必须严格,避免少投,漏投或多投 。
3、施工过程中,做到不间断的收集水温,气温,入模温度,砂石料温度,砂石料含水率等数据,利用热工计算软件分析数据,充分掌握混凝土浇筑的技术数据,为调整和修正施工方案做好准备。
4、养护阶段时,收集混凝土的内部温度和表面温度很重要,要做到及时准确,以便调整养护层的厚度来控制混凝土的内外温差和温升梯度。[5]
(三)细部工艺控制。
1、对预留坑洞,电缆沟断头,变截面处等容易产生应力的阴角部位,设置放射钢筋网片在距混凝土表面40mm处,钢筋间的距离不超过50mm,长度大于500mm,网片宽度大于300mm,钢筋的直径大于6mm。
2、切缝处理在混凝土终凝后必须马上进行,主要对电缆沟端头,变截面处进行切缝。每块切割后的面积不能超过36m㎡,切缝的深度要控制在30—50mm,宽度控制在5—8mm。有一点必须注意的是:混凝土表面的构造钢筋网片和放射钢筋网片不能被切断。
(四)施工环境。
通常GIS设备安装的施工环境状况都不是很好,粉尘较多。因此要想保证GIS的安装质量,就必须提供啊现场环境的清洁度,进而提高GIS设备运行的可靠性,稳定性。[6]
1、现场安装的环境要求。对于GIS安装的环境要求有四点:①工作场地必须保持无积水,无粉尘,平整,附件的摆放便于工作。②工作必须在无风无雨的条件下进行,且工作环境适应必须小于80%。③严格将产生金属微粒和粉尘的作业分开进行。④非工作人员不得进入工作区,工作区禁止吸烟。[6]
2、GIS设备安装的“四级”防尘控制措施。①一级防尘措施:为防止施工机械行驶时产生尘土,在GIS设备场地周围的到路铺设碎石,并进行硬化处理。②二级防尘措施:隔离GIS工作区,设立临时围栏,并时安装区成为专业清洁区,每日洒水清扫周边马路,防止尘土飞扬。③三级防尘措施:制做专门的适合330千伏GIS对接的防尘棚,保证对接工作在密封的环境中进行,并在配置大功率吸尘器和空调,保证作用去内的清洁,温度控制在15—28℃。④四级防尘措施:为保证防尘室的清洁,所以工作人员必须穿戴专门的防尘服。
四 成品的保护
露出地面的电缆沟沿口和棱角处的预埋30×3镀锌角钢,在模板安装时一次性浇筑到混凝土中去。浇筑在预留坑洞处的铁盒必须是设计要求的尺寸,预埋在设计要求的位置和标高处,并采用厚度为2mm的不锈钢盖板封盖。为防止电缆沟上的棱角受损,须在电缆沟上口安装“Z”型钢。
五、结束语
高海拔寒冷地区超长大面积GIS混凝土基础施工,必须保证其工程质量,防止其在施工过程中和后期使用过程中出现裂痕,本文提出的技术有效的解决了这一长期困扰着电力企业的难题,同时对工程达标,创优活动也有着重要影响。相关研究人员还需不断研究创新技术,工艺,促进电力事业进一步发展。
[1]何恩家,曾光昌,刘清培,李红安,贾瑜.高海拔寒冷地区变电站混凝土道路施工技术[J].中国电业(技术版),2011,(04):30-32.
[2]何恩家,曾光昌,刘清培,张国启,武文卫,杨晓东.高海拔寒冷地区超长大体积GIS设备基础施工技术[J].中国电业(技术版),2011,(04):1-3.
[3]何恩家,曾光昌,刘清培,张国启,武文卫,杨晓东.高寒地区超长大体积GIS设备基础施工技术[J].青海电力,2011,(S1):24-26.
[4]李中校.高海拔寒冷地区钢筋混凝土蓄水池冬季施工技术[J].水利建设与管理,2012,(06):24-26.
[5]李志伟,井浩.高海拔寒冷地區抗剥落剂的应用探索[J].铁道工程学报,2008,(05):80-83.
[6]张灵利,吴兴波,吴建平.高海拔沙漠化盐渍土地区GIS设备安装的质量控制[J].中国电力,2012,(12):31-33.
关键词:电网建设;气体绝缘组合电器(GIS); 基础技术
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:
我国的电网建设技术在不断的更新提高,气体绝缘组合电器(GIS)在变电站的应用也愈加的广泛,通常采用大板基础作为其基础形式。但是由于大体积板式混凝土基础的埋深较浅,常年暴露受冻融循环和温差等因素的影响,很容易导致结构裂缝和温度裂缝。相较于其他同类结构混凝土成熟的浇筑技术,GIS大板式外露基础还处在研究阶段。
本文通过以唐乃亥330千伏变电站GIS设备基础为例,进行工序方法研究,并利用热工计算方法,对预埋件控制,基础混凝土配比,细部工艺,混凝土浇筑等进行技术控制,以此来避免造成更多的温度裂缝,进而提高混凝土的强度和观感,达到缩短工期,节约成本,保证工程质量的目的,同时为类似工程施工积累经验。[1]
唐乃亥330千伏变电站GIS设备基础宽为22m,长为88m。高程为3290m,基础±0.000m。呈阶梯形设计,分支母线部分埋入地下,其基础埋深﹣3.0m,在地面以上部分的板宽为10m。采用C30和C35两种强度的基础混凝土,其基础垫层的混凝土强度为C10,并采用CGM-2普通型高强灌浆料进行二次灌浆。设有20mm的保护层和40mm的基础钢筋保护层,并设有Φ4@200×200的冷拔丝在基础顶部。采用Ⅰ级钢筋(Φ)HPB235和Ⅱ级钢筋(Φ)HRB335两种型号的钢筋,其总重量约为140吨,含混凝土垫层的混凝土总方量为2500m³。
一 技术路线
要使大体积混凝土热工计算更加准确快速,就必须应用热工计算软件,施工过程中的数据分析极为简便,及时向施工人员提供参考依据,方便技术人员修正技术参数和施工方法,采取切实有效的措施; 施工人员在演示施工过程中对关进控制点进行控制的流程和方法是利用3DMAX计算机技术;延缓混凝土的初凝时间和水化产生的速度是采用新型材料;通过采用建设部推行的十项新技术来实现超远距离泵送混凝土;基础表面和预埋件的表面平整通过新工艺进行控制;混凝土表面裂缝采用新材料进行控制;考虑细节,优化设计,有助于成品保护。[2]
二 预埋件的控制
预埋件的制作过程中,预埋件的焊接变形通过大型液压机进行校正。尽可能的将其平整度控制在1mm内,在垫层上弹出预埋件的平面位置后再进行钢筋的安装,采用同组整体套装校正方法安装预埋件地脚螺栓,使钢筋骨架和固定地脚螺栓的骨架相互独立。
厂家,设计, 监理单位必须对地脚螺栓的标高和平面位置进行复核,确认,验收后才能进行浇筑。预埋件的安装在第一次混凝土浇筑后开始进行,并采用精度为DS32H(精度1mm)的水准仪进行精度调平,AP-128水准仪进行初步调平。采用DS32H水准仪复核第二次混凝土浇筑前预埋件的平整顿,将其控制在2mm内。[3]
三混凝土的浇筑
(一)浇筑技术准备。[4]
1、把输送距离作为依据,计算混凝土输送设备的功率。
2、明确浇筑方式(整体推进式浇筑,分层浇筑,分仓浇筑等,应注意的是分层浇筑法适用于当基础底板厚度超过1.3m的混凝土浇筑。)
3、输送设备和混凝土搅拌设备的数量通过最大的浇筑量和浇筑方式来确定。并根据输送设备和混凝土搅拌设备的数量来确定混凝土最短的初凝时间。
4、根据混凝土的最短初凝时间,强度,水泥(低热硅盐水泥),坍落度(最好高于160mm),粉煤灰掺量(不能超过水泥用量的40%),拌合水(不大于175kg/m³)水灰比(小于0.55为佳)等要求进行混凝土的配比实验。
5、做好常规配比实验及泌水率,水化热,可泵性等所需的技术参数实验,再进行混凝土制备,必要时可通过试泵送确定其他的配合比。
6、根据混凝土的温控施工方案,绝热温升等要求确定混凝土的配合比,提出有效的技术措施进行混凝土制备时的用水,入模温度控制和粗细骨料的拌合。
7、复核混凝土输送设备和混凝土搅拌设备,并以配比实验中的初凝时间作为依据,争取在满足混凝土浇筑的相关技术的同时尽可能的减少设备的投入。
8、进行大体积混凝土浇筑前必须计算混凝土的水化热的绝热最高温升值,各龄期的收缩当量温差,收缩变形值和弹性模量等进而估量可能产生的最大温度收缩应力。
(二)混凝土浇筑。
1、进行混凝土浇筑时,掺合料与混凝土外加剂必须搅拌均匀,搅拌时间及坍落度必须严格控制,在满足泵送的前提下,减小水灰比,进而减少混凝土延缓水化热产热和泌水现象的速度。
2、掺合料与外加量的计算必须严格,避免少投,漏投或多投 。
3、施工过程中,做到不间断的收集水温,气温,入模温度,砂石料温度,砂石料含水率等数据,利用热工计算软件分析数据,充分掌握混凝土浇筑的技术数据,为调整和修正施工方案做好准备。
4、养护阶段时,收集混凝土的内部温度和表面温度很重要,要做到及时准确,以便调整养护层的厚度来控制混凝土的内外温差和温升梯度。[5]
(三)细部工艺控制。
1、对预留坑洞,电缆沟断头,变截面处等容易产生应力的阴角部位,设置放射钢筋网片在距混凝土表面40mm处,钢筋间的距离不超过50mm,长度大于500mm,网片宽度大于300mm,钢筋的直径大于6mm。
2、切缝处理在混凝土终凝后必须马上进行,主要对电缆沟端头,变截面处进行切缝。每块切割后的面积不能超过36m㎡,切缝的深度要控制在30—50mm,宽度控制在5—8mm。有一点必须注意的是:混凝土表面的构造钢筋网片和放射钢筋网片不能被切断。
(四)施工环境。
通常GIS设备安装的施工环境状况都不是很好,粉尘较多。因此要想保证GIS的安装质量,就必须提供啊现场环境的清洁度,进而提高GIS设备运行的可靠性,稳定性。[6]
1、现场安装的环境要求。对于GIS安装的环境要求有四点:①工作场地必须保持无积水,无粉尘,平整,附件的摆放便于工作。②工作必须在无风无雨的条件下进行,且工作环境适应必须小于80%。③严格将产生金属微粒和粉尘的作业分开进行。④非工作人员不得进入工作区,工作区禁止吸烟。[6]
2、GIS设备安装的“四级”防尘控制措施。①一级防尘措施:为防止施工机械行驶时产生尘土,在GIS设备场地周围的到路铺设碎石,并进行硬化处理。②二级防尘措施:隔离GIS工作区,设立临时围栏,并时安装区成为专业清洁区,每日洒水清扫周边马路,防止尘土飞扬。③三级防尘措施:制做专门的适合330千伏GIS对接的防尘棚,保证对接工作在密封的环境中进行,并在配置大功率吸尘器和空调,保证作用去内的清洁,温度控制在15—28℃。④四级防尘措施:为保证防尘室的清洁,所以工作人员必须穿戴专门的防尘服。
四 成品的保护
露出地面的电缆沟沿口和棱角处的预埋30×3镀锌角钢,在模板安装时一次性浇筑到混凝土中去。浇筑在预留坑洞处的铁盒必须是设计要求的尺寸,预埋在设计要求的位置和标高处,并采用厚度为2mm的不锈钢盖板封盖。为防止电缆沟上的棱角受损,须在电缆沟上口安装“Z”型钢。
五、结束语
高海拔寒冷地区超长大面积GIS混凝土基础施工,必须保证其工程质量,防止其在施工过程中和后期使用过程中出现裂痕,本文提出的技术有效的解决了这一长期困扰着电力企业的难题,同时对工程达标,创优活动也有着重要影响。相关研究人员还需不断研究创新技术,工艺,促进电力事业进一步发展。
[1]何恩家,曾光昌,刘清培,李红安,贾瑜.高海拔寒冷地区变电站混凝土道路施工技术[J].中国电业(技术版),2011,(04):30-32.
[2]何恩家,曾光昌,刘清培,张国启,武文卫,杨晓东.高海拔寒冷地区超长大体积GIS设备基础施工技术[J].中国电业(技术版),2011,(04):1-3.
[3]何恩家,曾光昌,刘清培,张国启,武文卫,杨晓东.高寒地区超长大体积GIS设备基础施工技术[J].青海电力,2011,(S1):24-26.
[4]李中校.高海拔寒冷地区钢筋混凝土蓄水池冬季施工技术[J].水利建设与管理,2012,(06):24-26.
[5]李志伟,井浩.高海拔寒冷地區抗剥落剂的应用探索[J].铁道工程学报,2008,(05):80-83.
[6]张灵利,吴兴波,吴建平.高海拔沙漠化盐渍土地区GIS设备安装的质量控制[J].中国电力,2012,(12):31-33.