变电站基础工程冬季施工探讨

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严寒地区的工程当受工期限制时，必须采取一定的冬季施工措施，而基础工程的冬季养护更是费用高、技术难度大。本文就具体项目中的不同冬季施工方案进行对比分析，从经济合理、技术先进的角度讨论加热法养护的技术方案并予以优选。

大同采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地基础设施工程为国家能源局启动的全国第一个100万千瓦光伏“领跑者”示范基地中各光伏发电厂电能外送的配套项目。工程分两个片区建设，南郊片区包含1座容量2×300MVA的220kV汇集站、4座容量100MVA的110kV汇集站及相应外送架空线路，该项目采用epc工程总承包模式，其中施工共分为3个标段。在项目建设过程中，全面响应国家能源局、山西省委省政府以及大同市政府提出的促进光伏技术进步、综合利用沉陷区土地、调整山西能源结构、推动区域经济转型的号召，各汇集站大量应用国家电网标准配送式智能变电站的建设理念，将标准化设计、工厂化加工、装配式建设的思路贯彻到工程的方方面面，施工工期缩短至5个月。恰逢2015年大同市冬季进入十年一遇的严寒气候，最低温度达到零下30摄氏度，按照《建筑工程冬季施工规程》的关于冬季施工气温条件的要求，整个项目冬季施工持续时间达到100天左右，优选冬季施工方案在费用控制和质量保障方面提出了要求。

1基础冬季养护的技术性比较

汇集站内预制舱基础选用符合地质条件要求的钢筋混凝土筏板加剪力墙结构，冬季施工方案按照负温法、加热法、暖棚法综合运用的方式考虑。本文以三种不同自然环境下，外形尺寸为22.3米（长）×6.4米（宽）×2.5米（高），地质条件为黄土、风化片岩、粉状岩土的35kV预制舱基础的养护为例，重点对暖棚法、加热法分析。1.1暖棚、加热养护的施工方案1.1.1暖棚加燃煤加热方式（方案一）暖棚结构为钢管框架，由内到外周边包有防火油布加棉毡加彩条布，棚顶和棚脚背风面间隔设置通气孔，最外面用尼龙绳经纬交叉紧固，周边用土压脚。棚内随温度变化设置80cm×40cm×50cm大型火炉若干，烟囱棚内回转设置进行加热和排烟。1.1.2暖棚加电加热方式（方案二）暖棚结构为钢管框架，由内至外周边包有厚塑料薄膜加工业棉被加彩条布，最外层用大眼尼龙网遮盖，周边采用钢地锚紧固。

棚内随温度变化设2000W取暖器若干台，并设加湿器3台。1.1.3暖棚加锅炉蒸汽加热方式（方案三）暖棚框架充分利用混凝土模板支护结构，增设部分钢管以连通，由内至外周边包有厚塑料薄膜加棉毡，最外面用尼龙绳经纬交叉紧固。在棚外设锅炉间，随温度变化设2t/h常压蒸汽锅炉若干台，蒸汽管道沿暖棚周边布置，每30cm设蒸汽喷嘴一处。1.2不同养护方法的技术性对比在三个基础养护期记录中，选择养护期中间室外温度接近的连续三天，取测量平均值后作为比较依据，统计数据见表1：其中经查阅此期间的维护记录，方案一暖棚因大风影响受损后修补过一次，更换了五分之一的棚顶；方案二发生回路跳闸一次；方案三因存水结冰曾短暂停炉3小时。

由于汇集站完全取消传统构筑物设置，由具备支持体系加外围护结构，在结构强度、隔声性能、防火性能、断热性能等方面有优良的使用性能的集装箱式舱体组成，舱内按需选用生产生活设施、屏柜、电缆通道、照明、消防、暖通、安防等模块。考虑到运输要求，工厂预制时按尺寸分解为一个或多个分舱体拼接，如该35kV预制舱即由8节组成。混凝土基础含设备槽钢基础应一次成活，满足舱体拼接中平面度、直线度、水平度的误差要求，在施工中就必须考虑提供足够的作业空间；同时标准配送式变电站的一大突出特点就是能减少资源消耗、缩短建设工期，也就需要提高模板等周转率、人机工效和安全质量控制效能，而这可确定为在对养护方案做技术性比较时的主要考虑因数。方案一站址为该地区风道的一处山顶上，全年长期刮大风。基坑地质情况为风化片岩，施工采用大开挖至基底标高、基础养护完成后二次回填的方案。使用中，油布抗拉强度高、厚实，炉火功率大、可利用自然风排烟助燃。但受加热和大风影响，基础表面水分挥发较快，需要不定期浇水，导致过程中湿度不均衡；燃煤炉虽设有烟囱排烟，但棚内烟气浓度依然高，对维护人员人身安全存在一定危险，且为明火作业，棚内有木模板、方木等存在火灾隐患。

方案二站址位于湿陷性黄土区域，全站按挤密桩并整场换填三七灰土做地基处理，因此在基坑周边能提供足够的作业面宽度，暖棚搭设加固选用了尼龙绳加地锚的方式。选用电加热器配合加湿器来控制棚内温湿度，维护人员期间无作业仅需保障供电。使用中，维护人员要求具备电工专业技能，对站内临时用电干支线运行状况也需同时检查；棚内需设置专用导线通道，设备周边围护，夜间防光污染等措施。方案三基坑为小开挖放坡、仅较基础增加施工作业面宽度。暖棚结构类似于地窝，可以节省搭设材料。锅炉设有专门钢结构操作间，无火灾、窒息等隐患。维护人员期间无须进入棚内，仅需维持锅炉运作。棚内充满蒸汽，能维持温湿度平稳，较传统方法可缩短养护周期。但基础浇筑时需预留排水路径，增加了局部二次浇筑的工作；因锅炉容量小，需频繁添加燃料、水，对维护人员的责任心要求高；砼浇筑后棚内作业空间小，不利于基础收面、模板的重复利用。

2养护方案的经济性比较

方案一结合材料周转率等大体匡算如下，暖棚搭设费用9300元，取暖设备780元。养护周期18天，期内燃煤费1200元/天，维护人员工资800元/天，维护材料费50元/天，全程合计约46980元。方案二结合材料周转率等大体匡算如下，暖棚搭设费用8900元，取暖设备940元。养护周期16天，期内电费690元/天，维护人员500元/天，维护材料费40元/天，全程合计约29520元。方案三结合材料周转率等大体匡算如下，暖棚搭设费用5800元，取暖设备1920元。养护周期15天，期内燃煤费950元/天，维护人员600元/天，维护材料费20元/天，折合31270元。虽然上述三个方案都能满足规程中温度、湿度的要求，但从操作便利性、经济性、技术先进性、安全风险、质量控制等的角度综合评价后，可以看出在大同这种严寒、大风频繁的地区，暖棚宜选用方案一中的样式，而加热模式则应选用方案二中的样式。

3结论

任何施工方案的制定都不能脱离本项目的建设特点和当地自然条件、气候条件、施工条件等因数。虽然从全局角度看殊途同归，但一个经过精心测算、比选的方案能提供最简单直接的路径去实现建设目标，尤其是在冬季施工这类难度大、投入高的施工项目中更有现实意义。

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