浅谈变电站工程冬季施工

浅谈变电站工程冬季施工

李秋熠

四川电力设计咨询有限责任公司四川成都610000

摘要：对于高海拔、高寒地区的电网建设而言，冬季施工是变电站建设过程中的重要环节。做好冬季施工，保证工程质量，能够加快建设进度，缩短建设工期。本文将从场地开挖与回填、混凝土冬季施工及冬季施工管理三个方面，简要介绍变电站工程冬季施工。

关键词：变电站；冬季施工；场地开挖与回填；混凝土冬季施工；冬季施工管理

引言

随着我国经济的不断发展，用电负荷不断增加，电网的规模及稳定性也需要不断提升。目前我国正大力发展藏区、新疆地区及内蒙古地区的电网，将丰富的风电资源输送到经济发展地区，此类项目往往工期紧、任务重，这对上述地区的变电站工程建设提出了更高的要求。变电站的工期一般都是一年以上，上述地区冬季漫长、气温较低，如若停工，将会延误工期，推迟变电站投运时间，造成一定的经济损失，因此如何保证变电站冬季施工的持续性及质量，如何保障工程冬季施工的安全性，是一个值得研究的课题。本文将从基坑开挖与回填、混凝土冬季施工及冬季施工管理三个方面，简要介绍变电站工程冬季施工方法及措施。

1基坑开挖与回填

西藏地区、新疆地区及内蒙古地区的大部分区域都存在季节性冻土，季节性冻土一般冬季冻结春季融化，土层冰冻将会对冻土影响范围内的基础产生冻胀力，引起基础破坏，冻融会使基础产生少量沉降及不均匀沉降，造成基础开裂。因此，《冻土地区建筑地基基础设计规范》规定，对强冻胀性土、特强冻胀性土，基础的埋置深度宜大于设计冻深0.25m，对不冻胀、弱冻胀和冻胀性地基土，基础埋置深度不宜小于设计冻深。

季节性冻土的开挖方式主要分为人工开挖和机械开挖。人工开挖主要用于变电站内零散的配电箱基础、灯基础等，一般是1个人用尖镐刨或3－4人一组用铁楔子将季节性冻土按茬劈开。施工时应保证安全，特别要注意扶铁楔子的人与打锤子的人不能面对面，必须成90度角，以免锤子掉头伤人。变电站建筑物基础、构支架基础、GIS设备基础等基础的基坑开挖可采用机械开挖。机械开挖应合理的布置挖掘机的作业方向，保证运输道路畅通，当季节性冻土层厚度为0.4m以内时，可选用不同类型挖掘机直接进行挖掘，如果季节性冻土层厚度超过0.4m时，要用破碎锤击碎季节性冻土，然后用挖掘机装车运出。

基坑开挖后应进行基坑保护并及时申请基坑验槽，如不能及时浇筑应采用草帘子、彩篷布或苯板遮盖封口，防治冻土遇风、见光后消融。基坑开挖时间过长，应基础浇筑前1天在基坑内生火炉暖坑，确保在浇筑前将坑内的冰块全部消融，并将其清理干净，再行浇筑。

基坑浇筑完毕采用含有季节性冻土块的土回填时，季节性冻土颗粒直径不得大于5cm，而且含量不得超过填土总体积的15％。所有回填土，均必须排除积水，清除冰块等杂物。其每层填铺厚度一般不超过20cm，并用夯实机或挖掘机进行夯实。

2混凝土冬季施工

根据《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-2011规定，当室外日平均气温连续5天低于5℃，稳定低于5℃，混凝土施工应按冬期施工方法进行施工。

2.1混凝土的材料要求

水泥：普通硅酸盐水泥(P042.5)，冬季施工也可采用早强普通硅酸盐水泥(P042.5R)。

骨料：要求没有冻结块、冰块、雪团，外观清洁、级配良好、质地坚硬，不含有易被冻坏的矿物。

拌合水：经化验合格的水，需要时应对水进行适当的加热处理。

外加剂：选用通过技术鉴定、符合质量标准的外加剂。

2.2混凝土浇筑

混凝土浇筑前，应做好必要的准备工作，如模板、钢筋和预埋件检查、清除冰雪冻块、浇筑时所有搅拌台的搭设和防滑措施检查、振捣机械和工具的准备等。模板应注意保温，形状规则的基础可采用质轻、防火、保温性能好的聚苯乙烯泡沫板作为模板。混凝土浇筑时，拌合物在拌板、料斗、漏斗或各类搅拌工具中砂浆容易与容器冻结，故在浇筑前应采取防风、防冻结保护措施，同时在混凝土浇筑前应对骨料进行加热，同时采用热水拌和，使搅拌物具有适应的施工和易性再浇筑。混凝土拌和物出搅拌机后，应及时浇注。在浇注过程中，要注意防止混凝土热量散失、表层冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。

混凝土的浇筑温度，在任何情况下均不应低于5℃，浇筑过程中采用温度计进行温度测定。混凝土应分层连续浇筑，中途不间断，每层浇筑厚度不大于20cm，并采用机械捣固。混凝土拌和物入模浇筑后，必须经过振捣，使其内部密实，并能充分填满模板各个角落，制成符合设计要求的构件。

混凝土浇筑时要保证混凝土的均匀性和密实性，要保证结构的整体性，尺寸准确。钢筋、地脚螺栓安装准确，拆模后混凝土表面平整、光洁。

2.3混凝土冬季养护

混凝土最终成品的强度与养护质量息息相关。目前冬季施工的混凝土养护主要采取蓄热养护或暖棚养护。

采用蓄热法施工，均需在混凝土的外露面进行覆盖保温，覆盖层选用隔气性能好的塑料薄膜、保温性能好的编制的草帘加盖电热毯等措施。模板的保温可采用模板包裹一层棉被或毛毯等，坑沿四周挂上一层挡风的编织布，基坑周围采取措施，提高养护温度。蓄热养护时需在混凝土主体上设测温孔，定时进行测温，以观察混凝土的温度变化。采用蓄热法的混凝土的拆模强度，一般控制在设计强度的30%，对于锥柱基础应适当延长养护日期。

暖棚养护是利用电油汀或炉子燃烧木炭加热的方法来提高混凝土的养护温度，见图1所示。基础浇制完成后,将提前燃着的煤炭炉放入已浇制好的基础坑内，并悬挂温度计和湿度计，测温湿点选择在具有代表性位置悬挂，最好立柱的四个面各一个温湿度计。设专人监测混凝土及温棚内的温度和湿度，并做好记录，每昼夜测温湿不少于4次。温棚内各测温点的温度不得低于5℃，保持在10-20℃之间，根据暖棚内养护温度调整火炉的数量。养护期间监测暖棚内的相对湿度，混凝土不得有失水现象，否则及时采取保湿措施或在混凝土表面洒水养护。基坑内部取暖设施布置好后，坑口搭设好保温棚。采用普通硅酸盐水泥混凝土，混凝土强度不应低于设计值的30%，养护时间不得少于7昼夜。

2.4混凝土拆模

1)满足混凝土正常温度下拆模强度的要求，并同时满足抗冻要求的规定。

2)拆模在混凝土强度达到设计值的30%以上，且其表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆模。

3)混凝土与环境的温差不得大于15℃，当温度差在10℃以上，但低于15℃，拆除模板后立即在混凝土表面采取覆盖措施，如覆盖草袋及彩条布。

4)采用暖棚法养护的混凝土，当养护完毕后得环境气温仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以下后，方可拆除模板。

5)混凝土模板拆除的时间，应按基础特点、自然气温和混凝土所达到的强度来确定，一般以缓拆为宜。

2.5混凝土冬期施工的质量通病以及预防措施

1)钢筋的锈蚀与混凝土裂缝，由于钢筋的氧化锈蚀伴生体积膨胀，致使混凝土沿主筋或箍筋方向产生裂缝。其次，水泥的安定性不良，混凝土的水灰比太大，早期强度低，失水太快也会引起开裂。混凝土内部水分由边缘向中心移动，形成压力也将引起轴向裂缝。

预防措施：

a.严格控制氯盐的掺量。按照《钢筋混凝土工程施工及验收规范》规定：氯盐掺量不得超过水泥重量1%，钢筋基本就不锈蚀。

b.限定量的氯盐掺入时应充分溶解或搅拌均匀，以防止偏折引起局部钢筋锈蚀。

c.控制水泥质量和混凝土混合物水灰比，增大其密度性，防止水分转移，均能有效地防止混凝土的裂缝产生。

2)表面起灰

所谓“表面起灰”是以砂浆和粗骨料相脱离，表面起灰，骨料裸露为特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大，离析，泌水严重，粘聚性、保水性差，加上养护温度低，水泥水化趋于停止，混凝土水分迅速外离，导致表面起灰。应采取相应的预防措施：严格控制水灰比，延长混凝土混合物搅拌时间，表面覆盖塑料薄膜保水。

3变电站冬季施工管理

变电站施工组织设计需要安排周密的施工计划，制定合理的施工方案，合理安排施工工序，保证施工顺利安全地开展。变电站冬季施工除了需遵守常规的施工规范要求之外，还需特别注意以下几点。

4结语

目前，在高海拔、高寒地区的变电站建设工程日益增多，电网的快速发展，提高了当地人民的生活水平，加速了当地的经济发展，同时也对电力建设提出了更高的要求。做好变电站冬季施工，保证建筑结构质量，能够缩短变电站建设工期，加快电网发展。

参考文献

[1]建筑工程冬期施工规程（JGJ104-2011）[S].中华人民共和国住房和城乡建设部，2011.4

[2]冻土地区建筑地基基础设计规范（JGJ118-2011）[S].中华人民共和国住房和城乡建设部，2011.8

[3]汪再光.寒冷地区混凝土冬季施工方法研究[D].2009

[4]郝臣君.寒冷地区冬季混凝土施工质量控制研究[D].2012