城市中心(室内)变电站土建工程施工技术研究与应用.doc
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1、安徽省电力公司群众性科技创新成果申报书城市中心(室内)变电站土建工程施工技术研究与应用申报单位:安徽送变电工程公司二一一年十二月一、 申报奖励项目的详细内容及理由1、项目的主要技术内容A、采用的技术原理:随着城市建设和旧城改造的深入,城市电网负荷不断增长,建设城市中心(室内)变电站势在必行。当前城市中心(室内)变电站施工环境受交通管制、噪音管制、场地狭小、工期紧迫等制约。为保证该类型变电站安全施工、按期投运、质量成优,我公司结合当前施工技术发展水平和现有变电站施工经验,重点研究城市中心变电站的临建方案、边坡支护、铜排焊接工艺、地下室施工关键技术、垂直运输组织、建筑物悬挑外架的特点和要求,经过方
2、案比较及组织论证,提出了一系列优化措施和创新方案。B、关键技术及创新点:以安徽省首座全室内220千伏变电站杏花变电站建设为例,总结出如下关键技术及创新点。、临建方案的关键技术及创新点:220kV杏花变电站地处于合肥市老城区中心地段,总占地面积为5.54亩,仅为同等级室外变电站工程占地面积的1/6,场地十分狭小,现场无法按传统临建的方案布置。现场创新小组经过精心策划,科学实施临建布置。临建布置关键技术点:、办公区设置于施工现场,有利于对现场全方位、全过程的施工管理和指挥;、加工及仓储区设置于工地外的租用场地,将加工好的主材成品(钢筋、模板、预埋件等)通过二次运输直接用于工程的施工;、混凝土采用商
3、品混凝土,现场仅设置砂浆搅拌场。临建的科学布置,为工程的建设提供充足的施工作业面,同时降低了工程噪音及环境污染。、边坡支护方案的关键技术及创新:220kV杏花变电站建筑物基础施工时,开挖深度达4.5米,同样受场地狭小的影响,无法按正常的坡度放坡。项目部创新小组根据对现场地质条件及场地周边环境的具体情况分析,综合比较各方案的可行性、经济性、合理性,最终确定对基坑采用喷锚支护的方案。方案类型特点及使用范围存在不足自然放坡周围场地开阔,周围无重要建筑物,造价便宜。无法满足现场放坡及周边环境要求。钢板桩钢板桩拔出回收再次使用;施工方便,工期短;,用于深度4m。无法满足现场开挖深度要求。连续墙支护刚度大
4、,止水效果好,适用于地质条件差和复杂,基坑深度大基坑。支护费用造价高。喷锚支护支护体系有较强的应力和变形调整能力。适用于地质条件差和复杂,基坑深度大基坑。充分利用了原位土体的强度,降低材料消耗,工程造价适中。边坡喷锚支护是在开挖形成的坑壁中,设置一定长度和密度的锚杆体,锚杆体与喷射砼层结构形成柔性支挡体系,从而提高坑壁的整体刚度与稳定性。主要关键技术点:、先将锚杆用专用锚杆机顶入坡面土层中,然后在每一段锚杆施工完成后,将编制好的钢筋网片挂在坡面上,并在钢筋网片的外面铺设主筋,主筋与锚杆焊接起来。在上述工作完成后,向壁面喷射10cm厚C20细石混凝土,最后对锚杆进行压力注浆,增加锚杆抗拔力。、施
5、工过程中,对围护结构的水平位移、周围建筑物沉降及基坑周围地表裂缝进行监测,确保施工安全。、为防止地表水的渗漏对护壁土体的侵蚀,在基坑四周竖向设置排水孔(在边坡壁上打入10cm深50PVC管,管口采用斜头状),排水孔间距根据为3.0m3.0m,便于边坡内积水顺利排出。、对于基坑内积存的地下水或雨水,在基坑底部挖一道环形闭合的沟道,并在沟道转角的地方设集水井,用水泵将水就近排出坑外,防止雨水及地下水浸泡基坑。 喷锚支护基坑采取喷锚支护方案,不仅提高坑壁的整体刚度与稳定性,保证了基坑开挖的施工安全,同时充分利用了原位土体的强度,从而降低材料消耗,减少支护方案的造价。、室外接地网关键技术及创新:相比同
6、类室外变电站,由于占地面积小,为保证接地网的导电性,通常会采用双层镀锌扁铁作为接地网。而220kV杏花变电站采用了铜排接地,利用铜排很好的导电性外和耐腐蚀性,在保证接地电阻合格的前提下,减少了接地层数和接地材料用量。铜排接地的焊接采用热熔焊技术,其工艺关键技术在于:、预先将焊接体放入模具中,并将焊药放入模具上方的坩埚内,通过焊药的化学反应(铝跟氧化铜的放热反应)产生液态铜,使得液态铜通过焊洞流入焊体接头空隙,形成焊缝金属层,随之金属层固化,拿掉模具,焊接完成。、热熔焊适用于不同材料接地体之间焊接,也可选择不同的模具焊接不同的接头类型;、热熔焊模具的使用很重要,使用前用软毛刷清洁模具和焊接体,加
7、热干燥模具,驱除水汽(避免因水汽引起的气孔),并检查模具接触面密合度,以防作业时铜液渗漏;、热熔焊施工过程中,操作人员必须带上隔热手套,药剂反应时,人员应离开模具1.5米,焊 热熔焊施工接结束后不得直接触摸焊接模具。铜排接地的焊接技术在省内变电站是首次运用,不同于以往的镀锌铁焊接和铜绞线熔接方法。热熔焊方法简单,焊接用的材料及工具携带方便,无需外接电源或热源,大大加快了施工效率。、地下室工程关键技术及创新:由于城市中心(室内)变电站的电气设备全部集中安放在建筑物内,电缆管线十分密集。220kV杏花变电站采用了地下室作为电缆层,在我省变电站建设中是首例,同时地下室工程的施工过程,也填补了公司地下
8、室施工工艺的空缺。地下室施工过程中,防水工艺是地下室施工的关键技术所在:、商品混凝土控制要点:混凝土的水灰比控制在0.45-0.47,粉煤灰惨入量不得大于15%。、模板作业关键技术:模板中间加设一次性的12mm止水 防水螺栓设置对拉双帽螺杆,纵横向间距为500mm,即保证模板支撑的强度又 有效起到止水效果。、施工缝防水处理关键技术:剪力墙施工缝应在距离底板面300以上的墙上设置,并在接缝处加钢板止水带,确保施工缝隙不渗漏。、混凝土浇筑浇筑控制要点:采取“分段定点、薄层浇筑、循序推进”的方法,一次性浇筑完成, 止水钢板设置 有效简化混凝土的泌水现象,确保混凝土密实度。、后浇带防水处理关键技术:底
9、板后浇带需在底板中间加设橡胶止水带或在板底缝口处加设膨胀止水条;剪力墙后浇带在墙中间加橡胶止水带,还须在墙外侧加设防水层,且用M7.5水泥砂浆砌120厚砖墙压紧。、混凝土养护控制要点:在混凝土浇筑后,采取长时间的洒水、覆盖薄膜养护。养护时间不得少于14天,并对混凝土进行动态监测。延缓混凝土降温时间和速度,使砼的平均温差所产生的拉应力小于砼抗拉强度,防止有害裂缝的出现。、防水涂膜施工关键技术:涂刷厚度均匀、涂层之间的涂刷方向相互垂直,并在收头处应多遍涂刷,以达到防水层的整体性和均匀性。并在土方回填前,在涂膜外侧粘贴挤塑板,防止回填土对防水涂膜的损害。、垂直运输关键技术及创新:220kV杏花变电站
10、工程主建筑物总高度达到22.2米,再加上施工场地狭小,材料运输受到严重限制。项目部创新小组在综合比较龙门架运输、吊车运输、卷扬机及塔式起重机运输的安全、功效和费用后,首次在省内变电站选用塔式起重机作为运输。塔式起重机的应用,关键技术在于:、根据工程最大工作单元重量,对塔机起重量、安装高度和起重臂长度予以确定,选择合适的塔吊型号。、塔吊基础底部承载力不小于2kg/cm2,基础砼施工结束后,回填土应分层夯实。基础采用C30混凝土浇筑振捣密实,顶部平整度误差小于5mm。、根据现场的建、构筑物平面布置情况,充分考虑塔吊的起重高度、覆盖面积、安全运行范围及安拆方便等问题,科学的布置塔吊位置,避免作业范围
11、内的“死角”与“盲区”。、塔吊的安装及拆除应选择有资质的单位进行安拆,并报安监部门检查验收合格后,再投入使用。塔吊在施工中,加强塔吊运行检查及维护措施,确保塔吊的使用安全。 塔吊的运用,不仅加快了材料的垂直运输速度,还减少了靠人工搬运工材料所耗费的时间和人力,同时也加快了施工节奏,确保土建工程按期完成。、建筑物悬挑外架关键技术及创新220kV杏花变电站的进出线方式为地下排管,当地下室及排管施工时,无法按传统的落地式双排脚手架进行搭设,严重制约了建筑物上部结构的施工。为此项目创新小组经多次研究讨论,最终确定了悬挑式钢管脚手架,即建筑物架体结构卸荷在附着于建筑结构的刚性悬挑钢梁上,无需落地。在省内
12、变电站建设中是第一次使用。关键技术:、架体设计:悬挑钢梁采用20#槽钢,钢梁间距为1.5m(与架体立杆纵距相同),悬挑长度为1.2m,槽钢与建筑物内楼板上锚固长度为1.8m(固端长度应不小于1.5 倍的外挑长度)。架体立杆纵向间距1.5m,横向间距0.9m,步高为1.8m,内立杆离墙0.2m。、悬挑结构与建筑物结构连接:钢梁安装前,在楼板上并按1.5的间距安放预埋三根20圆钢钢筋环(型),并与板筋焊接。待楼板混凝土凝固后,安放悬挑槽钢,并与已安放好的锚固钢筋环固定。同时在上一层的梁板上预埋20圆钢吊环,通过12双股钢丝绳与架体连接,调节钢丝绳使受力传在预埋吊环上。、架体与悬挑结构的连接:槽钢在
13、安装立杆位置处,穿杆焊接38钢管伸出型钢15,然后将立杆钢管套在其上,架体底部与悬挑结构应连接牢靠。、架体的封闭防护:采用安全立网在立杆内侧全封闭防护,并在架体底部满铺竹笆。架体做到横成方、纵成线、杆身垂直,大面达到立体视觉效果。、悬挑式外架在搭设过程中,在建筑物电气设备进口的四周增加了连墙件的布置,设备进口四周的钢管采用可拆卸的方式进行搭设,无需整体拆除外架,便可确保了电气设备顺利进场。 悬挑脚手架示意图悬挑式脚手架的科学使用,避免因地上与地下交叉作业带来的不利影响,确保电气地下排管与土建地上结构的同步施工,充分的利用土建与电气交叉作业的时间,合理的节省了工期时间。2、项目与国内外已有同类先
14、进技术对比情况220kV杏花变电站是我省的首座220千伏全户内城市中心变电站,它的顺利投产运行填补我省在220千伏全户内变电站土建施工管理的空缺。相比国内同类变电站,220kV杏花变电站土建技术的研究与运用,具有很强的指导性、优创性和领先性。其中铜排热熔焊工艺、地下室关键防水技术、塔吊垂直运输运用、建筑物悬挑外架等方案在省内变电站建设中是第一次使用。这些技术措施方案的科学运用,一方面提高工作效率,另一方面保证了工程的安全和质量,确保了工程按期投运。3、项目应用和推广情况随着城市建设和旧城改造的深入,城市电网负荷不断增长,城市中心(室内)变电站建设势在必行,其土建技术的研究与应用不仅解决了变电站
15、场地狭小、工期紧迫、交通管制等问题,同时为同类变电站工程的建设提供了很好的借鉴。城市中心(室内)变电站的优化措施及创新方案主要应用和推广:工期紧迫的室内变电站工程、人口密度大的老城区电网建设工程、受外界条件限制,土地昂贵,选址困难的变电站工程。4、项目的经济效益和社会效益情况。、项目投资及收入情况:以220kV杏花变电站为例,各项方案及措施费用对比如下:、临建方案费用对比:220kV杏花变临建方案常规变电站临建费用经济费用44.84万约42万对比多出费用2.84万元,节约用地约1200平方米。、边坡支护方案费用对比:常规变电站无此项,不做比较。、接地网焊接方案对比:铜排接地常规变:双层镀锌扁铁
16、接地经济费用2200m(铜排接地网长度)86.3元/m(材料费+安装费)=189860元4400m(镀锌扁铁接地网长度)57.36元/m(材料费+安装费)=252384元对比节省费用62524元,节省工期12天。、地下室工程:常规变电站无此项,不做比较。、垂直运输方案比较:塔式起重机垂直运输常规变:卷扬机运输方式经济费用12000(QTZ40塔吊月租费)7(租用时间)+3000(安拆费)=114000元4811m(建筑面积)26.63元/m2(定额单价)=12611元对比节省费用14117元。、建筑物立面防护方案对比:悬挑式脚手架常规变:落地式脚手架经济费用66.5吨(钢材用量)275天(时间
17、)3.5元/天(租费)=64006元75.6吨(钢材用量)275天(时间)3.5元/天(租费)=72765元;22.22方(砼硬化)162.37元/方(定额单价)=3608元;对比节省费用12367元,节省外架搭设工期6天。、应用后经济效益:220kV杏花变电站各项优化措施及创新方案的科学运用,不仅有效的解决了交通管制、噪音管制、场地狭小、工期紧迫等难题,与传统的施工方案相比,节省费用60608元,节约站内临建用地地约1200平方米,节省工期18天。、应用后社会效益:城市城市中心(室内)变电站土建工程施工技术研究与应用,确保了220kV杏花变电站的顺利投产。一方面填补了我省在全户内220千伏变
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