變電站基礎工程冬季施工經濟技術性比較

趙春鋒

摘 要：嚴寒地區的工程當受工期限制時，必須采取一定的冬季施工措施，而基礎工程的冬季養護更是費用高、技術難度大。本文就具體項目中的不同冬季施工方案進行對比分析，從經濟合理、技術先進的角度討論加熱法養護的技術方案并予以優選。

關鍵詞：基礎工程；冬季施工；技術性

中圖分類號： TM63 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）28-83-2

0 引言

大同采煤沉陷區國家先進技術光伏示范基地基礎設施工程為國家能源局啟動的全國第一個100萬千瓦光伏“領跑者”示范基地中各光伏發電廠電能外送的配套項目。工程分兩個片區建設，南郊片區包含1座容量2×300MVA的220kV匯集站、4座容量100MVA的110kV匯集站及相應外送架空線路，該項目采用EPC工程總承包模式，其中施工共分為3個標段。在項目建設過程中，全面響應國家能源局、山西省委省政府以及大同市政府提出的促進光伏技術進步、綜合利用沉陷區土地、調整山西能源結構、推動區域經濟轉型的號召，各匯集站大量應用國家電網標準配送式智能變電站的建設理念，將標準化設計、工廠化加工、裝配式建設的思路貫徹到工程的方方面面，施工工期縮短至5個月。

恰逢2015年大同市冬季進入十年一遇的嚴寒氣候，最低溫度達到零下30攝氏度，按照《建筑工程冬季施工規程》的關于冬季施工氣溫條件的要求，整個項目冬季施工持續時間達到100天左右，優選冬季施工方案在費用控制和質量保障方面提出了要求。

1 基礎冬季養護的技術性比較

匯集站內預制艙基礎選用符合地質條件要求的鋼筋混凝土筏板加剪力墻結構，冬季施工方案按照負溫法、加熱法、暖棚法綜合運用的方式考慮。本文以三種不同自然環境下，外形尺寸為22.3米（長）×6.4米（寬）×2.5米（高），地質條件為黃土、風化片巖、粉狀巖土的35kV預制艙基礎的養護為例，重點對暖棚法、加熱法分析。

1.1 暖棚、加熱養護的施工方案

1.1.1 暖棚加燃煤加熱方式（方案一）

暖棚結構為鋼管框架，由內到外周邊包有防火油布加棉氈加彩條布，棚頂和棚腳背風面間隔設置通氣孔，最外面用尼龍繩經緯交叉緊固，周邊用土壓腳。棚內隨溫度變化設置80cm×40cm×50cm大型火爐若干，煙囪棚內回轉設置進行加熱和排煙。

1.1.2 暖棚加電加熱方式（方案二）

暖棚結構為鋼管框架，由內至外周邊包有厚塑料薄膜加工業棉被加彩條布，最外層用大眼尼龍網遮蓋，周邊采用鋼地錨緊固。棚內隨溫度變化設2000W取暖器若干臺，并設加濕器3臺。

1.1.3 暖棚加鍋爐蒸汽加熱方式（方案三）

暖棚框架充分利用混凝土模板支護結構，增設部分鋼管以連通，由內至外周邊包有厚塑料薄膜加棉氈，最外面用尼龍繩經緯交叉緊固。在棚外設鍋爐間，隨溫度變化設2t/h常壓蒸汽鍋爐若干臺，蒸汽管道沿暖棚周邊布置，每30cm設蒸汽噴嘴一處。

1.2 不同養護方法的技術性對比

在三個基礎養護期記錄中，選擇養護期中間室外溫度接近的連續三天，取測量平均值后作為比較依據，統計數據見表1：

其中經查閱此期間的維護記錄，方案一暖棚因大風影響受損后修補過一次，更換了五分之一的棚頂；方案二發生回路跳閘一次；方案三因存水結冰曾短暫停爐3小時。

由于匯集站完全取消傳統構筑物設置，由具備支持體系加外圍護結構，在結構強度、隔聲性能、防火性能、斷熱性能等方面有優良的使用性能的集裝箱式艙體組成，艙內按需選用生產生活設施、屏柜、電纜通道、照明、消防、暖通、安防等模塊。考慮到運輸要求，工廠預制時按尺寸分解為一個或多個分艙體拼接，如該35kV預制艙即由8節組成。混凝土基礎含設備槽鋼基礎應一次成活，滿足艙體拼接中平面度、直線度、水平度的誤差要求，在施工中就必須考慮提供足夠的作業空間；同時標準配送式變電站的一大突出特點就是能減少資源消耗、縮短建設工期，也就需要提高模板等周轉率、人機工效和安全質量控制效能，而這可確定為在對養護方案做技術性比較時的主要考慮因數。

方案一站址為該地區風道的一處山頂上，全年長期刮大風。基坑地質情況為風化片巖，施工采用大開挖至基底標高、基礎養護完成后二次回填的方案。使用中，油布抗拉強度高、厚實，爐火功率大、可利用自然風排煙助燃。但受加熱和大風影響，基礎表面水分揮發較快，需要不定期澆水，導致過程中濕度不均衡；燃煤爐雖設有煙囪排煙，但棚內煙氣濃度依然高，對維護人員人身安全存在一定危險，且為明火作業，棚內有木模板、方木等存在火災隱患。

方案二站址位于濕陷性黃土區域，全站按擠密樁并整場換填三七灰土做地基處理，因此在基坑周邊能提供足夠的作業面寬度，暖棚搭設加固選用了尼龍繩加地錨的方式。選用電加熱器配合加濕器來控制棚內溫濕度，維護人員期間無作業僅需保障供電。使用中，維護人員要求具備電工專業技能，對站內臨時用電干支線運行狀況也需同時檢查；棚內需設置專用導線通道，設備周邊圍護，夜間防光污染等措施。

方案三基坑為小開挖放坡、僅較基礎增加施工作業面寬度。暖棚結構類似于地窩，可以節省搭設材料。鍋爐設有專門鋼結構操作間，無火災、窒息等隱患。維護人員期間無須進入棚內，僅需維持鍋爐運作。棚內充滿蒸汽，能維持溫濕度平穩，較傳統方法可縮短養護周期。但基礎澆筑時需預留排水路徑，增加了局部二次澆筑的工作；因鍋爐容量小，需頻繁添加燃料、水，對維護人員的責任心要求高；砼澆筑后棚內作業空間小，不利于基礎收面、模板的重復利用。

2 養護方案的經濟性比較

方案一結合材料周轉率等大體匡算如下，暖棚搭設費用9300元，取暖設備780元。養護周期18天，期內燃煤費1200元/天，維護人員工資800元/天，維護材料費50元/天，全程合計約46980元。

方案二結合材料周轉率等大體匡算如下，暖棚搭設費用8900元，取暖設備940元。養護周期16天，期內電費690元/天，維護人員500元/天，維護材料費40元/天，全程合計約29520元。

方案三結合材料周轉率等大體匡算如下，暖棚搭設費用5800元，取暖設備1920元。養護周期15天，期內燃煤費950元/天，維護人員600元/天，維護材料費20元/天，折合31270元。

雖然上述三個方案都能滿足規程中溫度、濕度的要求，但從操作便利性、經濟性、技術先進性、安全風險、質量控制等的角度綜合評價后，可以看出在大同這種嚴寒、大風頻繁的地區，暖棚宜選用方案一中的樣式，而加熱模式則應選用方案二中的樣式。

3 結論

任何施工方案的制定都不能脫離本項目的建設特點和當地自然條件、氣候條件、施工條件等因數。雖然從全局角度看殊途同歸，但一個經過精心測算、比選的方案能提供最簡單直接的路徑去實現建設目標，尤其是在冬季施工這類難度大、投入高的施工項目中更有現實意義。

參 考 文 獻

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