青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》是西藏自治區電力建設總公司安徽送變電工程公司完成的電力建設類施工工法，完成人是張明勛、羅布次仁、陳永貴、扎西達娃、朱冠旻與次仁尼瑪；該工法適用於適用於凍土區熱棒安裝施工，包括高壓輸電線路、公路、鐵路等基礎工程凍土區熱棒安裝施工。

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》主要的工法特點是：施工設備簡單、安裝方便、成本較低、可靠性高；熱棒安裝施工容易實施，施工質量易於保證。

2012年8月，《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》被中國電力建設企業協會批准為2012年度中國電力建設工法。

基本介紹

• 中文名：青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法
• 工法編號：DJGF-HD-05-2012
• 完成單位：西藏自治區電力建設總公司安徽送變電工程公司
• 主要完成人：張明勛、羅布次仁、陳永貴、扎西達娃、朱冠旻、次仁尼瑪
• 類別：電力建設類
• 審批單位：中國電力建設企業協會
• 套用實例：格爾木—拉薩±400kV直流輸電線路工程
• 所獲榮譽：2012年度中國電力建設工法

形成原因

格爾木—拉薩±400千伏直流輸電線路工程7標段起於西藏自治區安多縣唐古拉山口，全線均位於安多縣內，線路全長103.97千米，新建桿塔236基。沿線海拔高程為4600～5300米，地形、地質條件複雜，氣象條件複雜、惡劣，全線不良地質為季節性凍土和多年凍土。為了降低基坑開挖對多年凍土擾動以及對凍土層的破壞，防止基礎因凍土層的破壞而發生位移，設計對位於多年凍土區段的灌注樁多刪烏屑基礎、錐柱基礎及裝配式基礎採用安裝熱棒來確保基礎周圍土質的穩定。每條腿基礎安裝熱棒有2個、3個、4個不等，熱棒在基礎對角布置，共有92基基礎安裝了熱棒。

由於該標段的施工環境非常惡劣，高寒、缺氧，施工人員高原反應強烈，而且裝配式基礎均位於凍土區付槓奔乎，施工難度較大。

結合在格爾木—拉薩±400千伏直流輸電線路工程7標段92基基礎的成功套用，對凍土區熱棒安裝工藝進行總結、整理，形成《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》，以指導凍土區跨榜民熱棒安裝的標準化施工。

工法特點

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》具有以下3個方面的特點：

1.施工設備簡單、安裝方便、成本較低、可靠性高。

2.降低施工難度，加快工程進度，避免返工等現象發生。

3.使熱棒安裝施工容易實施，施工質量易於保證。

操作原理

適用範圍

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》只適用於凍土區熱棒安裝施工，包括高壓輸電線路、公路、鐵路等基礎工程凍土區熱棒安裝施工。

技術理論

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》是選擇合適的施工季節進埋雄行，選擇合適的成孔方法加快施工進度，確定每個熱棒的施工基面高程，保證熱棒露出高度和埋深符合設計要求，熱棒就位方法保證垂直度，防止熱棒碰撞坑壁，吊裝施工時加強熱棒散連姜淋熱片的保護，防止熱棒散熱片變形影響熱棒正常工作，採取可靠措施保證熱棒四周回填土的密實度符合規定要求，保證熱棒能夠正常工作。

工藝流程

《青藏高原輸電堡重蒸線路凍土區熱棒安裝工法》的施工工藝流程如下：施工準備→測量放線→平整場地→鑽機成孔→熱棒安裝→檢查→灌砂→驗收。

操作要點

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》需注意如下8個操作要點：

1.施工準備

（1）熱棒到貨應進行開箱檢查，並作記錄。外觀檢查：外表不得有裂紋、凹坑等缺陷，必須清楚表面毛刺，箱號、箱數、名稱、型號、規格以及包裝情況必須符合要求，專用工具配備符合要求。資料檢查：裝箱清單、設備技術檔案、資料等齊全。

（2）施工前應進行技術交底，充分了解設計意圖和要求，做好前期準備工作。

（3）選擇熱棒堆放場地，堆放應選用專用支架，其場地應緊靠施工現場，儘量減少熱棒的搬運距離，避免陽光直曬和接近火源，並用隔熱材料進行遮蓋，防止溫度過高而損壞熱棒籃和棕，熱棒上的污物應清除乾淨。

（4）選擇合適的吊裝方式，製作合適的輔助工具，搬運、起吊安裝不得損壞散熱器及防腐塗層。

（5）選擇合適的棒孔開挖方案，宜採用機械鑽孔。

（6）備好熱棒孔回填材料，回填材料應選用細砂，粒徑應符合規定要求。

2.測量放線

本標段熱棒安裝時，錐柱基礎、裝配式基礎熱棒安裝距離距底板邊緣0.3米，灌注樁基礎熱棒安裝距離距立柱中心2米，在施工前需進行測量放樣，定出每根熱棒的中心位置樁。見圖1。

圖1 熱棒布置圖

3.平整場地

因鑽機、發電機、吊車等設備需要進到桿位進行施工，現場熱棒堆放需要場地，每基塔位施工現場需要平整場地面積不小於15米×15米，以確保施工能夠順利進行，如果塔位地形高差起伏大，可分塊進行平整場，但必須保證每塊場地都能滿足設備擺放需要。

4.鑽機成孔

本標段地質主要為黏性土、泥質砂岩、細砂、角礫、卵石、碎石、砂岩、多年凍土等，根據基礎型式不同又分為原狀土和回填土兩種情況，因此選擇潛孔鑽機和岩心鑽機進行鑽孔施工。有地下水、流砂、易塌孔的地段只能用岩心鑽鑽孔，鑽孔速度較慢，其他地質採用潛孔鑽機，鑽孔速度較快。

有地下水和容易塌孔的桿位在施工過程中採用配備套筒進行成孔，在不易塌孔的地段配備功率較大的鑽機鑽孔可以提高施工進度。

在熱棒的安裝位置確定後，選擇合適的鑽機進場，調整鑽機鑽頭與定位樁重合，鑽機必須擺放在較平整的地方，孔口定位後首先查看設備上的垂直刻度盤，用經緯儀或吊線測量的方法檢查、調整鑽桿的垂直度符合規定要求，然後開始鑽孔，當孔深度達到30～50厘米時，再次進行檢查、調整鑽桿垂直度，確保鑽孔垂直度符合要求。鑽頭的選擇應保證鑽孔直徑大於熱棒管外徑5厘米以上，方便熱棒安裝以及回填土，保證工藝質量。鑽進方法原則上採用乾鑽，視地層情況亦可加入少量冷水，採用循環鑽進。鑽孔深度應比設計深度大10～20厘米，以便安裝熱棒時的摩擦落土不影響安裝高度。鑽孔完成後，進行孔徑、垂直度和孔深檢查，並將鑽孔中泥漿清除乾淨，鑽孔符合要求後才可進行下道工序施工，否則須修正，必要時需重新成孔，直至符合要求。

5.熱棒安裝

圖2 熱棒安裝

見圖2，該標段熱棒每根重量250千克左右，全長9米，散熱片全長1.5米，埋深分6.5米和7米兩種，吊裝採用8噸吊車進行，吊點繩固定在專用吊件上，防止鋼絲繩磨損、碰掛熱棒散熱片和表面防腐層、反射塗層。安裝熱棒前再次檢驗和修整成孔的垂直度，檢查孔徑和深度，確保符合規定要求，並將鑽孔中泥漿清除乾淨。將熱棒吊起垂直插入鑽孔中，熱棒就位應緩慢自然放下，不得強行安裝，防止在下放過程中熱棒碰撞孔壁造成塌孔和孔壁泥土脫落降低孔深度，熱棒露出高度應以自然地面為起點進行計算，熱棒就位深度達到要求後，用經緯儀進行垂直度和中心位置檢查，合格後採用四塊專用木塊在孔壁四周對稱進行固定。

6.熱棒安裝完成後檢查

圖3 熱棒安裝完成

見圖3，熱棒安裝完成後及時採用經緯儀和鋼捲尺進行垂直度、中心位置和露出高度檢查，熱棒埋置深度應滿足設計要求，熱棒頂部標高按設計要求宜統一，單腿基礎兩個熱棒安裝標高誤差在30毫米以內，整基基礎所有熱棒安裝標高誤差在50毫米以內；熱棒垂直度應滿足設計要求，傾斜度不大於5°。熱棒安裝水平位置應符合設計要求，單腿兩根熱棒安裝水平相對誤差應在30毫米以內，整基安裝水平相對誤差80毫米以內，所有熱棒安裝位置絕對誤差在100毫米以內。

7.灌砂

熱棒安裝垂直度、中心位置及露出高度檢查無誤後，用細砂將孔壁與管壁間空隙進行填灌，砂土粒徑大於2毫米的顆粒含量不超過全重50%、粒徑大於0.25毫米的顆粒含量超過全重50%。將細砂徐徐灌入熱棒與孔壁之間的間隙中，灌砂數量應與理論計算數量相符，採用木棒搗實，必要時採用冷水沖實，回填時不得混入油污、木屑、石塊等雜物，防止出現空隙或不實現象。固定熱棒的支撐物應在熱棒周圍的填砂凍結後方可拆除。

8.驗收

所有項目施工完成後應進行驗收，驗收內容為熱棒位置、露出高度、高差、傾斜、回填土、外觀質量、散熱片變形、表面防腐層和反射塗層磨損等項目，並及時填寫驗收記錄。

材料設備

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》需要的材料及設備見表1。

質量控制

控制目標

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》需保證貫徹和順利實施工程設計技術原則，確保工程零缺陷移交、達標投產、確保國家電網公司優質工程，創國家優質工程。

控制措施

1.《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》主要的規程、規範：

（1）《110～500千伏架空送電線路施工及驗收規範》（GB 50233—2005）。

（2）《熱棒施工安裝及質量驗收辦法》。

2.《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》主要質量要求：

（1）成孔質量符合規定要求。

（2）熱棒的露出高度和埋深符合設計和規範要求。

（3）熱棒就位準確，垂直度滿足設計和規範要求。

（4）熱棒散熱片不變形，塗層沒有被破壞。

（5）熱棒四周回填土密實度符合規定要求。

安全措施

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》編制了安全可靠的施工技術措施，施工前對作業人員進行培訓和交底，對凍土區熱棒安裝施工危險點、危險源進行分析辨識，並提出預控措施，具體控制措施如下：

1.施工現場用電必須符合規定要求。

2.配備必要防高原病藥物，施工人員應經過習服並經檢驗合格。

3.採取防滑和防凍措施，配備充足的生活必需品，防止大雪封路。

4.工器具和車輛使用前必須進行檢查，確保狀態良好。

5.機械成孔和熱棒吊裝過程必須嚴格執行操作規程。

6.施工嚴格杜絕明火，防止火災發生。

環保措施

西藏藏北地區生態環境比較脆弱，這裡的環境保護和水土保持就顯得非常重要，在《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》的工程施工過程中必須按下列要求做好環境保護和水土保持工作：

1.合理、統籌安排工程建設工期，最大限度地縮短基礎建設的施工周期，縮短不利因素的影響時間，緩解不利因素的影響程度。

2.詳細調查線路沿線的道路情況，合理選擇材料運輸中轉站，應在施工便道和工程劃定的範圍內作業，不得擅自任意行駛，減少對地表植被的破壞。

3.應避免車輛行駛與原裸地面直接接觸，以免破壞植被，採取在原地面鋪設100毫米厚的草墊，其寬度應大於運輸車輛的橫向輪距加上車輛安全行駛裕度。

4.材料及工器具堆放應定置化，合理選擇擺放位置，並在此區域內原地表鋪墊土層或草墊，以保護植被。

5.完成塔基建設的施工後，應根據臨時占地所處的植被類型和地表植被的破壞情況，儘快恢復凍土臨時占地的地表植被。

效益分析

採用《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》後，格爾木—拉薩±400千伏直流輸電線路工程7標段共有92基基礎需要安裝熱棒，總共安裝熱棒1148根，通過技術創新，加快成孔速度，提高施工工藝質量，減輕工人勞動強度，降低安全風險，提前15天完成施工任務。節約人工費66000元，施工機械及設備費用24000元，後勤保障費用32000元，總共節約費用122000元。（註：以上施工費用均以2012年相關價格計算）

通過技術創新和實踐，為凍土熱棒施工積累了豐富經驗，施工質量優良，為整個工程提前完成創造了有利條件，為提前緩解西藏電力緊張局面奠定基礎，社會效益顯著，政治意義重大。

套用實例

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》在包括但不限于格爾木—拉薩±400千伏直流輸電線路工程7標段中套用成功，施工地點在西藏自治區安多縣唐古拉山附近，施工時間為2010年12月～2011年1月。施工操作簡單、快速、安全可靠，工程質量容易保證，節約施工費用，縮短施工工期；存在問題是施工前期準備要充分，物資準備充足，施工人員必須完全掌握施工要領，施工時間受季節限制。

榮譽表彰

2012年8月，中國電力建設企業協會發布《關於批准2012年度中國電力建設工法的通知》，以中電建協[2012]57號檔案公布，《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》被批准為2012年度中國電力建設工法。

1.施工準備

（1）熱棒到貨應進行開箱檢查，並作記錄。外觀檢查：外表不得有裂紋、凹坑等缺陷，必須清楚表面毛刺，箱號、箱數、名稱、型號、規格以及包裝情況必須符合要求，專用工具配備符合要求。資料檢查：裝箱清單、設備技術檔案、資料等齊全。

（2）施工前應進行技術交底，充分了解設計意圖和要求，做好前期準備工作。

（3）選擇熱棒堆放場地，堆放應選用專用支架，其場地應緊靠施工現場，儘量減少熱棒的搬運距離，避免陽光直曬和接近火源，並用隔熱材料進行遮蓋，防止溫度過高而損壞熱棒，熱棒上的污物應清除乾淨。

（4）選擇合適的吊裝方式，製作合適的輔助工具，搬運、起吊安裝不得損壞散熱器及防腐塗層。

（5）選擇合適的棒孔開挖方案，宜採用機械鑽孔。

（6）備好熱棒孔回填材料，回填材料應選用細砂，粒徑應符合規定要求。

2.測量放線

本標段熱棒安裝時，錐柱基礎、裝配式基礎熱棒安裝距離距底板邊緣0.3米，灌注樁基礎熱棒安裝距離距立柱中心2米，在施工前需進行測量放樣，定出每根熱棒的中心位置樁。見圖1。

圖1 熱棒布置圖

3.平整場地

因鑽機、發電機、吊車等設備需要進到桿位進行施工，現場熱棒堆放需要場地，每基塔位施工現場需要平整場地面積不小於15米×15米，以確保施工能夠順利進行，如果塔位地形高差起伏大，可分塊進行平整場，但必須保證每塊場地都能滿足設備擺放需要。

4.鑽機成孔

本標段地質主要為黏性土、泥質砂岩、細砂、角礫、卵石、碎石、砂岩、多年凍土等，根據基礎型式不同又分為原狀土和回填土兩種情況，因此選擇潛孔鑽機和岩心鑽機進行鑽孔施工。有地下水、流砂、易塌孔的地段只能用岩心鑽鑽孔，鑽孔速度較慢，其他地質採用潛孔鑽機，鑽孔速度較快。

有地下水和容易塌孔的桿位在施工過程中採用配備套筒進行成孔，在不易塌孔的地段配備功率較大的鑽機鑽孔可以提高施工進度。

在熱棒的安裝位置確定後，選擇合適的鑽機進場，調整鑽機鑽頭與定位樁重合，鑽機必須擺放在較平整的地方，孔口定位後首先查看設備上的垂直刻度盤，用經緯儀或吊線測量的方法檢查、調整鑽桿的垂直度符合規定要求，然後開始鑽孔，當孔深度達到30～50厘米時，再次進行檢查、調整鑽桿垂直度，確保鑽孔垂直度符合要求。鑽頭的選擇應保證鑽孔直徑大於熱棒管外徑5厘米以上，方便熱棒安裝以及回填土，保證工藝質量。鑽進方法原則上採用乾鑽，視地層情況亦可加入少量冷水，採用循環鑽進。鑽孔深度應比設計深度大10～20厘米，以便安裝熱棒時的摩擦落土不影響安裝高度。鑽孔完成後，進行孔徑、垂直度和孔深檢查，並將鑽孔中泥漿清除乾淨，鑽孔符合要求後才可進行下道工序施工，否則須修正，必要時需重新成孔，直至符合要求。

5.熱棒安裝

圖2 熱棒安裝

見圖2，該標段熱棒每根重量250千克左右，全長9米，散熱片全長1.5米，埋深分6.5米和7米兩種，吊裝採用8噸吊車進行，吊點繩固定在專用吊件上，防止鋼絲繩磨損、碰掛熱棒散熱片和表面防腐層、反射塗層。安裝熱棒前再次檢驗和修整成孔的垂直度，檢查孔徑和深度，確保符合規定要求，並將鑽孔中泥漿清除乾淨。將熱棒吊起垂直插入鑽孔中，熱棒就位應緩慢自然放下，不得強行安裝，防止在下放過程中熱棒碰撞孔壁造成塌孔和孔壁泥土脫落降低孔深度，熱棒露出高度應以自然地面為起點進行計算，熱棒就位深度達到要求後，用經緯儀進行垂直度和中心位置檢查，合格後採用四塊專用木塊在孔壁四周對稱進行固定。

6.熱棒安裝完成後檢查

圖3 熱棒安裝完成

見圖3，熱棒安裝完成後及時採用經緯儀和鋼捲尺進行垂直度、中心位置和露出高度檢查，熱棒埋置深度應滿足設計要求，熱棒頂部標高按設計要求宜統一，單腿基礎兩個熱棒安裝標高誤差在30毫米以內，整基基礎所有熱棒安裝標高誤差在50毫米以內；熱棒垂直度應滿足設計要求，傾斜度不大於5°。熱棒安裝水平位置應符合設計要求，單腿兩根熱棒安裝水平相對誤差應在30毫米以內，整基安裝水平相對誤差80毫米以內，所有熱棒安裝位置絕對誤差在100毫米以內。

7.灌砂

熱棒安裝垂直度、中心位置及露出高度檢查無誤後，用細砂將孔壁與管壁間空隙進行填灌，砂土粒徑大於2毫米的顆粒含量不超過全重50%、粒徑大於0.25毫米的顆粒含量超過全重50%。將細砂徐徐灌入熱棒與孔壁之間的間隙中，灌砂數量應與理論計算數量相符，採用木棒搗實，必要時採用冷水沖實，回填時不得混入油污、木屑、石塊等雜物，防止出現空隙或不實現象。固定熱棒的支撐物應在熱棒周圍的填砂凍結後方可拆除。

8.驗收

所有項目施工完成後應進行驗收，驗收內容為熱棒位置、露出高度、高差、傾斜、回填土、外觀質量、散熱片變形、表面防腐層和反射塗層磨損等項目，並及時填寫驗收記錄。

材料設備

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》需要的材料及設備見表1。

質量控制

控制目標

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》需保證貫徹和順利實施工程設計技術原則，確保工程零缺陷移交、達標投產、確保國家電網公司優質工程，創國家優質工程。

控制措施

1.《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》主要的規程、規範：

（1）《110～500千伏架空送電線路施工及驗收規範》（GB 50233—2005）。

（2）《熱棒施工安裝及質量驗收辦法》。

2.《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》主要質量要求：

（1）成孔質量符合規定要求。

（2）熱棒的露出高度和埋深符合設計和規範要求。

（3）熱棒就位準確，垂直度滿足設計和規範要求。

（4）熱棒散熱片不變形，塗層沒有被破壞。

（5）熱棒四周回填土密實度符合規定要求。

安全措施

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》編制了安全可靠的施工技術措施，施工前對作業人員進行培訓和交底，對凍土區熱棒安裝施工危險點、危險源進行分析辨識，並提出預控措施，具體控制措施如下：

1.施工現場用電必須符合規定要求。

2.配備必要防高原病藥物，施工人員應經過習服並經檢驗合格。

3.採取防滑和防凍措施，配備充足的生活必需品，防止大雪封路。

4.工器具和車輛使用前必須進行檢查，確保狀態良好。

5.機械成孔和熱棒吊裝過程必須嚴格執行操作規程。

6.施工嚴格杜絕明火，防止火災發生。

環保措施

西藏藏北地區生態環境比較脆弱，這裡的環境保護和水土保持就顯得非常重要，在《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》的工程施工過程中必須按下列要求做好環境保護和水土保持工作：

1.合理、統籌安排工程建設工期，最大限度地縮短基礎建設的施工周期，縮短不利因素的影響時間，緩解不利因素的影響程度。

2.詳細調查線路沿線的道路情況，合理選擇材料運輸中轉站，應在施工便道和工程劃定的範圍內作業，不得擅自任意行駛，減少對地表植被的破壞。

3.應避免車輛行駛與原裸地面直接接觸，以免破壞植被，採取在原地面鋪設100毫米厚的草墊，其寬度應大於運輸車輛的橫向輪距加上車輛安全行駛裕度。

4.材料及工器具堆放應定置化，合理選擇擺放位置，並在此區域內原地表鋪墊土層或草墊，以保護植被。

5.完成塔基建設的施工後，應根據臨時占地所處的植被類型和地表植被的破壞情況，儘快恢復凍土臨時占地的地表植被。

效益分析

採用《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》後，格爾木—拉薩±400千伏直流輸電線路工程7標段共有92基基礎需要安裝熱棒，總共安裝熱棒1148根，通過技術創新，加快成孔速度，提高施工工藝質量，減輕工人勞動強度，降低安全風險，提前15天完成施工任務。節約人工費66000元，施工機械及設備費用24000元，後勤保障費用32000元，總共節約費用122000元。（註：以上施工費用均以2012年相關價格計算）

通過技術創新和實踐，為凍土熱棒施工積累了豐富經驗，施工質量優良，為整個工程提前完成創造了有利條件，為提前緩解西藏電力緊張局面奠定基礎，社會效益顯著，政治意義重大。

套用實例

《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》在包括但不限于格爾木—拉薩±400千伏直流輸電線路工程7標段中套用成功，施工地點在西藏自治區安多縣唐古拉山附近，施工時間為2010年12月～2011年1月。施工操作簡單、快速、安全可靠，工程質量容易保證，節約施工費用，縮短施工工期；存在問題是施工前期準備要充分，物資準備充足，施工人員必須完全掌握施工要領，施工時間受季節限制。

榮譽表彰

2012年8月，中國電力建設企業協會發布《關於批准2012年度中國電力建設工法的通知》，以中電建協[2012]57號檔案公布，《青藏高原輸電線路凍土區熱棒安裝工法》被批准為2012年度中國電力建設工法。