高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》是青海送變電工程公司、浙江中聯建設集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是何恩家、王形、王鵬武、劉文革、曾光昌。適用於變電站工程高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工。

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》主要的工法特點是減少了施工工序，降低了勞動強度，縮短施工工期，確保混凝土施工質量；使用新材料延緩混凝土水化熱產生的速度和混凝土的初凝時間，使現場攪拌機械滿足澆築要求等。

2011年9月，《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法
• 工法編號：GJEJGF284-2010
• 完成單位：青海送變電工程公司、浙江中聯建設集團有限公司
• 主要完成人：何恩家、王形、王鵬武、劉文革、曾光昌
• 套用實例：750kV 西寧變電站工程
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

隨著電網建設技術水平不斷提高，越來越多的變電站工程採用GIS組合電器設備，其基礎形式多採用通長大板基礎。依據《大體積混凝土施工規範》GB 50496-2009對大體積混凝土的定義（混凝土結構物實體最小几何尺寸不小於1米），變電站GIS設備基礎均為超長大體積混凝土。結合青藏高原高寒氣候條件，為總結、推廣此種混凝土設備基礎施工方法，特編寫了《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》。

工法特點

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》的工法特點是：

1.該典型施工方法相對於常規施工，減少了施工工序，降低了勞動強度，縮短施工工期，確保混凝土施工質量。

2.使用新材料延緩混凝土水化熱產生的速度和混凝土的初凝時間，使現場攪拌機械滿足澆築要求。

3.使用新材料控制混凝土表面龜裂，減小使用期間強紫外線照射對大體積混凝土表面質量的影響。

4.搭設防風保溫棚，有利於減小混凝土內外溫差和混凝土初凝期間與表面收光時由於混凝土表面失水過快引起的表面龜裂。

5.特殊支模拉結工藝、架立筋鋼絲網後澆帶工藝、電纜溝口“Z”形鋼敷設、基礎角鋼包邊工藝、預埋件安裝工藝確保基礎澆築質量。

6.對混凝土表面進行切縫處理，減少在使用期間混凝土表面受外界環境的影響產生淺表性裂紋。

7.採用可調溫“單導發熱電纜”採暖新技術，結合混凝土外保溫設施的布置，有效的保證了混凝土內外溫差及降溫速率，減小混凝土因溫差及溫降速率過大產生的裂紋。

操作原理

適用範圍

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》適用於變電站工程高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工。

工藝原理

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》的工藝原理敘述如下：

一、施工前的技術準備

1.完成原材料（水泥、砂、石及各種外加劑）檢驗、複試工作，保證原材料質量達到各項相應技術指標要求。

2.確定澆築方式：根據《大體積混凝土施工規範》GB 50496-2009要求，按設計留置後澆帶，採用分倉、分層法澆築。

3.根據澆築方式和最大澆築量，確定混凝土攪拌設備和輸送設備的數量。

4.根據混凝土攪拌設備和輸送設備的數量，確定混凝土的最短初凝時間。

5.根據混凝土的最短初凝時間，委託試驗室進行混凝土配合比試驗，配合比中摻入緩凝劑、高效抗裂防水劑、麥富纖維。

6.根據配合比試驗報告中的初凝時間，對混凝土攪拌設備和輸送設備進行覆核，在儘量少投入設備的情況下，滿足混凝土澆築的相關技術要求。

7.通過熱工計算軟體的開發，使大體積混凝土熱工計算更加快捷和準確，提高數據分析速度，在第一時間為施工技術人員提供依據，便於動態修正施工方法和技術參數，及時採取措施。

二、控制施工環境

在面層混凝土施工時，應搭設防風保溫棚，有利於減小混凝土內外溫差和混凝土初凝期間和表面收光時由於混凝土表面失水過快引起的表面龜裂。暖棚搭設見圖1。

圖1 防風保溫棚

三、混凝土澆築

1.利用3DMAX計算機技術，為施工人員演示施工過程中關鍵控制點的控制方法和流程。

2.使用新材料延緩混凝土水化熱產生的速度和混凝土的初凝時間。

3.運用建設部推廣的10項新技術，實現混凝土超遠距離泵送混凝土。

4.使用新工藝控制預埋件和基礎表面平整度。

5.使用新材料控制混凝土表面龜裂。

四、混凝土溫控

採用可調溫“單導發熱電纜”採暖新技術，對混凝土進行溫控。在混凝土澆筑前將“單導發熱電纜”敷設在混凝土內部鋼筋骨架的橫向鋼筋上，並綁紮牢固，在混凝土澆築後通電對混凝土內部溫度進行調控。單導的結構是電纜由“冷線”進入，串接“熱線”，再接“冷線”引出。單導發熱電纜的特徵是“有頭有尾”，頭尾均是欲接入溫控器的“冷線”。將熱能通過熱傳導（對流）的方式和發出的8-13微米的遠紅外線輻射方式傳給受熱體，工作原理為：供電線路→溫控器→發熱電纜→混凝土內輻射熱量。

施工工藝

工藝流程

大體積混凝土施工工藝流程參見圖2。

圖2 大體積混凝土施工工藝流程圖

操作要點

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》的操作要點如下：

一、施工準備

1.施工現場的供水、供電應滿足混凝土連續施工的需要，當有斷電可能時，應有雙路供電或自備電源等措施。

2.對工人進行專業培訓，並應逐級進行技術交底，同時應建立嚴格的崗位責任制和交接班制度。

二、GIS基礎開挖

GIS基礎土方工程採用機械開挖。基坑開挖完畢後由設計人員驗槽後方可進行下道工序。開挖時應按基礎長方向進行開挖。開挖出的土方需隨挖隨運至指定堆土場。

三、第一次接地施工驗槽完畢後進行第一次主網接地施工。

四、GIS基礎墊層施工

GIS基礎墊層為100毫米厚C15素混凝土，由於基礎墊層面積較大，因此混凝土採取分段澆築。分段時施工縫採用15毫米厚、100毫米高的條形模板分隔。在澆搗前，用間距不大於2米的混凝土灰餅做好控制標高。澆搗時用平板振動器振搗，表面平整密實，提漿抹平，不允許表面有鬆散、浮漿的現象發生。

五、GIS基礎鋼筋的施工

1.在鋼筋成品加工前，必須認真熟悉施工圖紙，對鋼筋的型號、間距、錨固長度，都要嚴格按照設計及規範要求編制出鋼筋下料單，並經項目部技術組審核後，方可進行製作。

2.GIS基礎鋼筋骨架為ф20螺紋鋼為主，上下鋼筋網均為ф20螺紋鋼，四周用ф12@200毫米雙向鋼筋封口，第一、二次混凝土面上澆築預留ф6@300毫米插筋。鋼筋保護層厚度為40毫米，由於基礎鋼筋重量大，為確保保護層墊塊不被破壞，特採用40毫米厚的大理石墊塊，間距800-1000毫米呈梅花形布置。上層鋼筋網片支撐用馬凳筋應精確其下料高度，凳腿與墊層支撐牢固，採用ф20螺紋鋼，間距0.8-1.2米呈梅花形布置，確保上層鋼筋網片間距、高度準確，混凝土澆築時鋼筋不移位。

3.按設計指定位置留置後澆帶，在後澆帶上下設橫向ф16、間距150毫米的加強筋，豎向採用直徑10毫米、間距100毫米鋼筋支架，後澆帶的垂直支架系統宜與其他部位分開。在後澆帶兩側的支架處綁紮兩層鍍鋅鋼絲網，遇鋼筋開口時，底部向里插進5-10厘米，同樣遇鋼筋時鋼絲網開口並綁紮牢固，以擋住混凝土流入後澆帶內。

4.將“單導發熱電纜”沿鋼筋骨架中的橫向鋼筋敷設，並用電纜綁紮扣綁紮牢固。最底層敷設於底板鋼筋上，橫向間距200毫米，豎向間距為200毫米。每層採用單獨迴路，並配備溫控開關。發熱電纜敷設完畢後必須用萬用表和搖表檢測每一根發熱電纜是否通暢。

六、GIS預埋鐵件的加工

1.GIS預埋件委託專業鋼結構廠家進行加工製作，嚴格控制埋件的焊接變形和鍍鋅變形。設計要求所有埋件熱浸鍍鋅，埋件運送到工地現場安裝，安裝時嚴格按照圖示要求、軸線平面位置、標高、拉線就位、調平。

2.預埋件加工及安裝位置的偏差允許。

1）HM-200毫米×150毫米型鋼上鑽螺栓孔：孔距放樣，樣板的截面偏差、孔心距及軸線距要求≤±0.5毫米。

2）圍焊焊縫必須平直，無咬肉、夾渣、漏焊。

3）鍍鋅面應光潔、無流墜。接地點二次灌漿預埋採用200毫米×200毫米×200毫米的定製鐵盒，鐵盒面板採用不鏽鋼蓋板。

七、預埋螺栓安裝

1.按照設計圖紙尺寸，將螺栓的縱橫軸線位置在墊層表面彈出墨線，在基礎外側引測軸線樁。地腳螺栓安裝前，首先對每一小組螺栓以4（6）根進行整體化，即在螺栓根部左右處套一根ф10箍筋，在螺栓頭部用預先精確打孔（孔徑ф25）的模板套住，將模板校核水平，並用上下螺母擰緊夾住模板。螺栓下部水平段要在同一平面上，螺栓與箍筋點焊固定，形成螺栓籠，將箍筋及螺栓模板均劃出雙向軸線（中心線），並應重合進行控制。具體施工過程見圖3。

圖3 GIS基礎預埋螺栓定位

2.在基礎底板下層雙向主筋安裝綁紮完成後，按照埋件位置，逐組進行螺栓布置。螺栓的雙向軸線與墊層及模板上的雙向軸線吻合後，用ф20鋼筋成“八”字式在四角做45°斜撐，斜撐的上部與螺桿焊接固定、下部與底板主筋焊接固定。每組螺栓，用帶孔模板或木方連成整體並覆核準確。分組螺栓安裝合格後，由班組技術員對照施工圖進行拉線及尺量檢查、校正、驗收。分組螺栓安裝校驗合格後，再對所有螺栓進行整體復驗、校核。在復驗校核過程中，若發現超標偏差，必須及時校正。

3.在混凝土澆筑前，將軸線引測到基礎外側模板上進行標識。用紅（或黃）色油漆標明埋件編號，埋件編號亦用同樣方法在模板上標識。模板頂部軸線引測完成後再對螺桿的上部進行校核，經驗收合格後方可進行混凝土澆築。

八、GIS基礎模板施工

因膠合板有良好的保溫性能以及能很好的保證混凝土觀感質量。GIS模板採用15毫米厚黑色木膠合鏡面模板，模板按施工圖尺寸要求一次支設到位。

1.外模支設：基礎墊層澆築時，沿四周在外模內側距外模板1.50米處預埋ф2圓鋼，距50-70厘米，露出混凝土墊層面5厘米。基礎外立面模板用5厘米×9厘米方木做背方，間距25厘米豎向設定。外模立好後，在外模上打孔，打孔位置距墊層面0.30米一道、1.2米一道，橫向間距同墊層上預埋的圓鋼（50-70厘米）不等。最後將ф12螺桿一端與預埋圓鋼焊接（預埋圓鋼再與底板鋼筋焊接），在模板內側與螺桿交接焊接ф8長40毫米的定位鋼筋（統一沿水平方向焊接），一端將外模用水平鋼管和蝶形卡進行拉接。由於第一次澆築與第二次澆築間隔時間較長，模板受自然環境影響，可能出現模板與已澆面的縫隙，可能減小兩次澆築接槎處的平整度偏差。在第二次澆筑前對模板拼縫處用膩子刮平。外模除用拉桿拉接外，頂面用水平鋼管進行拉接，外側設立斜撐進行加固。水平鋼管與背方有間隙處需用小木楔逐個楔緊，避免細微脹模，如圖4所示。

圖4 GIS側立面模板加固

2.纜溝模板支設。基礎內溝道根據電纜溝坡度配製模板，保證溝道上口的模板精準定位，以確保GIS基礎表面的平整度，溝道模板置於水平鋼筋限位上，溝道內壁設5厘米×9厘米方木、間距25厘米豎向背方。其內橫向、斜向做頂撐，加固牢靠，保證溝道截面尺寸。在電纜溝溝底墊層上預埋ф14@1000毫米豎向鋼筋（將螺桿與ф14@1000毫米豎向鋼筋焊接，並再與底板鋼筋焊接）。然後沿電纜溝上部垂直於電纜溝方向設定方木（間距為600-800毫米），然後在木方上部平行於電纜溝方向用兩根ф50鋼管和蝶形卡連線，壓住電纜溝模板，防止澆築混凝土時模板上浮。在電纜溝溝底模板開ф12@500毫米圓孔。以便澆築混凝土時排出空氣，保證混凝土的密實性，如圖5所示。

圖5 GIS電纜溝道模板加固圖

3.GIS基礎模板拆除應控制在全部澆築成型後5-7天。

九、搭設混凝土澆築棚（夏季作遮陽棚用，冬季作暖棚用）

1.混凝土澆築棚需進行兩次搭設：第一次搭設時，將立桿立於GIS基礎上部鋼筋網（下設混凝土墊塊）及電纜溝內，待第一次混凝土澆築完畢後拆除；第二次搭設時，將立桿置於已灌漿完成的預埋件上和電纜溝內，待完成養護後進行拆除。

2.混凝土澆築棚搭設採取滿堂搭設，混凝土澆築棚搭設採用48毫米×3.5毫米鋼管和扣件搭設，搭設立桿縱橫間距為1.8米，立桿平均高度為2.0米。施工棚搭設為雙坡型利於排水，最低處不低於1.8米。

3.沿基礎頂面200毫米以上處設一道縱橫向掃地桿，每根立桿不得懸空；混凝土澆築棚頂部縱橫向水平桿間距設為900毫米，混凝土澆築棚頂部採用單塊通長遮陽布（篷布），沿短邊敷設；固定於鋼管上用10號鐵絲紮緊。

4.混凝土澆築棚四周將遮陽布（篷布）固定在鋼管骨架外側，並懸掛於GIS基礎下部500毫米，底部採用木條將遮陽布（篷布）固定在基礎外側模板上。

5.混凝土澆築棚內部設定剪刀撐，剪刀撐沿GIS基礎四周連續設定，基礎中部沿長方向連續設定，在GIS基礎外側四周適當部位加設斜撐確保遮陽（隔熱）棚、暖棚骨架的穩定性。

6.冬期施工時因提前在暖棚內生火保溫，在保證連續24小時棚內溫度在10℃以上後，方可進行下道工序的混凝土澆築工作。

7.混凝土澆築棚內在維護的遮陽布（篷布）設定通風口，通風口間距8米，冬期施工時應在頂部開設天窗，利於排煙。

8.混凝土澆築棚內設定照明措施，採用PVC電管穿線，明敷方式，220伏低壓電源，燈具以普通照明燈具為宜並設定燈罩，不可選用發熱量較大的燈具，以20平方米設定一盞為宜，燈具照明要求滿足施工照明需求即可。

十、GIS基礎混凝土澆築

1.混凝土的供應能力應滿足混凝土連續施工的需要，不宜低於單位時間所需量1.2倍。

2.基礎採用中（低）熱矽酸鹽水泥加入（麥富纖維二次C35混凝土澆築中使用）、UNF—2C型高效緩凝減水劑和膨脹劑、粉煤灰外加劑的方法進行施工，摻量由試驗確定。依據試驗室出具的C30、C35泵送混凝土配比進行泵送施工。符合現場施工條件後，方可投到大規模生產過程中。

3.混凝土的測溫監控設備標定調試應正常，保溫用材料應齊備，並應派專人負責測溫作業管理。

4.用於大體積混凝土施工的設備，在澆築混凝土前應進行全面的檢修和試運轉，其性能和數量應滿足大體積混凝土連續澆築的需要。

5.混凝土攪拌：在混凝土攪拌時工作人員必須要盡職盡責，要嚴格控制水、外加劑和摻合料的加入量。C30混凝土攪拌時間不得少於90秒/盤。試驗人員應及時檢查砂、石料的含水量，當發生偏差時及時通知技術人員和質量專責進行復檢和確認，以便及時採取相應措施進行調整。混凝土施工配合比的調整要徵得現場監理的同意和認可。混凝土配合比的稱量檢查：每班都應進行檢查，並且檢查次數不少於兩次，檢查數量不大於100立方米混凝土。投料順序為：水、砂、水泥、石子、摻合料、外加劑。砂石料計量為電子計量；水泥由專人負責按袋投料；摻合料和外加劑按照每盤配合比製作專用容器（或提前稱量成小包裝）由專人負責投料。二次澆築C35混凝土中摻入麥富纖維由專業人員現場指導操作。

6.混凝土澆築：混凝土澆築時，混凝土振搗工等作業人員應有足夠的工作面，需搭設專用的施工平台用於支撐泵管和作業人員，專用架平面應與模板支撐及加固系統分開，施工平台架立管應設在GIS基礎南北向中部，立管可澆入混凝土中，並鋪設東西向架板搭設平台，立管應避開電纜溝道和預埋鐵件螺栓，以防螺栓碰撞位移。

7.澆築順序及振搗方法：鑒於GIS基礎厚度（1.30米）和面積較大的特點，採用分層澆築、分層振搗的方法進行，混凝土澆築厚度根據混凝土的初凝時間確定，要求試驗室將初凝時間設定在13小時以上。按最大施工段（即第Ⅲ施工段）混凝土澆築量990立方米考慮，其中電纜溝溝底以下混凝土澆築量為520立方米，電纜溝溝底以上混凝土澆築量為470立方米。根據混凝土分層覆蓋需在初凝時間（13小時）內澆築的原則，依據PLD1200型混凝土泵站23方/小時的出料量（已經綜合考慮不利因素），以及插入式振搗器的作用深度、混凝土的和易性，混凝土連續澆築分層厚度按300-500毫米計算，電纜溝溝底以下每層澆築厚度為300毫米，共分兩層澆築；電纜溝溝底以上每層澆築厚度為350毫米，共分兩層澆築。澆築方向自東向西（基礎寬23.5米），振搗人員共分3組排開振搗，依次推進。振搗時，嚴禁振動棒振搗模板，對放置測溫點的部位，進行標記，在測試點周邊0.5米半徑範圍內不得振搗，有效避免振搗對測溫點的影響。插點梅花形布置，搗點間距不大於30厘米。振搗棒的操作，要做到“快插慢拔”。在振搗過程中，宜將振搗棒上下略有抽動，以便上下振動均勻。分層連續澆築時，振搗棒應插入下層50毫米，以消除兩層間的接縫。因每層澆築厚度為30-35厘米，故振搗時間不宜過長，30秒/點左右為宜，還應視混凝土表面呈水平不再顯著下沉、不再出現氣泡、表面泛出灰漿為宜。同時，混凝土宜採用二次振搗工藝，在澆築20-30分鐘後進行第二次復振。特別注意在後澆帶鋼板網等特殊部位要細緻振搗，但不得過振。嚴格控制振動棒的移動距離、振搗時間、插入深度，避免澆築帶交界處的漏振。澆築過程中混凝土均勻上升，嚴格按澆築順序進行，避免混凝土拌合物堆積過高。混凝土振搗見圖6。

圖6 混凝土振搗

8.標高控制及表面處理：分層澆築時，應在鋼筋上用紅色油漆明顯標識出每層混凝土的澆築厚度。第一次C30混凝土澆築完成後，在混凝土初凝後用鋼絲刷或其他工具清除澆築表面的浮漿、軟弱混凝土層及鬆動的石子，並均勻的露出粗骨料，將混凝土表面的氧化層全部剔除。

9.泌水處理：大體積混凝土在澆築、振搗過程中，會產生較多的泌水和浮漿，不予以徹底清除，將影響混凝土質量，給生產留下隱患。遇到這種情況應採取以下措施處理：

1）振搗手負責在合適位置留出振搗集水潭，使泌水集中在集水潭內，用盛水器具將泌水及時排除，並進行二次振搗。可以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現裂縫，減少內部微裂，增加混凝土密實度，使混凝土的抗壓強度提高，從而提高抗裂性。

2）標高控制及表面處理：分層澆築時，應在鋼筋上用紅色油漆明顯標識出每層混凝土的澆築厚度。

3）第一次C30混凝土澆築完成後，在混凝土初凝後終凝前用鋼絲刷或其他工具清除澆築表面的氧化層、浮漿、軟弱混凝土層及鬆動的石子全部剔除，並均勻的露出粗骨料。

10.混凝土養護。

1）根據青海歷年月度天氣情況，六月份是最適宜澆築混凝土的天氣，日平均氣溫在20℃左右。

2）澆築後，做好保溫、保濕養護工作，緩緩降溫，降低溫度應力。應在初期養護階段（混凝土水化熱達到峰值前）採用保溫、保濕養護法。具體為：在混凝土表面鋪設一層塑膠薄膜、若干層毛毯養護。在後期養護階段（混凝土水化熱達到峰值後），採用蓄水養護法。

3）採取長時間養護，連續養護至少14晝夜。應經常檢查保溫層的完整情況，保持混凝土表面濕潤。等混凝土達到拆模強度值時拆模。

4）養護前7天內不得在混凝土表面澆涼水，待混凝土內部溫度處於降溫階段後轉入正常養護工作。

5）保溫覆蓋層的拆除應分層逐步進行，當混凝土的表面溫度與環境最大溫差小於20℃時，可全部拆除。

6）在保溫養護過程中，應對混凝土澆築體的里表溫差和降溫速率進行現場監測。當實測結果不滿足溫控指標的要求時，應及時調整保溫養護措施。

11.GIS基礎澆築的測溫及溫度控制方法

1）GIS設備基礎是幾何尺寸大、混凝土方量較大的複雜結構。對於這類大體積混凝土結構由外荷載引起裂縫的可能性較小，但是由於水泥水化過程中釋放的水化熱引起的溫度變化，以及混凝土收縮而產生的溫度應力。因此，在施工過程中，必須嚴格控制基礎內外溫度差，控制裂縫的產生。

2）水化熱溫度計算過程（略）。

3）經計算可知：混凝土基礎的內部溫度是先升高，後降低，混凝土最高溫度值大約出現在齡期為7天時，混凝土中心溫度峰值為52.6℃。

4）對基礎的同一剖面進行分析，在同齡期內，表層與中心的距離比側面與中心的距離小，中心與表層的溫差數值要比中心與側面的溫差值小，規範規定混凝土內外溫差小於25℃時，混凝土內部不產生裂縫，經計算通過溫控及保溫層設定，混凝土內外溫差可控制在20℃以內。

5）測溫點的布置範圍，以所選混凝土澆築體平面圖對稱軸線的半條軸線為測溫區，在測溫區內測溫點按平面分層布置；在每條測試軸線上，監測點位宜不少於4處，應根據結構的幾何尺寸布置；沿混凝土澆築體厚度方向，每測點3根伸入混凝土的底部、中部及表層。混凝土澆築體的外表溫度，宜為混凝土外表以內50毫米處的溫度；中部測溫探頭設在基礎中部，混凝土澆築體底面的溫度，宜為混凝土澆築體底面上50毫米處的溫度，見圖7。其餘測點宜按測點間距不大於600毫米布置。

圖7 GIS測溫探頭布置圖

6）根據現場測溫點布置，繪製平面測溫點布置圖，見圖7。在混凝土澆築後，每晝夜可不應少於4次；入模溫度的測量，每台班不少於2次。在降溫階段每8小時測一次，7天以後每天測一次，測溫21天。測溫工作由專業人員負責，堅持24小時測溫，混凝土表面溫度用水銀溫度計進行測溫，其測點除與溫感探頭測點相對應外，在平面合適位置還應加密。經過測溫，若溫差超過25℃或溫升梯度大於15℃/米或降溫速率大於2.0℃/天時，則立即採取保溫措施，用發熱電纜調整混凝土內部溫度。通過測定的溫度值，對混凝土內部採用發熱電纜加溫並進行溫度可調控制，調節混凝土不同澆築層的內部溫度，將溫度控制在規範要求之內。大體積混凝土結構測溫記錄表見表1。

7）溫感探頭的布置和標識：溫感探頭的平面布置如圖8所示，在埋設溫感探頭時，按澆築分區和各測點的埋設進行編號。為了保證測溫數據的準確性，溫感探頭必須在水下1米處經過浸泡24小時不損壞方可使用；接頭安裝位置應準確，固定應牢固，並與結構鋼筋及固定架金屬體絕熱；引出誓宜集中布置，並應加以保護；周圍應進行保護，混凝土澆築過程中，下料時不得直接衝擊測試測溫元件及其引出線；振搗時，振搗器不得觸及測溫元件及引出線。為防止溫感探頭的損壞，每隻探頭埋設到位後應進行檢測，確認其完好，派專人用開口盒對溫感探頭進行圍遮保護和看護。

圖8 GIS測溫點平面布置圖

8）測溫過程中應及時描繪出各點的溫度變化曲線和斷面的溫度分布曲線，並按表2做好記錄。發現溫控數值異常應及時報警，並應及時採取相應措施。

12.後澆帶施工。

1）根據設計要求，後繞帶的留置有利於散熱和降低混凝土的內部溫度。

2）因施工期相對較長（約45天），故在後澆帶頂面用模板覆蓋，以免雜物掉入後澆帶內，儘管如此還可能有少數雜物進入後澆帶內，故在頂面鋼筋網上開洞600毫米×600毫米以便清理，開洞個數視清理量而定。清理完畢後，對其洞口鋼筋焊接恢復。

3）後澆帶混凝土摻膨脹劑（摻量由試驗室確定），強度等級C35。澆筑前沖洗乾淨和充分濕潤，不得積塵。

4）後澆帶施工完畢後，後澆帶的養護與大體積混凝土的養護相同。

13.預埋件、護角安裝及第二次接地施工。

1）上部HM型鋼及22毫米厚鋼板整體埋件，在第一次混凝土澆築完成後進行安裝。安裝時測定鋼板軸線及標高，用螺母調平，表面標高誤差在±2毫米內，檢修箱基礎的16塊M-2鐵件安裝較容易，但必須嚴格控制頂面標高、平整度及軸線位置。

2）電纜溝頂部鍍鋅角鋼的預埋：採用“Z”形型鋼，在電纜溝側模內側測出型鋼上表面的標高，標於模板上，水平點布置約800-1000毫米設一點。後用六角機螺絲穿過角鋼上預先打好的孔，按已抄水平將其固定於模板上，然後在角鋼內側焊接8毫米錨筋。鍍鋅扁鋼做法相同。

3）為保證GIS基礎外邊緣陽角方正、完整，沿GIS基礎、主母線基礎+0.1米處四周陽角採用∟50毫米×5毫米等邊鍍鋅角鋼護角，安裝方法同電纜溝頂部“Z”形角鋼。

4）電纜溝內壁兩側，只預埋上部兩根鍍鋅扁鐵，下部兩根扁鐵在拆模後根據電纜溝支架的間距採用植筋，將支架焊接到植筋上。

5）預埋件安裝位置的偏差允許：預埋件安裝中心線偏差控制在≤±3毫米；預埋件安裝表面水平高差控制在≤±2毫米；預埋件安裝表面標高控制在≤±2毫米；接地點二次灌漿預埋採用200毫米×200毫米×200毫米的定製鐵盒，鐵盒面板採用不鏽鋼蓋板，安裝時必須保證蓋板方向一致。

6）在此期間進行第二次接地施工。

14.CGM-2灌漿料施工。

1）施工時灌漿層表面不得有碎石浮漿等雜物，灌漿前應充分濕潤基面。

2）灌漿嚴禁有跑漿、漏漿的情況出現，灌漿時用漏斗單側進行澆築，利用自重自流填充滿H形底板。

3）灌漿開始後不得間斷，並嚴禁振搗，充滿後壓光。

15.二次澆築。

1）在第二次C35混凝土澆筑前，套用壓力水沖洗混凝土表面的污物，充分潤濕，但不得有積水。

面層混凝土澆築後由於表面浮漿較厚，為保證混凝土的強度，故在初凝前均勻撒一層10-20毫米石子，用振動器振實。初步按標高用鋁合金刮尺刮平，初凝前用鐵滾筒縱橫碾壓幾遍，再用木抹打磨壓實，混凝土終凝前再進行至少三次搓壓，以閉合表面收縮裂縫。最後用鐵抹子壓光（嚴禁在混凝土表面使用乾水泥或砂漿拌合物）進行二次抹壓處理。在成型收光時必須用水平儀、2米靠尺進行絕對高程的控制和表面平整度的控制。混凝土表面平整度不大於3毫米。質量專責應對每次混凝土澆築厚度、混凝土表面標高、平整度及時進行驗證，並及時報請監理單位進行旁站。如圖9。

圖9 混凝土收面

2）在電纜溝陰角處、主母線陰角處（+0.1米）及預埋鐵盒陰角處加設ф6@50毫米的加強筋，防止出現裂縫。

3）在混凝土終凝後，馬上進行切縫處理，在GIS基礎東西方向設定兩道橫向的切割縫，在變截面處以及電纜溝端頭部位切通縫，以防止基礎表面裂紋。切縫寬度以控制在5-8毫米，切縫深度控制在30-50毫米，但不得切斷放射鋼筋網片和混凝土表面的構造鋼筋網片。切縫後及時用矽酮結構膠嵌縫，如圖10所示。

圖10 S切縫與鋁板平面布置

4）上述工作完成後及時做好保溫措施，底層鋪設塑膠薄膜然後加蓋保溫毯，做好保濕、保溫養護。

5）待面層混凝土達到拆模強度後即可將整個大體積混凝土模板一併拆除，地下結構應及時回填土，避免其側面長期暴露。

人員組織

1.混凝土澆築人員應根據現場混凝土澆築量及工作內容等情況進行配置，一般情況下，人員組織配置見表3。

2.施工前，應按照要求對全體施工人員進行安全技術交底，交底要有記錄，簽字齊全。特殊作業人員必須經過安全技術培訓、考試，合格後方可上崗。

材料設備

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》所用的材料及設備明細如下：

材料配置

該典型施工方法材料配置見表4。

工具設備

該典型施工方法工具設備配置見表5。

參考資料：

質量控制

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》的質量控制要求如下：

質量控制標準

該典型施工方法採用質量控制標準見表6。

• 質量控制措施

一、質量標準要求

施工應達到的質量標準要求見表7。

表7 質量要求

項目名稱					規範標準（毫米）	內控標準（毫米）
模板安裝	預埋件、預留孔允許偏差	預埋鋼板中心線位置			3毫米	2毫米
		預埋螺栓	中心線位置		2毫米	2毫米
			外露長度		+10，0毫米	+8，0毫米
	模板安裝允許偏差		軸線位置		5毫米	3毫米
			截面內部尺寸	基礎	±10毫米	±8毫米
				柱、牆、梁	+4，-5毫米	+4，-5毫米
			層高垂直度	不大於5米	6毫米	5毫米
				大於5米	8毫米	8毫米
			相鄰兩板表面高低差		2毫米	1毫米
			表面平整度		5毫米	2毫米
混凝土現澆結構外觀及尺寸偏差	軸線位置		基礎		15毫米	10毫米
	標高		全高（H）		H/1000且≤30毫米	H/1000且≤20毫米
	截面尺寸				+8，-5毫米	+8，-5毫米
	表面平整度				8毫米	5毫米
	預埋設施中心線位置 （毫米）		預埋件		10毫米	3毫米

二、質量控制措施

1.為保證基礎混凝土不產生結構裂縫和表面裂縫，採用了水化熱低的普通矽酸鹽水泥、膨脹劑和C35混凝土面層處的麥富纖維及高效抗裂劑。

2.為保證GIS基礎四周陽角在設備安裝時不被破壞，將基礎四周採用∟50毫米×5毫米的鍍鋅角鋼護角，增強了基礎的美感。

3.在二次混凝土澆筑前預埋200毫米×200毫米×200毫米的定製不鏽鋼接線盒，灌漿結束後用不鏽鋼蓋板罩面，並保證方向一致，增強了基礎的美感。

4.二次澆築C35混凝土設計為一次澆築，困難較大，為保證面層的平整和清晰感，在相應部位設定鋁板分格縫。

5.為保證電纜溝底部混凝土的密實性，將電纜溝溝底模板開12毫米×500毫米排氣孔，混凝土澆築時空氣從此孔內排出，保證了混凝土的密實性。

6.為保證電纜溝頂部擱置的蓋板處混凝土邊角的完整，現改為“Z”形型鋼，可保證蓋板處混凝土邊角的完整性。

7.基礎混凝土測溫取消了傳統的水銀溫度計及溫感探頭，選用了先進的大體積混凝土電腦測溫系統，能準確、及時的反映實際數據。

安全措施

採用《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.項目部制訂安全領導小組，制訂齊全各項安全責任制明確分工，責任到人。對於新員工實行安全三級教育，以老帶新的分工形式進行實際操作。

2.對於工程中的重點：機械的使用及裝、拆。臨時用電的管理必須制訂專項施工方案，並在施工過程中必須嚴格執行。

3.臨時設施：攪拌站、鋼筋操作場、木工間均用鋼管搭設主架，採用彩鋼瓦圍護和房頂覆蓋。懸掛安全規程操作牌和安全宣傳標語。

4.臨時用電電工應做好自身防護，戴好絕緣手套、穿好絕緣鞋，做好有電距離的圍護和警示，經常對臨電和中小型機具的檢查，發現問題及時整改，特別大風雨後必須逐個檢查，規範操作。對違規作業人員有權責令停工。

5.安全材料的進場必須進行檢驗合格，不合格材料杜絕接收，同時必須有相關的檢測資料。

6.所有進場材料應堆放整齊，不得超高、亂堆、亂放，以免造成事故隱患。

7.工地配備充足的值班人員。

8.GIS混凝土澆築時，操作人員應搭設專用操作平台，嚴禁利用原有的模板支撐系統，嚴禁踩踏鋼筋。

9.混凝土澆筑前先填寫詳細的安全工作票，各負責人應各司其職，對施工人員做詳細的安全交底。

10.嚴格執行安全工作票制度和班前講話制度，堅持每周根據GIS施工進度情況召開一次安全例會，總結施工中不安全因素和事故隱患，提出今後的防範措施。

11.嚴格按照安全施工技術措施及作業指導書進行施工，整個施工過程項目部設專人監護。未經批准，施工隊不得擅自更改施工方案。

12.施工現場按符合防火、防風、防雷、防洪、防觸電等安全規定及安全施工要求進行布置，並完善布置各種安全標識。

13.各類房屋、庫房、料場等的消防安全距離做到符合公安部門的規定，室內不堆放易燃品；嚴格做到不在木工加工場、料庫等處吸菸；隨時清除現場的易燃雜物；不在有火種的場所或其近旁堆放生產物資。

環保措施

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》的環保措施如下：

1.成立對應的施工環境衛生管理機構，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章，加強對施工燃油、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規章制度，做好交通環境疏導，充分滿足便民要求，認真接受城市交通管理，隨時接受相關單位的監督檢查。

2.將施工場地和作業範圍合理布置、規範圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明，符合《國家電網公司安全文明施工標準化手冊》的要求。

3.對施工中可能影響到的各種公共設施制訂可靠的防止損壞和移位的實施措施，加強實施中的監測、應對和驗證。同時，將相關方案和要求向全體施工人員詳細交底。

4.設立專用排漿溝、集漿坑，對廢漿、污水進行集中，認真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。

5.定期清運沉澱泥砂，做好泥砂、棄渣及其他工程材料運輸過程中的防散落與沿途污染措施，廢水除按環境衛生指標進行處理達標外，並按當地環保要求的指定地點排放。棄渣及其他工程廢棄物按工程建設指定的地點和方案進行合理堆放和處治。

6.優先選用先進的環保機械。採取設立隔聲牆、隔聲罩等消聲措施降低施工噪聲到允許值以下，同時儘可能避免夜間施工。

7.對施工場地道路進行硬化，並在晴天經常對施工通行道路進行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環境。

效益分析

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》有效解決了長期以來變電站GIS設備混凝土裂縫普遍，基礎觀感質量差的難題，避免了由於質量缺陷造成的返工現象，節約工程施工成本，有效降低工程全壽命成本，經濟效益顯著。同時也有利於工程達標投產、創優活動的順利開展。

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》推廣後具有輻射帶動作用，能提高變電站工程大體積混凝土基礎的整體質量水平，為變電站工程中的其他技術難題提供思路和方向，對提升變電站工程的整體施工質量和工程管理水平具有積極的推動作用，具有顯著的社會效益。

套用實例

《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》的套用實例如下：

• 實例1：750千伏西寧變電站工程

工程概況：750千伏西寧變電站GIS設備基礎全長138.35米、寬（含局部突出）為46.8米。基礎為±0.00米，高程為2614.1米。基礎埋深-1.50米，露出地面100毫米。基礎墊層混凝土強度等級C10，基礎混凝土強度等級採用C30、C35兩種，二次灌漿採用CGM-2普通型高強灌漿料。基礎頂部設ф4@200毫米x200毫米冷拔絲，保護層厚度20毫米。基礎鋼筋保護層厚度40毫米。鋼筋使用I級鋼筋HPB235和II級鋼筋HRB335，鋼筋總重量約430噸；混凝土總方量（含混凝土墊層）6650立方米。GIS頂部設備基礎埋件總計327組，3784根預埋螺栓，預埋螺栓與HM200x150H型鋼通過螺栓連線，HM200x150H型鋼上焊22毫米厚鋼板作為設備埋件。埋件整體平整度要求很高，最終埋件頂面的高差在±2毫米內，中心線偏差不超過±3毫米。基礎頂面的高差在同一間隔內不超過±2毫米。基礎頂面有東西1000毫米×1000毫米電纜溝一道，總長度138.35米；500毫米×650毫米電纜溝四道，總長100.92米；南北向1000毫米×1000毫米電纜溝27道，總長度530.30米。電纜溝蓋板採用為6毫米厚花紋鋼板外包鋁合金條蓋板，溝道拐角處按設計埋設L75毫米×6毫米角鐵，用於支撐溝道花紋蓋板。

該工程經過兩個冬季，截至2009年未發現裂縫。

• 實例2：750千伏日月山變電站工程

工程概況：750千伏日月山變電站750千伏GIS設備基礎，截至2009年，是青海省內GIS基礎中體積最大、距離最長的GIS設備基礎，GIS基礎全長412.04米，最寬（含局部突出）為27.65米，最窄處為9.7米，基礎及溝道混凝土強度等級採用C30，墊層採用C15，保護層厚度40毫米，面層ф6@150毫米×150毫米鋼筋的混凝土保護層厚度25毫米。鋼筋：I級鋼筋HPB235，II級鋼筋HPB335；其中主設備基礎混凝土方量（含混凝土墊）6802.86立方米，主/分支母線基礎方量從509-213.87立方米不等。GIS基礎埋深-1.50米，GIS主設備區基礎上部有南北向700毫米×1000毫米電纜溝40道，總長度346.4米，300毫米×300毫米電纜溝81道，總長791.72米，南北向800毫米×1000毫米電纜溝1道，總長度9.7米。南北向1000毫米×1000毫米電纜溝3道，總長度29.1米，東西向500毫米×500毫米電纜溝120道，總長度120米。GIS頂部設備基礎埋件總計120組，480個埋件，1920根螺栓。埋件敷設方式為每塊根部均為ф25毫米圓鋼螺栓x4，螺栓與HM200x150H型鋼連線，上敷設22毫米厚鋼板作為設備埋件，埋件整體平整度要求很高，同組要求在±2毫米內，水平施工高差不大於3毫米。GIS基礎在清除基底凍土層至設計基底標高處，按設計要求每隔30米左右設定一條後澆帶，根據計算主設備基礎東西向，至少要設定11道後澆帶；各分支母線基礎部分與主設備基礎連線處，設定密目鋼絲網施工縫。主設備基礎分12段澆築，第一次澆築採用C30混凝土，第二次澆築採用C35細石混凝土。截至2009年，此施工方法已運用到該工程的建設中，並取得成效。

• 最終效果展示

GIS基礎表面施工完成後效果見圖11和圖12。

參考資料：

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《高海拔、寒冷地區超長GIS設備基礎施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。