福州变电站工程四通一平施工技术要点分析

2019-01-16余树弘

中国设备工程 2019年21期

关键词：石方盲沟土方

余树弘

（福建省送变电工程有限公司，福建福州 350000）

在浙北—福州特高压交流输变电工程福州变电站工程建设当中，四通一平工程的顺利完成为后续土建施工、电气安装创造了条件，打下了基础，是整个变电站工程如期顺利完工的关键所在。

1 工程难点概述

浙北～福州特高压交流输变电工程福州变电站工程选址为福州市闽候县大湖乡南侧、新塘村西侧，施工地形属于山坡地带，站址紧邻南北向×194县道。

在具体的施工建设当中，该变电站工程四平一通工程主要存在以下困难，结合工程具体情况分析如下。

1.1 场地平整工程量大

福州变电站高程范围在715～770m，地形最大高差值可达55m，连续起伏较大，最低处仅为33m，工程整体挖填方总量超过100万m³，在浙北～福州特高压交流输变电工程同期新建变电站工程中是挖填方总量最大的一例。

1.2 施工内容繁杂，施工难度较大

本工程涉及到的施工内容包括石方爆破、强夯压实、土方碾压、边坡回填、边坡砌筑、低洼排水、盲沟挖设、混凝土挡墙施工、装配式围墙施工、桩基施工等。其中石方爆破量近23万m³，地下基岩坚实，最高土壤电阻率可达上千Ω·m等因素的存在，是造成本工程具体施工中存在工序交叉，内容繁杂，难度增加的主要原因。

1.3 施工材料、设备进场困难

首先，该变电站工程选址坡地，位置较偏，距离材料供应地较远。其次，该变电站紧邻主要道路为县道，弯道多且陡窄，使路况复杂，不具备良好地运输条件。最后，该变电站工程使用的材料数量大，种类多，机具设备体积较大。以上原因都直接造成了该变电站工程施工材料、设备进场困难。

1.4 气候条件复杂恶劣

该变电站工程建设地平均海拔750m，属于山林地形，夏季多台风天气伴有雷雨，冬季多持续性浓雾且气温较低伴有霜冻，对变电站工程施工造成了很大影响。

1.5 施工安全风险系数高

由于该项目的工期紧、施工量大、任务较重，加之施工地环境条件复杂、施工工序交叉，因此无论是在夜间施工、材料设备运输、土方施工作业时都存在一定的安全风险，需要严格控制。特别是该工程存在大量爆破项目，由于施工场地有限，因此设备放置区、办公区及居民区距离爆破点的距离刚刚达到安全距离标准，施工安全风险系数较高。

1.6 对施工组织计划和技术优化要求较高

由于该项目的工期紧、施工量大、任务较重，为此对施工组织计划和技术优化提出了更高地要求，不仅要合理安排施工顺序，确保效率，更要优化技术方案，确保施工规范，确保施工质量，保证施工进度。

2 四平一通施工技术总结

本工程在进行四平一通施工前，首先明确了两项原则，一是在确保施工质量和施工安全的情况下尽量缩减工期，为后续电气安装及其他工程项目赢取时间；二是优化施工技术，各工序施工质量要求全部达到优秀表现。具体施工技术总结如下。

2.1 土石方开挖

该工程主要运用土方自平衡设计，岩土工程勘测与设计施工图土石比例为6:4，同样，碎石土回填料土石比例也是6:4。根据实际的地质分布情况，通常情况下需要先去除表层砂质黏土，再对裸露基岩进行爆破以完成石方的二次破碎，再与黏土混合后形成碎石土。但是该工程在进行表层砂质黏土开挖时没有石方进行混合。为了解决这一问题，遂采用购入8万m³碎石以作为土石方调配和强夯掺和碎石料使用的方法予以解决。

在进行具体施工时，有三方面问题影响到施工进度，具体分析如下：（1）石方爆破开挖工作因非施工单位资料不全，审批手续滞后而未能及时进行；（2）石方二次破碎进程缓慢，粒径大小大一；（3）基岩表层土方剥离后，为追赶工期，没有对较难开挖基岩进行施工，而是对其他片区较为容易的土方进行开挖填筑。

由于这三方面问题对施工造成了一定的影响，导致的结果包括：（1）由于购入的8万m³碎石消耗过快，导致土石比例失调，土方多于石方，第三大层局部土石比超过6:4；（2）场内土方消耗速度大幅超过二次破碎石方，使得最后面层局部土石比不足6:4，出现了石方多，土方少的情况；（3）由于表层石块较多且大小不均、个别粒径过大，导致旋挖钻孔灌注桩个别情况成孔困难，最终只能使用翻挖进行返工。

鉴于上述出现的问题，建议如下：（1）为确保爆破作业如期进行，要于开工日期前至少一个半月进行相关手续的审批；（2）应使用专业破石机进行石方的二次破碎，提高机械化作业水平，提高施工效率，控制粒径大小；（3）桩基成孔施工应选用综合方案，有主有辅，配合进行，以适应不同情况，确保施工顺利进行。

2.2 碎石土拌合

由于该工程工期较紧，所以不具备使用分料、运输、拌合、摊铺、碾压的传统碎石土填筑工艺的条件。为此，该工程制定使用黏土、碎石分层回填碾压的方式进行碎石土铺填施工的方案，具体方案内容是设定一压层厚度为500mm，排除松散系数后土石体积比为3:2，按照先摊铺300mm松散土再摊铺200mm碎石的施工顺序进行作业，再使用大吨位压路机进行3～5次碾压，在确保碎石与土完全融合且压实的情况下，再进行上一压层施工。

2.3 土石方分区分段回填

该工程场地平整及地基处理使用强夯法，施工共计5层。由于工期较紧，施工规范内的点夯之间、点夯满夯之间、满夯土方试验之间的静置期造成了极大的窝工浪费，成为影响工程进度的一大因素。为此，该工程考虑在静置期内开拓新的工作面以实现土方回填和强夯的连续施工作业。在具体的施工当中，使用分层强夯，分段同步土石方填筑的方法，在加固现有机耕道的基础上，再由上而下开辟一条施工便道，以分层强夯控制面-24m、-18m、-12m、-6m为起填面，实现自下而上流水作业，使得上层土石方填筑与下层强夯施工同步进行

在具体施工中，要注意该方法不适用于原地表坡率大于1:5的区域，填筑体边坡坡率要小于1:1.5，填筑体边缘5m范围内不进行强夯作业，要将交界处边坡土石方剥离5m后再进行下段填筑施工，且交界面使用挖阶梯的方式进行处理，对于上下层填方及填方与原状土的搭接区域要妥善处理。

2.4 土壤含水率快速平行检测

根据试验报告数据，该工程施工现场土壤含水率达到40%，而最优含水率为20.3%，需要进行土壤含水率降低处理。在通过生石灰干燥、松土翻晒等操作后，为快速进行土壤含水率的检测，减少因检测带来的时间浪费，该工程选择在装有空调的房间内用微波炉配合天平秤的方法进行土壤含水率的检测及控制工作。

微波炉的加热功能可以增加水分子的高频往复运动，以使土壤中的水分因加热而蒸发，且由于土壤加热过程中不会发生物理及化学变化导致偏差较大，使得该方法使用效果颇佳。在使用时，试样土壤质量控制在1kg左右，选择精度为1g的天平秤，初次称重结果极为m0。随后，将试样土壤放入微波炉加热3min，取出称重，结果记为m1，再以1min为单位，反复进行加热称重，顺次记录为m2、m3……mi,当mi-mi-1＜1g时，则停止检测。根据公式，，当ωx满足20.3±2%时，即达到最优含水率。

2.5 盲沟施工

该工程设计有盲沟两条，透水管埋于内部，与冲沟底部交汇。但是在具体的施工过程中，挖掘原装边坡时有大量裂隙水渗出，且透水管的采购遇阻，由此说明设计存在一定的不足。因此，在具体施工当中，对盲沟设计进行了优化，在原来盲沟设计方案基础之上增加支沟，并对原本的盲沟断面形式进行了修改，极大地提升了裂隙水和孔隙水的排除效率和效果。

2.6 预制装配式围墙施工

通常情况下，变电站围墙多采用框架结构清水砖墙，这种围墙形式在建造方面周期长、材料损耗大、墙面泛碱等问题频发，且无法进行闭合式施工，不符合文明施工的要求。为此，考虑到工期紧张、节约材料和文明施工的要求，该工程特采用工业化预制装配式围墙。

在具体的施工当中，主要技术要点包括：（1）利用小型吊机完成围墙抗风柱和墙板的逐根逐块吊装，抗风柱与基础进行预埋件焊接，墙板以4块为单位按照先下后上的顺序逐块安装至抗风柱卡槽内；（2）在水平、垂直校验完成后，使用1:3的水泥砂浆对预留槽进行填缝密实；（3）压顶安装应遵循“先抗风柱后墙板”的顺序，且压顶顶部应为双向排水，坡度5‰，底部设置10mm×10mm滴水线；（4）对于抗风柱的侧面缝隙使用同样的1:3水泥砂浆进行填缝，并用黑色硅酮膏密封；（5）护脚形状内高外低，呈菱台状。