高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法适用范围

《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》适用于变电站工程高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工。

高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法工艺原理

《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》的工艺原理叙述如下：

一、施工前的技术准备

1.完成原材料（水泥、砂、石及各种外加剂）检验、复试工作，保证原材料质量达到各项相应技术指标要求。

2.确定浇筑方式：根据《大体积混凝土施工规范》GB 50496-2009要求，按设计留置后浇带，采用分仓、分层法浇筑。

3.根据浇筑方式和最大浇筑量，确定混凝土搅拌设备和输送设备的数量。

4.根据混凝土搅拌设备和输送设备的数量，确定混凝土的最短初凝时间。

5.根据混凝土的最短初凝时间，委托试验室进行混凝土配合比试验，配合比中掺入缓凝剂、高效抗裂防水剂、麦富纤维。

6.根据配合比试验报告中的初凝时间，对混凝土搅拌设备和输送设备进行复核，在尽量少投入设备的情况下，满足混凝土浇筑的相关技术要求。

7.通过热工计算软件的开发，使大体积混凝土热工计算更加快捷和准确，提高数据分析速度，在第一时间为施工技术人员提供依据，便于动态修正施工方法和技术参数，及时采取措施。

二、控制施工环境

在面层混凝土施工时，应搭设防风保温棚，有利于减小混凝土内外温差和混凝土初凝期间和表面收光时由于混凝土表面失水过快引起的表面龟裂。暖棚搭设见图1。

三、混凝土浇筑

1.利用3DMAX计算机技术，为施工人员演示施工过程中关键控制点的控制方法和流程。

2.使用新材料延缓混凝土水化热产生的速度和混凝土的初凝时间。

3.运用建设部推广的10项新技术，实现混凝土超远距离泵送混凝土。

4.使用新工艺控制预埋件和基础表面平整度。

5.使用新材料控制混凝土表面龟裂。

四、混凝土温控

采用可调温“单导发热电缆”采暖新技术，对混凝土进行温控。在混凝土浇筑前将“单导发热电缆”敷设在混凝土内部钢筋骨架的横向钢筋上，并绑扎牢固，在混凝土浇筑后通电对混凝土内部温度进行调控。单导的结构是电缆由“冷线”进入，串接“热线”，再接“冷线”引出。单导发热电缆的特征是“有头有尾”，头尾均是欲接入温控器的“冷线”。将热能通过热传导（对流）的方式和发出的8-13微米的远红外线辐射方式传给受热体，工作原理为：供电线路→温控器→发热电缆→混凝土内辐射热量。

高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法施工工艺

• 工艺流程

大体积混凝土施工工艺流程参见图2。

• 操作要点

《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》的操作要点如下：

一、施工准备

1.施工现场的供水、供电应满足混凝土连续施工的需要，当有断电可能时，应有双路供电或自备电源等措施。

2.对工人进行专业培训，并应逐级进行技术交底，同时应建立严格的岗位责任制和交接班制度。

二、GIS基础开挖

GIS基础土方工程采用机械开挖。基坑开挖完毕后由设计人员验槽后方可进行下道工序。开挖时应按基础长方向进行开挖。开挖出的土方需随挖随运至指定堆土场。

三、第一次接地施工验槽完毕后进行第一次主网接地施工。

四、GIS基础垫层施工

GIS基础垫层为100毫米厚C15素混凝土，由于基础垫层面积较大，因此混凝土采取分段浇筑。分段时施工缝采用15毫米厚、100毫米高的条形模板分隔。在浇捣前，用间距不大于2米的混凝土灰饼做好控制标高。浇捣时用平板振动器振捣，表面平整密实，提浆抹平，不允许表面有松散、浮浆的现象发生。

五、GIS基础钢筋的施工

1.在钢筋成品加工前，必须认真熟悉施工图纸，对钢筋的型号、间距、锚固长度，都要严格按照设计及规范要求编制岀钢筋下料单，并经项目部技术组审核后，方可进行制作。

2.GIS基础钢筋骨架为ф20螺纹钢为主，上下钢筋网均为ф20螺纹钢，四周用ф12@200毫米双向钢筋封口，第一、二次混凝土面上浇筑预留ф6@300毫米插筋。钢筋保护层厚度为40毫米，由于基础钢筋重量大，为确保保护层垫块不被破坏，特采用40毫米厚的大理石垫块，间距800-1000毫米呈梅花形布置。上层钢筋网片支撑用马凳筋应精确其下料高度，凳腿与垫层支撑牢固，采用ф20螺纹钢，间距0.8-1.2米呈梅花形布置，确保上层钢筋网片间距、高度准确，混凝土浇筑时钢筋不移位。

3.按设计指定位置留置后浇带，在后浇带上下设横向ф16、间距150毫米的加强筋，竖向采用直径10毫米、间距100毫米钢筋支架，后浇带的垂直支架系统宜与其他部位分开。在后浇带两侧的支架处绑扎两层镀锌钢丝网，遇钢筋开口时，底部向里插进5-10厘米，同样遇钢筋时钢丝网开口并绑扎牢固，以挡住混凝土流入后浇带内。

4.将“单导发热电缆”沿钢筋骨架中的横向钢筋敷设，并用电缆绑扎扣绑扎牢固。最底层敷设于底板钢筋上，横向间距200毫米，竖向间距为200毫米。每层采用单独回路，并配备温控开关。发热电缆敷设完毕后必须用万用表和摇表检测每一根发热电缆是否通畅。

六、GIS预埋铁件的加工

1.GIS预埋件委托专业钢结构厂家进行加工制作，严格控制埋件的焊接变形和镀锌变形。设计要求所有埋件热浸镀锌，埋件运送到工地现场安装，安装时严格按照图示要求、轴线平面位置、标高、拉线就位、调平。

2.预埋件加工及安装位置的偏差允许。

1）HM-200毫米x150毫米型钢上钻螺栓孔：孔距放样，样板的截面偏差、孔心距及轴线距要求≤±0.5毫米。

2）围焊焊缝必须平直，无咬肉、夹渣、漏焊。

3）镀锌面应光洁、无流坠。接地点二次灌浆预埋采用200毫米x200毫米x200毫米的定制铁盒，铁盒面板采用不锈钢盖板。

七、预埋螺栓安装

1.按照设计图纸尺寸，将螺栓的纵横轴线位置在垫层表面弹出墨线，在基础外侧引测轴线桩。地脚螺栓安装前，首先对每一小组螺栓以4（6）根进行整体化，即在螺栓根部左右处套一根ф10箍筋，在螺栓头部用预先精确打孔（孔径ф25）的模板套住，将模板校核水平，并用上下螺母拧紧夹住模板。螺栓下部水平段要在同一平面上，螺栓与箍筋点焊固定，形成螺栓笼，将箍筋及螺栓模板均划出双向轴线（中心线），并应重合进行控制。具体施工过程见图3。

2.在基础底板下层双向主筋安装绑扎完成后，按照埋件位置，逐组进行螺栓布置。螺栓的双向轴线与垫层及模板上的双向轴线吻合后，用ф20钢筋成“八”字式在四角做45°斜撑，斜撑的上部与螺杆焊接固定、下部与底板主筋焊接固定。每组螺栓，用带孔模板或木方连成整体并复核准确。分组螺栓安装合格后，由班组技术员对照施工图进行拉线及尺量检査、校正、验收。分组螺栓安装校验合格后，再对所有螺栓进行整体复验、校核。在复验校核过程中，若发现超标偏差，必须及时校正。

3.在混凝土浇筑前，将轴线引测到基础外侧模板上进行标识。用红（或黄）色油漆标明埋件编号，埋件编号亦用同样方法在模板上标识。模板顶部轴线引测完成后再对螺杆的上部进行校核，经验收合格后方可进行混凝土浇筑。

八、GIS基础模板施工

因胶合板有良好的保温性能以及能很好的保证混凝土观感质量。GIS模板采用15毫米厚黑色木胶合镜面模板，模板按施工图尺寸要求一次支设到位。

1.外模支设：基础垫层浇筑时，沿四周在外模内侧距外模板1.50米处预埋ф2圆钢，距50-70厘米，露出混凝土垫层面5厘米。基础外立面模板用5厘米x9厘米方木做背方，间距25厘米竖向设置。外模立好后，在外模上打孔，打孔位置距垫层面0.30米一道、1.2米一道，横向间距同垫层上预埋的圆钢（50-70厘米）不等。最后将ф12螺杆一端与预埋圆钢焊接（预埋圆钢再与底板钢筋焊接），在模板内侧与螺杆交接焊接ф8长40毫米的定位钢筋（统一沿水平方向焊接），一端将外模用水平钢管和蝶形卡进行拉接。由于第一次浇筑与第二次浇筑间隔时间较长，模板受自然环境影响，可能出现模板与已浇面的缝隙，可能减小两次浇筑接槎处的平整度偏差。在第二次浇筑前对模板拼缝处用腻子刮平。外模除用拉杆拉接外，顶面用水平钢管进行拉接，外侧设立斜撑进行加固。水平钢管与背方有间隙处需用小木楔逐个楔紧，避免细微胀模，如图4所示。

2.缆沟模板支设。基础内沟道根据电缆沟坡度配制模板，保证沟道上口的模板精准定位，以确保GIS基础表面的平整度，沟道模板置于水平钢筋限位上，沟道内壁设5厘米x9厘米方木、间距25厘米竖向背方。其内横向、斜向做顶撑，加固牢靠，保证沟道截面尺寸。在电缆沟沟底垫层上预埋ф14@1000毫米竖向钢筋（将螺杆与ф14@1000毫米竖向钢筋焊接，并再与底板钢筋焊接）。然后沿电缆沟上部垂直于电缆沟方向设置方木（间距为600-800毫米），然后在木方上部平行于电缆沟方向用两根ф50钢管和蝶形卡连接，压住电缆沟模板，防止浇筑混凝土时模板上浮。在电缆沟沟底模板开ф12@500毫米圆孔。以便浇筑混凝土时排出空气，保证混凝土的密实性，如图5所示。

3.GIS基础模板拆除应控制在全部浇筑成型后5-7天。

九、搭设混凝土浇筑棚（夏季作遮阳棚用，冬季作暖棚用）

1.混凝土浇筑棚需进行两次搭设：第一次搭设时，将立杆立于GIS基础上部钢筋网（下设混凝土垫块）及电缆沟内，待第一次混凝土浇筑完毕后拆除；第二次搭设时，将立杆置于已灌浆完成的预埋件上和电缆沟内，待完成养护后进行拆除。

2.混凝土浇筑棚搭设采取满堂搭设，混凝土浇筑棚搭设采用48毫米x3.5毫米钢管和扣件搭设，搭设立杆纵横间距为1.8米，立杆平均高度为2.0米。施工棚搭设为双坡型利于排水，最低处不低于1.8米。

3.沿基础顶面200毫米以上处设一道纵横向扫地杆，每根立杆不得悬空；混凝土浇筑棚顶部纵横向水平杆间距设为900毫米，混凝土浇筑棚顶部采用单块通长遮阳布（篷布），沿短边敷设；固定于钢管上用10号铁丝扎紧。

4.混凝土浇筑棚四周将遮阳布（篷布）固定在钢管骨架外侧，并悬挂于GIS基础下部500毫米，底部采用木条将遮阳布（篷布）固定在基础外侧模板上。

5.混凝土浇筑棚内部设置剪刀撑，剪刀撑沿GIS基础四周连续设置，基础中部沿长方向连续设置，在GIS基础外侧四周适当部位加设斜撑确保遮阳（隔热）棚、暖棚骨架的稳定性。

6.冬期施工时因提前在暖棚内生火保温，在保证连续24小时棚内温度在10℃以上后，方可进行下道工序的混凝土浇筑工作。

7.混凝土浇筑棚内在维护的遮阳布（篷布）设置通风口，通风口间距8米，冬期施工时应在顶部开设天窗，利于排烟。

8.混凝土浇筑棚内设置照明措施，采用PVC电管穿线，明敷方式，220伏低压电源，灯具以普通照明灯具为宜并设置灯罩，不可选用发热量较大的灯具，以20平方米设置一盏为宜，灯具照明要求满足施工照明需求即可。

十、GIS基础混凝土浇筑

1.混凝土的供应能力应满足混凝土连续施工的需要，不宜低于单位时间所需量1.2倍。

2.基础采用中（低）热硅酸盐水泥加入（麦富纤维二次C35混凝土浇筑中使用）、UNF—2C型高效缓凝减水剂和膨胀剂、粉煤灰外加剂的方法进行施工，掺量由试验确定。依据试验室出具的C30、C35泵送混凝土配比进行泵送施工。符合现场施工条件后，方可投到大规模生产过程中。

3.混凝土的测温监控设备标定调试应正常，保温用材料应齐备，并应派专人负责测温作业管理。

4.用于大体积混凝土施工的设备，在浇筑混凝土前应进行全面的检修和试运转，其性能和数量应满足大体积混凝土连续浇筑的需要。

5.混凝土搅拌：在混凝土搅拌时工作人员必须要尽职尽责，要严格控制水、外加剂和掺合料的加入量。C30混凝土搅拌时间不得少于90秒/盘。试验人员应及时检査砂、石料的含水量，当发生偏差时及时通知技术人员和质量专责进行复检和确认，以便及时采取相应措施进行调整。混凝土施工配合比的调整要征得现场监理的同意和认可。混凝土配合比的称量检查：每班都应进行检查，并且检査次数不少于两次，检査数量不大于100立方米混凝土。投料顺序为：水、砂、水泥、石子、掺合料、外加剂。砂石料计量为电子计量；水泥由专人负责按袋投料；掺合料和外加剂按照每盘配合比制作专用容器（或提前称量成小包装）由专人负责投料。二次浇筑C35混凝土中掺入麦富纤维由专业人员现场指导操作。

6.混凝土浇筑：混凝土浇筑时，混凝土振捣工等作业人员应有足够的工作面，需搭设专用的施工平台用于支撑泵管和作业人员，专用架平面应与模板支撑及加固系统分开，施工平台架立管应设在GIS基础南北向中部，立管可浇入混凝土中，并铺设东西向架板搭设平台，立管应避开电缆沟道和预埋铁件螺栓，以防螺栓碰撞位移。

7.浇筑顺序及振捣方法：鉴于GIS基础厚度（1.30米）和面积较大的特点，采用分层浇筑、分层振捣的方法进行，混凝土浇筑厚度根据混凝土的初凝时间确定，要求试验室将初凝时间设置在13小时以上。按最大施工段（即第Ⅲ施工段）混凝土浇筑量990立方米考虑，其中电缆沟沟底以下混凝土浇筑量为520立方米，电缆沟沟底以上混凝土浇筑量为470立方米。根据混凝土分层覆盖需在初凝时间（13小时）内浇筑的原则，依据PLD1200型混凝土泵站23方/小时的出料量（已经综合考虑不利因素），以及插入式振捣器的作用深度、混凝土的和易性，混凝土连续浇筑分层厚度按300-500毫米计算，电缆沟沟底以下每层浇筑厚度为300毫米，共分两层浇筑；电缆沟沟底以上每层浇筑厚度为350毫米，共分两层浇筑。浇筑方向自东向西（基础宽23.5米），振捣人员共分3组排开振捣，依次推进。振捣时，严禁振动棒振捣模板，对放置测温点的部位，进行标记，在测试点周边0.5米半径范围内不得振捣，有效避免振捣对测温点的影响。插点梅花形布置，捣点间距不大于30厘米。振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”。在振捣过程中，宜将振捣棒上下略有抽动，以便上下振动均匀。分层连续浇筑时，振捣棒应插入下层50毫米，以消除两层间的接缝。因每层浇筑厚度为30-35厘米，故振捣时间不宜过长，30秒/点左右为宜，还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为宜。同时，混凝土宜采用二次振捣工艺，在浇筑20-30分钟后进行第二次复振。特别注意在后浇带钢板网等特殊部位要细致振捣，但不得过振。严格控制振动棒的移动距离、振捣时间、插入深度，避免浇筑带交界处的漏振。浇筑过程中混凝土均匀上升，严格按浇筑顺序进行，避免混凝土拌合物堆积过高。混凝土振捣见图6。

8.标高控制及表面处理：分层浇筑时，应在钢筋上用红色油漆明显标识出每层混凝土的浇筑厚度。第一次C30混凝土浇筑完成后，在混凝土初凝后用钢丝刷或其他工具清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀的露出粗骨料，将混凝土表面的氧化层全部剔除。

9.泌水处理：大体积混凝土在浇筑、振捣过程中，会产生较多的泌水和浮浆，不予以彻底清除，将影响混凝土质量，给生产留下隐患。遇到这种情况应采取以下措施处理：

1）振捣手负责在合适位置留出振捣集水潭，使泌水集中在集水潭内，用盛水器具将泌水及时排除，并进行二次振捣。可以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高抗裂性。

2）标高控制及表面处理：分层浇筑时，应在钢筋上用红色油漆明显标识出每层混凝土的浇筑厚度。

3）第一次C30混凝土浇筑完成后，在混凝土初凝后终凝前用钢丝刷或其他工具清除浇筑表面的氧化层、浮浆、软弱混凝土层及松动的石子全部剔除，并均匀的露出粗骨料。

10.混凝土养护。

1）根据青海历年月度天气情况，六月份是最适宜浇筑混凝土的天气，日平均气温在20℃左右。

2）浇筑后，做好保温、保湿养护工作，缓缓降温，降低温度应力。应在初期养护阶段（混凝土水化热达到峰值前）采用保温、保湿养护法。具体为：在混凝土表面铺设一层塑料薄膜、若干层毛毯养护。在后期养护阶段（混凝土水化热达到峰值后），采用蓄水养护法。

3）采取长时间养护，连续养护至少14昼夜。应经常检査保温层的完整情况，保持混凝土表面湿润。等混凝土达到拆模强度值时拆模。

4）养护前7天内不得在混凝土表面浇凉水，待混凝土内部温度处于降温阶段后转入正常养护工作。

5）保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。

6）在保温养护过程中，应对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行现场监测。当实测结果不满足温控指标的要求时，应及时调整保温养护措施。

11.GIS基础浇筑的测温及温度控制方法

1）GIS设备基础是几何尺寸大、混凝土方量较大的复杂结构。对于这类大体积混凝土结构由外荷载引起裂缝的可能性较小，但是由于水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化，以及混凝土收缩而产生的温度应力。因此，在施工过程中，必须严格控制基础内外温度差，控制裂缝的产生。

2）水化热温度计算过程（略）。

3）经计算可知：混凝土基础的内部温度是先升高，后降低，混凝土最高温度值大约出现在龄期为7天时，混凝土中心温度峰值为52.6℃。

4）对基础的同一剖面进行分析，在同龄期内，表层与中心的距离比侧面与中心的距离小，中心与表层的温差数值要比中心与侧面的温差值小，规范规定混凝土内外温差小于25℃时，混凝土内部不产生裂缝，经计算通过温控及保温层设置，混凝土内外温差可控制在20℃以内。

5）测温点的布置范围，以所选混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测温区，在测温区内测温点按平面分层布置；在每条测试轴线上，监测点位宜不少于4处，应根据结构的几何尺寸布置；沿混凝土浇筑体厚度方向，每测点3根伸入混凝土的底部、中部及表层。混凝土浇筑体的外表温度，宜为混凝土外表以内50毫米处的温度；中部测温探头设在基础中部，混凝土浇筑体底面的温度，宜为混凝土浇筑体底面上50毫米处的温度，见图7。其余测点宜按测点间距不大于600毫米布置。

6）根据现场测温点布置，绘制平面测温点布置图，见图7。在混凝土浇筑后，每昼夜可不应少于4次；入模温度的测量，每台班不少于2次。在降温阶段每8小时测一次，7天以后每天测一次，测温21天。测温工作由专业人员负责，坚持24小时测温，混凝土表面温度用水银温度计进行测温，其测点除与温感探头测点相对应外，在平面合适位置还应加密。经过测温，若温差超过25℃或温升梯度大于15℃/米或降温速率大于2.0℃/天时，则立即采取保温措施，用发热电缆调整混凝土内部温度。通过测定的温度值，对混凝土内部采用发热电缆加温并进行温度可调控制，调节混凝土不同浇筑层的内部温度，将温度控制在规范要求之内。大体积混凝土结构测温记录表见表1。

7）温感探头的布置和标识：温感探头的平面布置如图8所示，在埋设温感探头时，按浇筑分区和各测点的埋设进行编号。为了保证测温数据的准确性，温感探头必须在水下1米处经过浸泡24小时不损坏方可使用；接头安装位置应准确，固定应牢固，并与结构钢筋及固定架金属体绝热；引出誓宜集中布置，并应加以保护；周围应进行保护，混凝土浇筑过程中，下料时不得直接冲击测试测温元件及其引出线；振捣时，振捣器不得触及测温元件及引出线。为防止温感探头的损坏，每只探头埋设到位后应进行检测，确认其完好，派专人用开口盒对温感探头进行围遮保护和看护。

8）测温过程中应及时描绘岀各点的温度变化曲线和断面的温度分布曲线，并按表2做好记录。发现温控数值异常应及时报警，并应及时采取相应措施。

12.后浇带施工。

1）根据设计要求，后绕带的留置有利于散热和降低混凝土的内部温度。

2）因施工期相对较长（约45天），故在后浇带顶面用模板覆盖，以免杂物掉入后浇带内，尽管如此还可能有少数杂物进入后浇带内，故在顶面钢筋网上开洞600毫米x600毫米以便清理，开洞个数视清理量而定。清理完毕后，对其洞口钢筋焊接恢复。

3）后浇带混凝土掺膨胀剂（掺量由试验室确定），强度等级C35。浇筑前冲洗干净和充分湿润，不得积尘。

4）后浇带施工完毕后，后浇带的养护与大体积混凝土的养护相同。

13.预埋件、护角安装及第二次接地施工。

1）上部HM型钢及22毫米厚钢板整体埋件，在第一次混凝土浇筑完成后进行安装。安装时测定钢板轴线及标高，用螺母调平，表面标高误差在±2毫米内，检修箱基础的16块M-2铁件安装较容易，但必须严格控制顶面标高、平整度及轴线位置。

2）电缆沟顶部镀锌角钢的预埋：采用“Z”形型钢，在电缆沟侧模内侧测岀型钢上表面的标高，标于模板上，水平点布置约800-1000毫米设一点。后用六角机螺丝穿过角钢上预先打好的孔，按已抄水平将其固定于模板上，然后在角钢内侧焊接8毫米锚筋。镀锌扁钢做法相同。

3）为保证GIS基础外边缘阳角方正、完整，沿GIS基础、主母线基础 0.1米处四周阳角采用∟50毫米x5毫米等边镀锌角钢护角，安装方法同电缆沟顶部“Z”形角钢。

4）电缆沟内壁两侧，只预埋上部两根镀锌扁铁，下部两根扁铁在拆模后根据电缆沟支架的间距采用植筋，将支架焊接到植筋上。

5）预埋件安装位置的偏差允许：预埋件安装中心线偏差控制在≤±3毫米；预埋件安装表面水平高差控制在≤±2毫米；预埋件安装表面标高控制在≤±2毫米；接地点二次灌浆预埋采用200毫米x200毫米x200毫米的定制铁盒，铁盒面板采用不锈钢盖板，安装时必须保证盖板方向一致。

6）在此期间进行第二次接地施工。

14.CGM-2灌浆料施工。

1）施工时灌浆层表面不得有碎石浮浆等杂物，灌浆前应充分湿润基面。

2）灌浆严禁有跑浆、漏浆的情况出现，灌浆时用漏斗单侧进行浇筑，利用自重自流填充满H形底板。

3）灌浆开始后不得间断，并严禁振捣，充满后压光。

15.二次浇筑。

1）在第二次C35混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分润湿，但不得有积水。

面层混凝土浇筑后由于表面浮浆较厚，为保证混凝土的强度，故在初凝前均匀撒一层10-20毫米石子，用振动器振实。初步按标高用铝合金刮尺刮平，初凝前用铁滚筒纵横碾压几遍，再用木抹打磨压实，混凝土终凝前再进行至少三次搓压，以闭合表面收缩裂缝。最后用铁抹子压光（严禁在混凝土表面使用干水泥或砂浆拌合物）进行二次抹压处理。在成型收光时必须用水平仪、2米靠尺进行绝对高程的控制和表面平整度的控制。混凝土表面平整度不大于3毫米。质量专责应对每次混凝土浇筑厚度、混凝土表面标高、平整度及时进行验证，并及时报请监理单位进行旁站。如图9。

2）在电缆沟阴角处、主母线阴角处（ 0.1米）及预埋铁盒阴角处加设ф6@50毫米的加强筋，防止岀现裂缝。

3）在混凝土终凝后，马上进行切缝处理，在GIS基础东西方向设置两道横向的切割缝，在变截面处以及电缆沟端头部位切通缝，以防止基础表面裂纹。切缝宽度以控制在5-8毫米，切缝深度控制在30-50毫米，但不得切断放射钢筋网片和混凝土表面的构造钢筋网片。切缝后及时用硅酮结构胶嵌缝，如图10所示。

4）上述工作完成后及时做好保温措施，底层铺设塑料薄膜然后加盖保温毯，做好保湿、保温养护。

5）待面层混凝土达到拆模强度后即可将整个大体积混凝土模板一并拆除，地下结构应及时回填土，避免其侧面长期暴露。

• 人员组织

1.混凝土浇筑人员应根据现场混凝土浇筑量及工作内容等情况进行配置，一般情况下，人员组织配置见表3。

2.施工前，应按照要求对全体施工人员进行安全技术交底，交底要有记录，签字齐全。特殊作业人员必须经过安全技术培训、考试，合格后方可上岗。

《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》所用的材料及设备明细如下：

• 材料配置

该典型施工方法材料配置见表4。

• 工具设备

该典型施工方法工具设备配置见表5。

参考资料：

《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》的工法特点是：

1.该典型施工方法相对于常规施工，减少了施工工序，降低了劳动强度，缩短施工工期，确保混凝土施工质量。

2.使用新材料延缓混凝土水化热产生的速度和混凝土的初凝时间，使现场搅拌机械满足浇筑要求。

3.使用新材料控制混凝土表面龟裂，减小使用期间强紫外线照射对大体积混凝土表面质量的影响。

4.搭设防风保温棚，有利于减小混凝土内外温差和混凝土初凝期间与表面收光时由于混凝土表面失水过快引起的表面龟裂。

5.特殊支模拉结工艺、架立筋钢丝网后浇带工艺、电缆沟口“Z”形钢敷设、基础角钢包边工艺、预埋件安装工艺确保基础浇筑质量。

6.对混凝土表面进行切缝处理，减少在使用期间混凝土表面受外界环境的影响产生浅表性裂纹。

7.采用可调温“单导发热电缆”采暖新技术，结合混凝土外保温设施的布置，有效的保证了混凝土内外温差及降温速率，减小混凝土因温差及温降速率过大产生的裂纹。

随着电网建设技术水平不断提高，越来越多的变电站工程采用GIS组合电器设备，其基础形式多采用通长大板基础。依据《大体积混凝土施工规范》GB 50496-2009对大体积混凝土的定义（混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1米），变电站GIS设备基础均为超长大体积混凝土。结合青藏高原高寒气候条件，为总结、推广此种混凝土设备基础施工方法，特编写了《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》。

《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》的质量控制要求如下：

• 质量控制标准

该典型施工方法采用质量控制标准见表6。

• 质量控制措施

一、质量标准要求

施工应达到的质量标准要求见表7。

二、质量控制措施

1.为保证基础混凝土不产生结构裂缝和表面裂缝，采用了水化热低的普通硅酸盐水泥、膨胀剂和C35混凝土面层处的麦富纤维及高效抗裂剂。

2.为保证GIS基础四周阳角在设备安装时不被破坏，将基础四周采用∟50毫米x5毫米的镀锌角钢护角，增强了基础的美感。

3.在二次混凝土浇筑前预埋200毫米x200毫米x200毫米的定制不锈钢接线盒，灌浆结束后用不锈钢盖板罩面，并保证方向一致，增强了基础的美感。

4.二次浇筑C35混凝土设计为一次浇筑，困难较大，为保证面层的平整和清晰感，在相应部位设置铝板分格缝。

5.为保证电缆沟底部混凝土的密实性，将电缆沟沟底模板开12毫米x500毫米排气孔，混凝土浇筑时空气从此孔内排出，保证了混凝土的密实性。

6.为保证电缆沟顶部搁置的盖板处混凝土边角的完整，现改为“Z”形型钢，可保证盖板处混凝土边角的完整性。

7.基础混凝土测温取消了传统的水银温度计及温感探头，选用了先进的大体积混凝土电脑测温系统，能准确、及时的反映实际数据。

《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》有效解决了长期以来变电站GIS设备混凝土裂缝普遍，基础观感质量差的难题，避免了由于质量缺陷造成的返工现象，节约工程施工成本，有效降低工程全寿命成本，经济效益显著。同时也有利于工程达标投产、创优活动的顺利开展。

《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》推广后具有辐射带动作用，能提高变电站工程大体积混凝土基础的整体质量水平，为变电站工程中的其他技术难题提供思路和方向，对提升变电站工程的整体施工质量和工程管理水平具有积极的推动作用，具有显著的社会效益。

采用《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.项目部制订安全领导小组，制订齐全各项安全责任制明确分工，责任到人。对于新员工实行安全三级教育，以老带新的分工形式进行实际操作。

2.对于工程中的重点：机械的使用及装、拆。临时用电的管理必须制订专项施工方案，并在施工过程中必须严格执行。

3.临时设施：搅拌站、钢筋操作场、木工间均用钢管搭设主架，采用彩钢瓦围护和房顶覆盖。悬挂安全规程操作牌和安全宣传标语。

4.临时用电电工应做好自身防护，戴好绝缘手套、穿好绝缘鞋，做好有电距离的围护和警示，经常对临电和中小型机具的检查，发现问题及时整改，特别大风雨后必须逐个检查，规范操作。对违规作业人员有权责令停工。

5.安全材料的进场必须进行检验合格，不合格材料杜绝接收，同时必须有相关的检测资料。

6.所有进场材料应堆放整齐，不得超高、乱堆、乱放，以免造成事故隐患。

7.工地配备充足的值班人员。

8.GIS混凝土浇筑时，操作人员应搭设专用操作平台，严禁利用原有的模板支撑系统，严禁踩踏钢筋。

9.混凝土浇筑前先填写详细的安全工作票，各负责人应各司其职，对施工人员做详细的安全交底。

10.严格执行安全工作票制度和班前讲话制度，坚持每周根据GIS施工进度情况召开一次安全例会，总结施工中不安全因素和事故隐患，提出今后的防范措施。

11.严格按照安全施工技术措施及作业指导书进行施工，整个施工过程项目部设专人监护。未经批准，施工队不得擅自更改施工方案。

12.施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。

13.各类房屋、库房、料场等的消防安全距离做到符合公安部门的规定，室内不堆放易燃品；严格做到不在木工加工场、料库等处吸烟；随时清除现场的易燃杂物；不在有火种的场所或其近旁堆放生产物资。

《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》的应用实例如下：

• 实例1：750千伏西宁变电站工程

工程概况：750千伏西宁变电站GIS设备基础全长138.35米、宽（含局部突出）为46.8米。基础为±0.00米，高程为2614.1米。基础埋深-1.50米，露岀地面100毫米。基础垫层混凝土强度等级C10，基础混凝土强度等级采用C30、C35两种，二次灌浆采用CGM-2普通型高强灌浆料。基础顶部设ф4@200毫米x200毫米冷拔丝，保护层厚度20毫米。基础钢筋保护层厚度40毫米。钢筋使用I级钢筋HPB235和II级钢筋HRB335，钢筋总重量约430吨；混凝土总方量（含混凝土垫层）6650立方米。GIS顶部设备基础埋件共计327组，3784根预埋螺栓，预埋螺栓与HM200x150H型钢通过螺栓连接，HM200x150H型钢上焊22毫米厚钢板作为设备埋件。埋件整体平整度要求很高，最终埋件顶面的高差在±2毫米内，中心线偏差不超过±3毫米。基础顶面的高差在同一间隔内不超过±2毫米。基础顶面有东西1000毫米x1000毫米电缆沟一道，总长度138.35米；500毫米x650毫米电缆沟四道，总长100.92米；南北向1000毫米x1000毫米电缆沟27道，总长度530.30米。电缆沟盖板采用为6毫米厚花纹钢板外包铝合金条盖板，沟道拐角处按设计埋设L75毫米x6毫米角铁，用于支撑沟道花纹盖板。

该工程经过两个冬季，截至2009年未发现裂缝。

• 实例2：750千伏日月山变电站工程

工程概况：750千伏日月山变电站750千伏GIS设备基础，截至2009年，是青海省内GIS基础中体积最大、距离最长的GIS设备基础，GIS基础全长412.04米，最宽（含局部突出）为27.65米，最窄处为9.7米，基础及沟道混凝土强度等级采用C30，垫层采用C15，保护层厚度40毫米，面层ф6@150毫米x150毫米钢筋的混凝土保护层厚度25毫米。钢筋：I级钢筋HPB235，II级钢筋HPB335；其中主设备基础混凝土方量（含混凝土垫）6802.86立方米，主/分支母线基础方量从509-213.87立方米不等。GIS基础埋深-1.50米，GIS主设备区基础上部有南北向700毫米x1000毫米电缆沟40道，总长度346.4米，300毫米x300毫米电缆沟81道，总长791.72米，南北向800毫米x1000毫米电缆沟1道，总长度9.7米。南北向1000毫米x1000毫米电缆沟3道，总长度29.1米，东西向500毫米x500毫米电缆沟120道，总长度120米。GIS顶部设备基础埋件共计120组，480个埋件，1920根螺栓。埋件敷设方式为每块根部均为ф25毫米圆钢螺栓x4，螺栓与HM200x150H型钢连接，上敷设22毫米厚钢板作为设备埋件，埋件整体平整度要求很高，同组要求在±2毫米内，水平施工高差不大于3毫米。GIS基础在清除基底冻土层至设计基底标高处，按设计要求每隔30米左右设置一条后浇带，根据计算主设备基础东西向，至少要设置11道后浇带；各分支母线基础部分与主设备基础连接处，设置密目钢丝网施工缝。主设备基础分12段浇筑，第一次浇筑采用C30混凝土，第二次浇筑采用C35细石混凝土。截至2009年，此施工方法已运用到该工程的建设中，并取得成效。

• 最终效果展示

GIS基础表面施工完成后效果见图11和图12。

参考资料：

《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》的环保措施如下：

1.成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检査。

2.将施工场地和作业范围合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明，符合《国家电网公司安全文明施工标准化手册》的要求。

3.对施工中可能影响到的各种公共设施制订可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。

4.设立专用排浆沟、集浆坑，对废浆、污水进行集中，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废浆乱流。

5.定期清运沉淀泥砂，做好泥砂、弃渣及其他工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施，废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。弃渣及其他工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。

6.优先选用先进的环保机械。采取设立隔声墙、隔声罩等消声措施降低施工噪声到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。

7.对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《高海拔、寒冷地区超长GIS设备基础施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B

超长预应力系梁施工工法适用范围

《超长预应力系梁施工工法》适用于采用预应力梁平衡拱的推力的拱形结构工程中超长预应力系梁的施工，且预应力筋采用的是多束、每束多根、每根为1×7结构钢绞线。该工法也可为其他超长预应力结构的施工提供参考。

超长预应力系梁施工工法工艺原理

《超长预应力系梁施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.利用编束架对钢绞线进行编束，通过采用特制穿束器、特制牵引头等器具，以及采用三级穿束和卷扬机分次牵引的方法实现钢绞线整束穿束。

2.根据上部拱形结构合拢、卸载及安装附属结构的各个过程的状况，选择合适的张拉时机和张拉顺序，使用穿心式千斤顶，并采用群锚对称张拉的方法实现预应力筋的张拉。

3.孔道超长、管壁对钢绞线的摩擦情况不明确，对预应力钢绞线的张拉伸长值无明确要求，而且拱脚推力过大或预应力系梁拉力过大都将使拱脚处承台及其承台下部桩发生水平位移，为防止引起结构破坏，故在张拉过程中采用以拱脚承台水平位移控制为主，结合控制张拉力的双控方案。

超长预应力系梁施工工法施工工艺

• 工艺流程

《超长预应力系梁施工工法》的工艺流程是：施工准备→土方开挖→垫层混凝土→系梁底部钢筋绑扎→预应力孔道留设→观察段预埋管安置→系梁上部钢筋绑扎→隐蔽工程验收→系梁侧模施工→系梁混凝土浇筑（观察段位置暂不浇筑混凝土）→其他段系梁混凝土施工→穿ф6.5毫米钢筋→穿牵引用钢绞线→预应力钢绞线芯墩头处理→预应力筋穿束→观察段套管安装→观察段位置系梁混凝土浇筑→养护→预应力筋分批张拉→锚固→切割端部钢绞线、端部封裹。

• 操作要点

《超长预应力系梁施工工法》的操作要点如下：

一、施工准备

根据现场实际情况和整个施工进度的安排，将预应力系梁分不同部位，组织分区段施工，并做好技术交底工作。

二、土方开挖、垫层混凝土施工

系梁基槽开挖后，尽快施工垫层混凝土。

三、预应力孔道留设

根据设计要求留设预应力孔道。若预应力孔道采用钢管留孔，可采用型钢焊成支架支撑预埋管，施工中用全站仪定位、水准仪抄平，在支架安装完毕，并经复核标高、位置无误后，用膨胀螺钉将支架和混凝土垫层固定牢固。对于采用塑料波纹管等轻型材料留孔，可采用焊接钢筋支架支撑预埋管。预埋管标高上下误差控制在±7毫米之内，水平位置和两套管中心距误差也不得大于±5毫米，套管整体直线顺畅。

四、钢筋绑扎

1.钢筋绑扎时应留有预应力布管穿筋的位置和用于预应力分项施工的时间间隔。

2.先绑扎系梁底部钢筋和箍筋，箍筋应开口设置。待预埋管埋设完毕后再绑扎系梁上部钢筋并进行箍筋封闭。

3.绑扎钢筋时，应保证预应力孔道坐标位置的正确，若有矛盾时，应在规范允许或满足使用要求的前提下调整普通钢筋的位置，必要时应与设计人员商量后确定。

4.钢筋工程施工结束时应全面检查预埋管，如发现问题应及时处理并做好记录。

五、系梁侧模施工

预应力系梁侧模板应在钢管固定好以及钢筋隐蔽验收合格后方可进行封模安装。

六、混凝土分段浇筑施工

1.为了防止混凝土系梁由于超长而产生收缩裂缝，应分段浇筑混凝土系梁，分段长度不大于60米，并在混凝土中掺适量的微膨胀剂。

2.非预应力筋、预应力孔道预埋及支架位置、标高经检查验收符合要求后，进行系梁混凝土的浇筑，在浇筑时应认真做好预埋管下及其两侧混凝土的振捣。

七、预应力筋下料与墩头处理

预应力筋按照单根使用长度在厂家下料，单根成捆运至现场。根据每束预应力筋的多少、钢绞线中心钢丝的直径以及预应力筋孔道的大小，制作特制牵引头，特制牵引头如图1所示。将钢绞线外围6根钢丝剪短50～100毫米左右，留出中间1根钢丝穿过特制牵引头钢板小孔后，进行墩头处理，从而将整束钢绞线和特制牵引头连接在一起。

八、穿束

1.穿束时，先人工穿入一根直径ф6.5毫米的钢筋（图2），通过钢筋连接穿入一根高强预应力钢绞线，在钢绞线端部安装特制牵引头，用牵引头固定经墩头固定好的钢绞线，利用卷扬机，整束一次性穿管。钢绞线墩头及牵引头的连接示意如图3所示。

2.通过牵引头和所有预应力钢绞线连接固定，用作牵引的钢绞线另一端与卷扬机钢丝绳连接固定，然后进行钢绞线的牵引工作。

3.每束预应力钢绞线编组后采用卷扬机进行牵引。卷扬机钢丝绳的另一端与牵引单根钢绞线连接线固定后，通过牵引头拉结预应力钢绞线进行牵引。由于预应力筋较长，而现场条件有限，卷扬机钢丝绳不能一次牵引到位，因此可分次进行牵引，即牵引一次后，重新转换钢丝绳与连接的牵引点进行牵引，直到全部牵引到位，每次牵引的距离可根据现场条件确定。分次牵引方法如图4所示。

4.每束钢绞线牵引到位后，将钢绞线的墩头芯线剪断，待张拉时通过防松夹片锚具固定。

5.特别需要强调的是，在钢绞线牵引过程中，预应力钢绞线的相对位置要保持不变，并不能出现扭转。首先根据现场的实际环境以及每束钢绞线的根数，用脚手架钢管搭设钢绞线编束架；然后对牵引头连接的每根钢绞线编号，并针对钢绞线分排设置，在编束时调整好每排钢绞线位置，每隔4米用12号钢丝捆成整体，编束架如图5所示。在观察段中对每排钢绞线再次进行检查。每束穿筋完成后在两端对每根钢绞线进行编号固定。

九、观察段套管安装及混凝土浇筑

在超长预应力系梁施工中，为了在穿束时发生异常现象能够进行二次处理，并保证预应力筋穿束更顺畅，可在一定范围内适当设置后浇段（后浇段长度一般为8.5米），并在后浇段的套管上各留出观察段（长度一般为4米），预先放置观察段套管，并套在预应力孔道预埋管上。在穿过预应力钢绞线时，观察钢绞线在穿束过程中有无故障，待顺利穿完后，将后浇段中套管就位封闭，绑扎好非预应力筋，经隐蔽工程验收合格后进行预应力系梁后浇段混凝土浇筑。后浇段和观察段套管安装就位如图6所示。

十、张拉端端部处理

预应力锚具采用防松夹片锚具，端部采用专用配套铸铁锚垫板和螺旋筋，将其可靠地固定在钢筋支架上，并凹进基础侧面600毫米。

十一、预应力张拉

由于拱结构自身的特性，屋面结构成型后拱在自重及上部荷载作用下将产生沿拱轴线的水平推力，该水平推力由预应力混凝土系梁承担。为平衡拱体和屋面部分荷载对拱脚产生的水平推力，预应力筋分两批进行张拉，每批进行对称张拉，第一批张拉完后停止20小时，观察拱脚位移和预应力松弛情况后，继续张拉另一批预应力筋。

1.采用群锚进行张拉

张拉前，先加工直径ф260×130毫米厚钢板，并在钢板上预先钻孔（其中中心孔为排气孔），使每束钢绞线穿过钢板，通过群锚夹片固定在ф260×130毫米厚的锚垫板上。采用千斤顶（千斤顶的型号根据计算确定）进行张拉，张拉时通过锚垫板将张拉应力均匀传递到拱脚基础钢承垫板上。群锚张拉如图7所示。

2.张拉顺序

1）预应力初步张拉∶预应力筋穿入孔道后，在正式张拉前进行初步张拉，调整预应力筋，使各预应力筋松紧一致；

2）上部拱结构合拢后、屋面结构胎架落架前张拉系梁预应力，用以平衡结构正常使用状态下恒载产生的拱脚水平推力，监控一天时间。若张拉过程中拱脚水平位移大于极限值△（△为6毫米，下同）则停止张拉，若拱脚水平位移小于极限值△，则继续张拉；

3）胎架下落过程中，对拱脚处水平位移进行实时监控。若其接近△，则对系梁继续施加预应力，使之减小。落架过程分批分步进行，结合张拉系梁内预应力钢绞线，使拱脚水平位移控制在限值△以内。

3.对称张拉

由于每束钢绞线的张拉应力特别大，施工时按以下顺序进行对称张拉，张拉顺序如图8所示。

4.采用双控进行张拉

在张拉过程中，以控制拱脚承台水平位移为主，同时对张拉应力值进行控制。张拉施工前，在每个拱脚承台上设置2个位移观测点，采用全站仪对拱脚水平位移进行监测，利用百分表进行辅助监控（图9）；根据预应力系梁中无粘结预应力钢绞线束的配置情况，在每道系梁的两端埋设穿心式压力传感器，分别埋设在两根梁的对角张拉端，进行钢绞线预应力值的监控测试，压力传感器的布置如图10所示。

十二、端部封堵

预应力筋张拉完毕经检查无误后，即可采用砂轮锯和无齿锯或其他机械方法切割多余的钢绞线，切割后的钢绞线外露长度距锚环夹片的长度为30毫米，然后在锚具及承压板表面涂以防水涂料，最后清理穴口，用C30细石混凝土进行封堵。

1.《超长预应力系梁施工工法》通过采用定型支架固定预应力预埋理管及观察段套管连接技术，确保了孔道平直顺畅和穿束顺利。

2.《超长预应力系梁施工工法》通过采用特制的牵引头和每根钢绞线芯的墩头技术，以及采用三级穿束并进行分次牵引的方法，解决了超长预应力系梁穿束困难的问题。

3.《超长预应力系梁施工工法》通过采用对称张拉的方法，解决了超长预应力系梁大吨位张拉的施工难题。

4.在预应力施工中，预应力系梁端部设置穿心式压力传感器对张拉和使用阶段系梁的应力、应变进行监控，同时在施工阶段采用全站仪和百分表双控措施对系梁拱脚基础水平位移进行监控。

海拔3000米以上的青藏高原和安第斯高原地区具有低气压、昼夜温差大、天空背景温度低和太阳辐射强等独特的气候特征，建筑室内热环境质量恶劣，现有的研究缺乏对其传热机理和调控措施的研究。本项目通过理论分析低气压下竖直面与水平面的自然对流和强迫对流的传热特征和高海拔寒冷地区的围护结构内外的辐射换热特征，建立室内热环境和室内热环境调控设备的数学模型；采用现场测试得到高海拔寒冷地区室内热环境的动态特征，通过现场测试和高海拔寒冷地区实验台及高原环境模拟舱实验得到低气压下室内热环境调控设备的性能；综合理论分析、现场测试、实验台实验和CFD模拟来研究高海拔寒冷地区气候对室内热环境和室内热环境调控设备（散热器、风机盘管和地板辐射等）的性能的影响，建立高海拔寒冷地区建筑环境的设计方法。研究成果将为工程设计和运行调控提供科学支撑，为高海拔寒冷地区营造舒适安全的室内热环境提供技术保障。