浅谈特高压线路大跨越基础施工技术及现场监理

浅谈特高压线路大跨越基础施工技术及现场监理

史海旺， 李华臣， 吴刚，罗佳岿

河北电力工程监理有限公司，河北石家庄， 050000

摘 要：特高压线路大跨越基础施工的重点在承台大体积混凝土温度控制和地脚螺栓的固定；施工的难点在承台及立柱模板的制作及支撑。本工程跨越汉江，地下水位高，基坑支护和模板支撑为主要安全风险点；大体积混凝土温度监测与控制为主要质量控制点。

关键词：大体积混凝土 大跨越 温度控制 特高压工程 电网建设

A brief talk on uHV line large span foundation construction technology and site supervision

SHI Haiwang，LI Huachen，WU Gang，LUO Jiakui

（Hebei Electric Power Engineering Co.Ltd，Hebei Shijiazhuang， 050000， China）

Abstract: The key points of the foundation construction of uHV line are the temperature control of the mass concrete of the bearing platform and the fixing of the anchor bolts. The difficulty of construction is in the production and support of cap and column formwork. The project across the Han River, high groundwater level, foundation pit support and formwork support as the main safety risk points; Temperature monitoring and control of mass concrete is the main quality control point.

Key Words: Power grid construction of large span temperature control uHV project for mass concrete

中图分类号： 文献标志码： 文章编号：

1 特高压线路大体积混凝土技术简介

荆门～武汉工程线路工程汉江大跨越工程（以下简称“汉江大跨越”）是荆门～武汉1000千伏特高压交流输变电工程的重要组成部分，是荆武工程线路路径的关键点之一。右岸（西岸）跨越处位于沙洋县马良镇张集村王家滩附近，右岸跨越塔立于河滩上，左岸（东岸）跨越处位于钟祥市旧口镇联兴村的李家河。主跨档档距1220m，两岸采用相同的双回直线跨越塔，跨越塔呼高约130m，跨越采用耐-直-直-耐跨越方式，档距分布为：540m-1220m-450m，耐张段长度2210m。

汉江大跨越基础均采用钻孔灌注群桩加承台型式，跨越塔基础根开41.75m；，灌注桩共计400根，最大单根灌注桩深32m，25.14m³；最大单个承台混凝土14.0m×11.0m×1.8m(立柱3m×4.7m)，334.278m³。

跨 越基础紧邻汉江，地下水位高，基坑支护和模板支撑为主要安全风险点；承台大体积混凝土温度控制和地脚螺栓的固定为主要质量控制点。

图1 跨越塔基础桩位布置图

图 2 承台、立柱施工流程图

2 大体积混凝土承台、立柱施工技术措施

2.1 技术准备

2.1.1 试桩阶段：监理项目部从试桩阶段就密切跟进，派本标段监理站长对试桩阶段各个工序进行见证、旁站，总监和总代到现场巡视，为后续监理工作夯实基础。

2.1.1.1 试桩目的

（1）检验大跨越场地钻孔灌注桩的施工可行性、保证成孔质量措施的有效性，检验在复杂地层条件下浇灌混凝土质量的可靠性，以确定适宜的成桩工艺。确定施工所需的有关参数。

（2）通过桩基静载试验，获得大跨越地段单桩竖向承载力特征值、桩周土的极限侧阻力和极限端阻力，评价桩的荷载—变形特性。为桩基方案优化、后续工程桩的设计提供依据。

（3）确定桩顶在自由状态下，受水平荷载作用的变形及单桩水平承载力。

（4）通过低应变检测以及声波透射法测试，获得试验桩桩身完整性等相关资料。

（5）通过高应变测试，获得试验桩竖向抗压承载力以及桩身完整性等相关资料，并为选择沉桩工艺参数和桩长提供依据。

（6）选择合适的循环钻孔灌注桩成孔设备、成孔工艺。

（7）提供准确完整的施工记录，为工程桩的施工管理提供依据。

2.1.1.2 试验顺序：

成孔质量检测→低应变动力测试→声波透射法检测→单桩竖向抗压静载试验→单桩水平静载试验→单桩竖向抗拔静载试验→高应变动力测试。

图 3 试桩阶段监理见证、旁站

2.1.2 积极推进前期准备工作：

监理部对施工单位（湖北送变电工程有限公司）选定的商混厂家（鑫宏基商砼）进行了考察；对实验检测单位（湖北华中输变电有限公司检测分公司）进行了考察。督促施工单位及时报送前期资料，进行各种取样送检工作，具备标准化开工条件，为争取汛期前施工做好充分准备。

2.1.3 施工阶段：

2.1.3.1本工程基础施工的重点在承台大体积混凝土温度控制和地脚螺栓的固定；施工的难点在承台及立柱模板的制作及支撑。为确保大体积混凝土实施的安全性、可靠性，施工前要求施工单位严格按照要求编制专项施工方案，并经专家论证，报监理项目部审查。监理部再次组织专家论证后报送业主，最后通过国网交流公司组织的专家评审后，确定最终的实施方案。

2.1.3.2要求施工单位在组织施工前依据施工方案进行技术交底。技术交底内容要充实，具有针对性和指导性，全体参加施工的人员都要参加交底并签名，形成书面交底记录。

2.1.3.3根据施工现场条件,施工工作量,工期及质量要求,施工现场配备钢筋工、模板工与混凝土工组合的混合浇筑作业组；针对高立柱选用钢制定型模板及支架。

2.2 承台大体积混凝土配比

混凝土硬化过程时，由于水泥的水化作用会散发大量的热，表层混凝土散热较快，由于大体积混凝土截面积较大，内部的热量很难得到释放。为保证大体积承台混凝土热量的释放均匀，需对大体积混凝土进行配比，主要原则如下：

①水泥应选择水化热低、凝结时间长的品种；

②降低大体积混凝土的水灰比，选择流动性较低的混凝土；

③减少水泥用量的同时添加减水剂；

④适当条件下将水泥通过粉煤灰代替。

试验过程中应通过坍落度、湿度、温差等进行控制。

2.3 基坑开挖

根
据设计地勘报告以及现场实际地质情况，选择合适的基坑支护方式。N1047（西岸）按照不小于砂土坡度比（深：宽）1：0.5～0.75放坡，并使用竹跳板及杉木杆进行挡土；N1048（东岸）由于水位较高采取拉森Ⅲ型9米长钢板桩进行基坑支护。

图4 西岸基坑支护 图5 东岸拉森Ⅲ型9米钢板桩基坑支护

2.4 破桩头

2.4.1破除桩头至垫层顶标高不小于 100mm 处，保证桩身主筋入承台的长度满足设计要求。

2.4.2破除桩头时不得超破，在桩身上划出控制线，破至距设计标高 200mm 时，用风镐将多余混凝土破至设计标高。钢筋主筋在破除混凝土时，不得任意弯扭。

2.4.3桩顶锚入承台钢筋外扳角度及长度应满足设计图纸要求，并按施工图要求进行外箍筋加密。

2.4.4要求施工单位及时报送电科院进行桩基检测工作，检测合格后方可进行下一步工作。

25 承台砖模砌筑

以N1047#（西岸）为例，承台顶部标高位于地面以下1.2米，承台施工完毕后需将承台埋入地下，因此选用砖模做为承台模板，施工后不拆模直接回填，砖模材料使用MU10灰砂砖，尺寸：长度=240mm;宽度=120mm,高度=53mm。

2.5.1砖模砌筑前，承台基坑垫层要清扫干净，洒水湿润。承台的截面尺寸一定要准确，砌筑过程中要挂线，以保证砖模的通顺、平直。砂浆现场搅拌，随拌随用，水泥砂浆必须在拌成后4小时内使用完，不允许使用隔夜砂浆。

2.5.2承台垫层硬化达到可施工强度后即可开始放线，砖模尺寸应充分考虑抹灰、保护层的尺寸。对直线长度超过3m ，应每隔3m在砖模墙体外增设240mm 砖柱，以增加稳定性。

2.5.3砌砖：采用一铲灰、一块砖、一挤揉的“三一”砌砖法。砌筑时根据砌筑高度情况分层砌筑。

图6 承台砖模示意图

图
7 承台砖模现场图

2.6 立柱模板安装

跨越塔立柱浇筑采用全钢模板组装整体，其中单层模板尺寸为φ3.0×1.6m米。模板如图所示，模板材质为Q235钢，模板面板为6mm厚钢板，竖肋为[10#槽钢，环向布置，最大水平间距约334mm，环筋采用[10#槽钢，最大间距为600mm，模板间连接采用M20螺栓连接。

图8 立柱钢模示意图

图
9 立柱钢模组装现场图

模板表面涂刷脱模剂，模板安装时，应检查其局部及整体稳定性，保证施工安全；模板接缝必须严密，接缝处做密封处理；安装完成后进行检查，保证模板安装到位，满足精度要求。

2.7 电子测温元件安装

2.7.1. 测温元件的选择及安装要求

测温元件的测温误差不应大于0.3°C(25°C环境下)；

测试范围:-30〜130°C；

绝缘电阻应大于500MΩ

经比较选择，测温仪型号为JDC-2建筑混凝土电子测温仪，测温范围为-30℃～+130℃，环境温度为-20℃～+50℃；测温探头由插头、导线、手柄和外径φ5mm×220mm的金属管制成，管内前端封装温度传感器。

2.7.2. 测温元件的布置及相关要求

大体积混凝土浇筑体内监测点的布置，应真实地反映出混凝土浇筑体内最高温升、里表温差、降温速率及环境温度，并按承台、立柱分别进行布置：

（1）在承台横轴及纵轴方向上共设置9个测位，每条轴线上的测位不少于4处。

（2）每个承台测位上设置5个测温点，分别位于承台上表面以下10cm处、承台1/4h处、承台1/2h处、承台3/4h处和基础底部往上10cm处，测点间距不大于500mm布置，合计45个测温点。如图10（a）、10（b）所示。

测温点应在现场做好标志。测试过程中作详细记录、及时描绘出测温点的温度变化曲线和绘制断面的温度分布曲线，温度变化情况应及时反馈，测温时发现混凝土内部最高温度与表面温度之差达到25℃或温度异常时,应及时通知技术负责人,及时采取保温措施，加盖保温毯。

图10（a）承台测位布置平面图 图10（b） 承台测温点布置剖面图

2.8 大体积混凝土浇筑

2.8.1混凝土浇筑前，应密切注意天气情况，选择天气、温度较好的条件下浇筑混凝土。浇筑过程中突遇大雨天气时，并应中止混凝土浇筑；对已浇筑还未硬化的混凝土应立即覆盖，严禁雨水直接冲刷新浇筑的混凝土。

2.8.2浇筑砼前，用水冲洗模板外侧降温。气温较高时，泵管用麻布包裹，以防日光暴晒升温。

2.8.3混凝土浇筑必须连续，不得间断，必须在下层砼初凝前把上层砼浇筑完毕。砼的运输、浇筑及间歇的允许间隔时间不得超过 2h。

2.8.4砼的振捣使用插入式振捣器，移动间距不超过 0.5 米；与侧模应保持 5～10cm 的距离； 插入下层砼 5～10cm；每一处振捣完毕后应边振捣边缓慢提出振捣棒，做到快插慢拔；应避免振捣棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件，造成模板变形，预埋件移位等。

2.8.5由于浇筑方量大，采用振捣棒增大振动棒影响范围，加快浇筑速度。对每一处振动部位， 必须振动到该部砼密实为止，砼密实的标志是砼停止下沉，不再冒气泡，表面平坦、泛浆。当砼浇筑至距顶面 30cm 处时，应从一端开始浇筑砼，一次浇至设计标高。在振捣过程中，注意保证测温管不变形与移位，以免影响浇筑完成后的正常测温工作。

2.8.6在浇筑过程中或浇筑完毕时，如砼表面泌水较多，可用小铁勺舀出，再使用麻布袋或海绵吸出，以及添加混凝土骨料压实。

2.8.7浇筑砼期间，应设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件的稳固情况， 当发现有松动、变形、移位时，应及时处理。

2.8.8在承台主体混凝土浇筑高度达到顶面时，在承台四角放置沉降观测预埋件，距离两临近边各 100mm。

2.8.9在混凝土浇完两小时后用木楔子反复搓压数遍，使其表面密实，既能较好控制混凝土表面开裂，又能减少砼表面水分散失。

图11承台混凝土浇制现场图

2.9 大体积混凝土测温与养护

2.9.1测温

大体积混凝土浇筑体里、表温差、降温速率及环境温度及温度应变的测试，在混凝土浇筑后，每昼夜不应少于4次；入模温度的测量，每台班不少于2次。

根据以上要求，规定测温时间点如下：

测温时间从测点混凝土浇筑完10小时（初凝）后开始，72小时内每2小时测温一次，72小时后每4小时测温一次，7天～14天每6小时测温一次（力求在接近混凝土出现最高和最低温度时测量）测至温度稳定为止。

测温原始记录要准确，对测出的数据要及时整理分析，发现降温速度过快（≥1.5℃/d），内表温差过大（≥25℃）时，采取局部范围或全部加厚保温层。但对一个测位、一个测点，一个局部范围或局部时间里，混凝土的降温速度可能会超过 1.5℃/d，不必大面积采取措施，但必须保证整个浇筑体的降温平均值不大于 1.5℃/d。

图12 大体积承台混凝土测温现场

图13 混凝土测温记录

2.9.2养护

混凝土浇筑后，应及时进行养护。混凝土表面压平后，先在混凝土表面洒水，再覆盖一层塑料薄膜，然后在塑料薄膜上覆盖保温材料进行养护，保温材料夜间要覆盖严密，防止混凝土暴露，中午气温较高时可以揭开保温材料适当散热。

立柱混凝土浇筑完满足拆模强度要求后尽早拆模，防止柱体本身湿度散发后干燥造成外观裂纹，注意施工中模板不要碰撞柱体，防止影响美观。拆模后马上覆膜，高墩覆膜最好由两人或两人以上协作完成，薄膜绕柱包裹，过程中要膜绷紧有弹力，且上下层相互重叠压边l5cm，防止刮蹭破损，达到预期的保湿效果。

图14 大体积承台混凝土养护覆膜现场图

3 大体积混凝土承台、立柱施工管理措施

3.1人员管理

承台施工工序多、施工难度大、结构复杂，所以在施工过程中会出现不同种类的安全风险，为防止该现象的发生，要求施工项目部应对技术人员进行培训，提高专业技能。大体积混凝土施工常见裂缝病害，为减少该病害的发生，除采取技术保障以外，还应对施工人员进行要点讲解，重视施工的难点问题。在进行浇筑时，应加强对材料和施工技术的监督，防止发生工程质量事故。确保专职安全质量管理人员的投入与施工计划相匹配，专职安全管理人员均持证上岗，定期开展专项培训，提高各岗位管理人员的安全意识和安全管理水平。

3.2质量管理

3.2.1应选用有资质的商混凝土站，并经监理项目部考察合格。商混凝土原材料要符合相关规范要求，对用于大体积混凝土的水泥进场时，商混站应检查水泥品种、代号、强度等级、包装或散装编号、出厂日期等，并应对水泥的强度、安定性、凝结时间、水化热进行检验，检验结果应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的相关规定。

3.2.2大体积混凝土的供应应满足混凝土连续施工的需要，一般情况下连续供应能力不宜低于单位时间所需量的1.2倍。需提前与商混凝土站交代浇筑当天所需商混凝土用量，浇筑时间，提前带领商混凝土车司机勘查进场道路，泵车摆放位置等，以满足连续浇筑需要。

3.2.3地脚螺栓、钢筋、预埋件在安装前必须认真复核尺寸，并检查是否有变形或破损。严格按要求分批送检。

3.2.4立柱钢模应选用有资质的厂家制作，模板制作精度应符合相关规范要求。

3.2.5试压块的制作应使用泵车运至施工现场浇筑用混凝土，制作试块时不得往里添加石子等提高试压块强度，以保证试块能真实反映混凝土强度。

3.2.6进行承台混凝土浇筑时，应在基础内模板上每隔一定距离，测上标高，画上分层线，使之便与观测和控制；使得浇灌区浇筑进度大体均衡，以避免各区层次不一，高低不平，造成较大高差，使高处已振实的混凝土受侧振而松塌。

3.2.7泵送混凝土连续作业，作业中，不得取下料斗上的格网，并应及时清除不合格骨料及杂物。

3.2.8浇筑立柱时，应精确控制布料杆下料位置，避免直接冲刷地螺组以及模板，同时布料杆应尽可能的伸入立柱内部，以控制下料高度避免混凝土离析。

3.2.9混凝土养护初期，应努力提高混凝土养护环境温度，其内外温差控制在25C以内，使得混凝土内部温升峰值出现之前，混凝土具有一定抗拉强度。

3.2.10当需要采用减水剂来提高混凝土性时，应采用减水率高、分散性能好、对混凝土收缩影响较小的外加剂，其减水率不应低于8%，减水剂的用量应严格按照厂家说明书的要求进行添加。

3.2.11在保证混凝土不出现施工缝的前提下，尽量延缓上层覆盖下层表面的时间，使混凝土内部热量得以充分散发。基础混凝土终凝前进行表面二次抹压，以消除其早期硬化过程中产生的表面硬化收缩裂缝。

4 结论

自2021年3月23日桩基开始施工、7月17日N1048 D腿基础承台开始浇筑，目前N1048基础承台全部浇筑完成。监理项目部人员要求施工单位严格执行审定方案，全程现场旁站、测温。

本文以实际操作为例，从具体操作、安全措施等多个角度详细阐述施工准备及过程，目前基础养护良好，未出现混凝土开裂现象，各项指标满足规范和设计图纸要求，可得出以下结论：

（1）以上方案是可行的。

（2）因地制宜，根据地质条件不同选择支护方法不同，既节省人力物力资源，又能可靠保证安全。

（3）工艺简单，操作方便，为后续线路大体积混凝土施工提供参考。

（4）在技术方面，主要进行拉森钢板桩最大悬臂长度计算、拉森钢板桩入土深度计算、模板计算、垫层局部承载力计算、泵送混凝土现浇施工计算、热工及应力计算，确保施工安全、质量达标，其中现场操作人员的经验尤为重要。

参 考 文 献

收稿日期： 修回日期：

作者简介：

史海旺（1982），男，中级工程师，主要从事送电施工和特高压输电线路电网建设方面工作, 327438793@qq.com

李华臣（1978），男，中级工程师，主要从事送电施工和特高压输电线路电网建设方面工作, 10953328@qq.com

吴 刚（1978），男，中级工程师，主要从事送电施工和特高压输电线路电网建设方面工作, 348555208@qq.com

罗佳岿（1984），男，高级工程师，主要从事送电施工和特高压输电线路电网建设方面工作, 348555208@qq.com