接地极施工难点控制.doc

如何进行接地极工程施工难点的控制

接地极工程是直流输电线路两端换流站的重要组成部分，其施工质量的好坏直接关系到整个工程的建设质量，施工内容主要包含土建施工和电气安装施工两部分。接地极工程只有远距离输送电量大的直流线路工程才具有，除葛州坝至上海直流输电线路建设较早外，直流输电线路只是近几年才相对增多，因而接地极工程在国内施工中不是很多见，设计和施工方法都不是很成熟，还处在摸索阶段。本文根据政平接地极和惠州接地极施工中的一些经验就接地极施工的控制难点和重点进行概述。
接地极工程是直流输电线路两端换流站的重要组成部分，接地极工程分为土建和电气两大部分。具体施工内容包含：测量放样、接地电极施工、导流电缆施工和构筑物施工几部分组成。接地极的电极施工又包含沟槽开挖、钢棒焊接、焦碳敷设、钢棒埋设、沟槽内钢棒接头处理、引上钢棒和回填土；导流电缆施工包含沟槽开挖、电缆埋设、砂和盖板施工、回填土、检测井施工、电缆与钢棒接头连接处理；构筑物由围墙、设备基础绝缘处理、设备基础施工、构支架安装、站区道路等组成。同时施工记录表格的填写也是施工过程中的一项重要内容。
接地极工程施工控制的重点和难点包括：测量放样、接地极钢棒焊接、焦碳敷设、检测井施工、电缆与钢棒接头连接处理、设备基础绝缘处理和施工记录表格的填写等。
测量放样：接地极工程与其它工程一样，测量放样是施工的一个重要环节，测量放样一般是根据设计给的已知点用角度法、极坐标法或距离法定出接地极的中心位置，然后再根据中心位置定出其它各控制点的位置。由于接地极钢棒敷设设计多为圆形或半圆形与矩形相结合，而实际施工只能按近似圆形进行，另外钢棒供应一般长度为9米，为了施工方便，减少坑内焊接头，先在地面将三根钢棒焊接在一起整体放入坑内，因此放样时每隔27米就有一个拐点，由于27米均为直线段，比对应设计圆弧段要短，为了满足设计要求，施工时必须根据实际施工钢棒敷设长度与设计长度一致的原则对圆形半径进行调整，最后再按调整后的半径和理论计算角度每隔27米钉一个控制桩，只有这样才能保证钢棒敷设长度施工满足设计要求。
接地极钢棒焊接：接地极钢棒焊接是接地极施工的重要控制项目，焊接质量对整体工程起到关键作用，因此焊接质量要求较高，接头焊接既要使强度满足规范和设计要求，又要满足接头电阻不大于钢棒本体电阻，而施工现场又在野外，有时坑内焊接处地下水还比较多，因此钢棒接头焊接要采取必要的方法、措施和加强过程检查、检测、检验。为了保证钢棒接头处焊接质量满足要求，采用以下措施：第一、要有符合规定资质要求的焊工，然后还要进行焊接试验，选用合适的工器具，试验合格后才可进行正式施工；第二、钢棒焊接采用坡口焊接，由于施工现场进行坡口处理难度较大，钢棒出厂前，施工单位需通知钢棒生产厂家委托生产厂家进行坡口处理；第三、钢棒焊接对接时采用专用固定夹具使钢棒坡口位置正确，两钢棒中心线在统一轴线上，防止产生错口等现象，而造成不必要的返工；第四、在坑内焊接头的需挖焊接坑道，使焊接人员能够方便操作，对有水的地方须挖积水坑，并及时排水；第五、加强过程检查，检查施工方法或施工步骤是否严格按规定要求进行操作，对不符合要求的，立即进行停工整顿或返工处理；第六、对焊口用X射线进行探伤检测，用电阻测试仪对焊接点位置450mm范围内的测试电阻值与钢棒本体同样长度的测试电阻值进行比较，只有探伤检测和电阻测试均合格后才可进行下道工序施工，否则须返工处理。
焦碳敷设：焦碳是活性碳粉，包裹在接地钢棒的外侧，主要是保护钢棒，减少钢棒受到腐蚀，延长钢棒使用寿命，同时焦碳又是良导体，使电流在钢棒四周能均匀分布，因此焦碳敷设施工必须保证：焦碳敷设断面尺寸满足设计要求；焦碳不能受到泥浆和其它杂物污染；钢棒要包裹在焦碳的中心位置。由于焦碳容易压缩，在施工过程中要先把每段需要焦碳理论计算体积量或重量准备在坑边，对于土质较好的应用土模，对于土质较差的应用木模，对于钢棒在坑内焊接位置的必须用木模，不管用土模还是用木模都必须严格控制焦碳敷设断面尺寸和钢棒中心位置符合设计要求，当一段焦碳敷设完毕后要比较实际施工量与理论计算量是否有偏差，如有偏差须查出原因并及时进行调整。
检测井施工：检测井一般为砖砌或混凝土浇制，井内有引上钢棒和检测管，引上钢棒在此与导流电缆连接。由于检测井位于开挖的焦碳和钢棒敷设基坑上，因此必须等焦碳和钢棒敷设完毕并回填土以后才可进行检测井施工。而基坑深度一般在3~4米，且焦碳表面回填土不可强夯，所以检测井施工完后经常产生不均匀下沉，返工处理难度较大。施工时可用以下方法避免不均匀下沉：一、土方回填前直接在原状土上砌240×240的砖柱至检测井底面标高处，然后再进行检测井施工，二、与设计联系将检测井位置进行更改，设在非回填土上，这需要设计人员进行技术处理，施工费用和材料使用量有所增加。
导流电缆与钢棒接头连接处理：接地极的作用主要是将接地极线路输送来的电流通过导流电缆引到接地钢棒上，再通过接地钢棒将电流释放到大地里，而导流电缆是铜芯，接地钢棒是钢材，两种金属直接连接施工难度较大，施工质量也不宜控制，如采用直接焊接容易破坏电缆保护层，两种金属接触处在电流作用下发生电极反应，连接处还须定期进行更换，更换难度大，我们在导流电缆与钢棒电极之间的连接通过增加的铜排过渡，铜排与钢棒采用先进的热熔焊接技术使铜排与钢棒在高温下熔化，冷却后铜排与钢棒就可牢固地连成一体，铜排与导流电缆采用螺栓连接，这样既能保证施工质量，以后更换施工也比较方便。
设备基础绝缘处理：由于接地极范围内地表存在跨步电压，为防止设备间存在电势差而产生电流，必须对设备基础进行绝缘处理，确保设备使用寿命满足设计要求。基础绝缘施工时，首先必须对基础垫层摸平收光，再按设计和绝缘材料使用说明书规定程序和方法精心施工底层绝缘，并留出必要的搭接长度，然后再进行基础施工，等基础拆模养护符合要求后，再对基础四周和顶层进行绝缘施工操作，每道工序都必须经过现场质检人员和监理工程师认可后才可进行下道工序施工。最后回填土，回填土每次回填厚度不得超过1米，回填时基础绝缘层外侧采取外帖蛇皮袋进行保护。
施工记录表格的填写：由于接地极工程施工到目前为止还没有统一的施工记录表格，为了满足达标投产和档案管理的需要，施工记录应能既要符合现有有关国家规定的施工记录的格式要求，又要能够真实反映实际施工情况的要求，我们对现有土建施工和电气安装施工记录相关内容进行更改和调整，使施工记录既能反映实际施工情况，又能符合有关规定要求。
由于接地极工程在现阶段施工项目较少，设计经验和施工经验可供参考、借鉴的不多，随着国家加大电力建设的投入，直流输电线路越来越多，设计和施工技术越来越完善，以上施工控制难题会有更多更好的方法来解决。

陈永贵
2005.4.27