综合交通枢纽结构盖挖逆做接地系统施工技术_赵乃蒙.pdf

ANZHUANG2023年第6期44机 电 安 装 Electromechanical Installation赵乃蒙（北京城建安装集团有限公司 北京 102600）摘 要：本文以城市副中心综合交通枢纽为例，介绍了结构盖挖逆做施工状态下的防雷接地施工重点难点、施工中常见问题处理措施以及防雷接地施工技术要点与注意事项，为类似工程提供借鉴参考。关键词：盖挖逆做 接地 接地网中图分类号：TU856 文献标识码：B 文章编号：1002-3607（2023）06-0044-04综合交通枢纽结构盖挖逆做接地系统施工技术1 工程概况北京城市副中心综合交通枢纽某标段项目位于北京市通州区杨坨地区，副中心站枢纽东向连通天津滨海新区和唐山地区，南北连接北京首都机场与大兴国际机场，该标段总投资67亿元，项目建设期为4年，总建筑面积为36.3087万m2，综合交通枢纽主要分为地下五层（含两个夹层）是大铁、地铁、停车场、换乘站等各类大型交通接驳设施开发项目，地上为二级开发办公建设22层，项目宽349m，长1.8km。接地焊接采用12圆钢对结构钢筋进行跨接，基础筏板与引下线、抗拔桩、逆做桩、结构主筋（大于16mm）的两根焊接形成综合接地引下线，接地极利用建筑钢筋实现不同楼层之间的接地网连接，要求整个枢纽项目形成一个完整、独立的基础接地网。接地网利用建筑逆做桩、抗拔桩与引下线连接，在功能性房间采用40mm4mm镀锌扁钢形成等电位联结点，大铁区域采用50mm5mm镀锌扁钢与150mm150mm钢板做接地极接入点，在变压器中性点接地焊接中，利用钢结构柱单独与基础筏板引下线采用100mm10mm镀锌钢板焊接，在房间内形成总等电位，要求接地阻值小于0.5，地铁杂散电流由接地装置引至接地网。2 施工难点与施工措施2.1 施工难点（1）结构顺做引下线的标记是逆做区域钢筋搭接的重要依据，钢筋搭接错误影响上下层接地导体贯通。（2）筏板厚度较大，上下层钢筋与后插结构柱焊接空间小，双面焊接长度不够，影响接地电阻值。（3）建筑结构中间穿插地铁线，杂散电流焊接与防雷接地相互独立，引下线的选取错误将导致接地网受到干扰。（4）变电所高压配电系统中性点接地单独与基础筏板连接，引下线的选取错误影响接地线与中性点连通。2.2 解决措施（1）接地引下线在顺做区域统一采用结构柱对角钢筋（东南方向与西南方向）做引下线用油漆标记。（2）筏板焊接采用分段施工方式，焊接长度严格按照铁路规范采用单面焊接，焊接长度为单面焊接的两倍。（3）杂散电流采用两侧结构单独做引下线，避免与接地网串通。（4）中性点接地采用变电所钢管桩与结构柱单独做引下线，与接地网形成单独回路。3 基础接地施工3.1 顺做接地施工（1）选取每个结构柱相同方向对角钢筋做引下线接地体，刚管柱变结构柱时选取四个对角钢筋进行封端焊接，引下线钢筋采用油漆进行标记1（见图1）。图1 结构顺做引下线标记45INSTALLATION2023.6Electromechanical Installation 机 电 安 装（2）梁与梁之间采用两侧钢筋与引下线通过12圆钢连通，各电气功能设备之间通过40mm4mm镀锌扁钢与就近引下点连通。（3）在结构顺序层的高压设备场所结构柱外壁延伸设置100mm100mm镀锌扁钢，扁钢连接各层中性点后预埋延伸至基础筏板，基础筏板防雷接地施工时将引下线与抗拔桩（接地体）连接。3.2 逆做接地施工逆做区域利用顺做引下线钢筋连接形成闭合等电位连接体，钢管桩（接地体）与引下线保持电气连通，各接地体之间形成网格状（10m10m）连接体，实现接地体并联运行，相互贯通，降低接地电阻值。逆做区基础筏板接地钢筋的选取时，在钢管桩承台两侧各选取一颗钢筋（大于16）作为连接体，不同接地连接体之间横纵交叉钢筋间距10m，有效实现各接地体之间的串联。3.3 筏板接地焊接在筏板上下层钢筋焊接中，根据铁路规范与图纸要求两者形成可靠连接体，逆做桩外圈选取四颗钢筋（东、南、西、北四个方向）与钢管桩连通，抗拔桩与逆做桩作为接地体与引下线连接，柱与柱之间通过筏板钢筋形成可靠电气连通。在接地焊接中利用50mm4mm镀锌扁钢从钢管桩承台翼环引出形成等电位联结装置（见图2）。安全事故。3.5 杂散电流焊接在结构B2层穿插地铁线，地铁线杂散电流通过两侧墙体进行集中，通过结构柱引下线将杂散电流消散并传输至地下，杂散电流的解散装置与接地引下装置相互独立，解散装置在筏板处与综合接地装置焊接连通，在地铁线墙内侧各选择3根纵向钢筋作为焊接主筋，焊接主筋在每个结构段内焊接连通，并与相交的所有横向钢筋焊接2（见图3）。图2 基础筏板接地焊接图3 杂散电流接地做法接地扁钢筏板钢筋3.4 二级开发接地点预留在枢纽北侧0以上为二级开发高层办公建筑，在地下结构施工期间利用格构柱沿建筑楼外墙预留接地引下点，引下点利用结构四角钢筋（16）与地下钢管柱进行封端焊接，地上部分采用有色油漆进行标记，避免上下焊接不一致，导致线路开路，在雷电入侵时造成3.6 槽道接地焊接在大铁施工区域中，高压电缆通过预埋槽道安装在墙体进行固定，槽道属于高压设备，在进行接地焊接中，利用16圆钢与槽道进行焊接，焊接点为两处，引下的点与墙体钢筋进行焊接，起到工作保护的作用。3.7 样板段施工（1）在筏板钢管桩与钢管桩之间选取接地连接点，两条直线连通两柱之间的电气通路，各连接点形成网格状。（2）选取筏板单个流水段作为接地焊接样板，选取的连接体通过有色油漆进行标记采用圆钢“L”弯进行焊接。（3）由于结构柱的位置不处于两条直线之间，筏板钢筋在横轴上存在偏差，两柱之间的电气连通采用圆钢“乙”字弯将两柱之间的钢筋进行跨接，确保柱与柱之间形成电气通路（见图4）。（4）在样板段通过各项综合检测满足设计要求时，使用样板段焊接方式为标准焊接工艺，对其他焊接点进行焊接施工。焊点(2个)焊点(2个)焊点(1个)焊点(1个)焊点(2个)A焊点(2个)焊点选取4根钢筋纵向主筋纵向主筋底板轨面线轨面线焊点区间结构顶板ANZHUANG2023年第6期46机 电 安 装 Electromechanical Installation地体搭接焊，槽道（接触网）采用16圆钢与引下线跨接。与传统建筑防雷接地体相比，盖挖逆做接地焊接工作采用逆序施工方式施工，接地体的焊接工序较多，基础筏板防雷接地施工采用抗拔桩、逆做桩、钢管柱、结构柱之间的焊接，实现多引下线之间的连接，降低接地体接触电阻。与传统的公共建筑相比，采用这种接地连接方式在与地铁、火车线、车库等大型公共场所集于一体的建筑，接地满足地铁规范工程，防雷接地电阻值小于0.5要求，在提高接地焊接稳定性的同时降低人力物力的投入，提高工作效率。通过枢纽项目的实际应用，在施工工艺与以往的公共建筑防雷接地阻值降低60%，施工效率提高50%，同时采用桩、柱、梁的焊接工法在接地系统的稳定性得到提高，与普通公共建筑接地系统更加稳定。4.3 技术要点根据枢纽项目现场接地焊接施工环境，变压器、柴油发电机等高压电气设备的中性点工作接地采用100mm10mm镀锌扁钢延墙体敷设至底板与桩柱（接地体）焊接作为中性点接地体。与传统建筑采用结构钢筋作为接地体相比，增加了变压器、柴油发电机等高压电气设备的接地导电率，提高了设备接地体的稳定性。M101地铁线杂散电流接地利用建筑钢筋距离地面1.5m，横向间距5m就近焊接，在杂散电流接地体与综合接地体相互冲突时，两者采用同一个导体与桩柱进行焊接。北京城市副中心站综合交通枢纽机电安装工程位于地下空间，气候环境湿润，土壤电阻率在80/m左右，该阻值在北京地区属于低电阻率环境，机电安装接地系统采用结构桩、柱作为接地体，多桩、柱之间的焊接实现接地体电阻值低于0.5，实现火车线、地铁线、能源站等设备工作接地、保护接地阻值要求。避免对设备、人身安全产生威胁。综合接地焊接采用单桩、柱与纵向接地网焊接，横向桩、柱不进行跨接时的电阻值为：R=2I(ln8ld 1)=8023.141513(ln8130.0012 1)=10.152式中：R单个钢管桩作为接地极时的接地电，；地下土壤电阻率，/m；I钢管桩暗埋于地下的垂直高度，m；d搭接焊时采用的圆钢直径，m。图4 接地跨接4 焊接工艺流程与技术要点4.1 工艺流程（1）顺序层结构防雷接地焊接。（2）引下点、流水段跨接地接标记。（3）逆序层桩与钢管柱焊接，两者形成有效电气通路。（4）基础筏板防雷接地焊接，将基础筏板上下层钢筋与逆做桩（接地极）、柱焊接，各层钢筋与逆做桩、柱焊接形成闭环导体。（5）将上层防雷引下线利用钢管柱引至基础筏板接地极，实现建筑结构防雷接地系统与接地极形成回路。（6）对轨道交通线两侧预留防侧端子，防侧端子焊接根据要求与结构柱、钢管柱通过12圆钢与结构柱距地500mm焊接，或通过50mm5mm镀锌扁钢与钢管柱翼环距地50mm焊接，在轨道施工时作为等电位联结装置与大地连接。（7）在各层功能设备间保护接地、工作接地预留处采用40mm4mm镀锌扁钢与引下线可靠焊接，等电位联结装置的预留高度为顶板保护层上500mm。（8）在结构B2层对M101地铁线轨道杂散电流引下线引至基础筏板逆做桩、柱焊接，单独设置导体作为杂散电流通路，与防雷接地体形成两个单独的系统，降低防雷接地对杂散电流系统产生的干扰。（9）对开关站、变电所等高压设备场所接地焊接中，变压器中性点工作保护接地利用100mm10mm镀锌扁钢引下至基础筏板与抗拔桩（接地极）焊接，焊接完成对焊接点破坏的镀锌层进行防腐处理。4.2 工艺特点枢纽项目盖挖逆做综合接地体采用12圆钢作为接47INSTALLATION2023.6Electromechanical Installation 机 电 安 装通过计算比较分析，接地极采用单个桩、柱与接地体焊接时，电阻值不能满足设计要求。因此施工过程中采用综合接地网连接焊方式作为接地网，实现多桩柱之间的串联焊接，综合接地网焊接的电阻值为：R=2I(ln8ld 1)=8023.141513(ln8130.0012 1)=10.152R综=2L(lnL2ld+A)=8023.1415290(ln2902130.0012+1.69)=0.0754式中：R综综合接地网的接地电阻值，；L接地网的水平最大距离，m；A桩柱连接导体形状系数。通过上述计算比价分析，在采用综合接地网焊接时，接地网电阻值低于0.5，满足现在施工设计要求。4.4 质量控制与注意事项4.4.1 质量控制根据铁路防雷及接地工程技术规范、国家建筑标准设计图集防雷与接地建筑物电子信息系统防雷技术规范，接地系统采用联合接地焊接，联合接地焊接电阻低于0.5。为了保证接地电阻值满足要求，针对单个流水段接地焊接进行一次电阻测试并记录数据，焊接完结构浇筑完成后一个月进行综合测试，并与单独测试结果进行比较，对接地系统电阻值稳定性进行综合分析，如果接地电阻值大于0.5，则需要桩、柱筏板之间的焊接。为了使接地阻值达到最佳效果，在结构较复杂处利用主梁与柱之间进行跨接，次梁引至就近等电位联结点。在接地焊接前对工人进行安全技术交底，高架上施工在满足安全条件后进行焊接，避免虚焊、漏焊等导致电路不通电阻值增大。焊接完成后对焊接点进行焊渣处理，对焊口进行焊接质量检查与焊接点核对，避免焊接不到位与漏焊。4.4.2 施工注意事项（1）技术准备。在接地焊接之前由电气专业工程师根据规范、图纸要求对工人进行专项安全技术交底。让施工人员对土建结构、接地焊接原理、相关规范规定进行充分了解，便于后期施工降低出错的状况。专业工程师根据图纸要求进行材料提资，物资到达现场后实施三检制度，并对厂家各项资料进行检查，确保资料的完整性，对于高压场所、大铁等特殊场所进行动态监测施工，对材质进行二次监测，施工完成后对焊接点是否生锈等质量问题进行检查与及时改进，避免施工质量问题导致接地系统性能降低。（2）施工后质量检查，在各焊接工序完成后，对各焊接点的连接饱满度、焊接点位进行综合性检查。防雷接地焊接工序在结构预埋阶段会使用到大量的圆钢，这些圆钢在引下线与等电位联结点之间形成通路跨接点，在焊接时表面的焊渣往往会影响焊接的饱满度，接触面降低导致电阻率增大。在施工过程中焊接速度应适中，不应过快也不能过慢，焊接过快将导致焊接饱满度不满足要求，焊接过慢将导致圆钢整体性破坏，在焊接完成后，待焊点温度下降至常温时采用小捶去除焊接点表面药渣3。在等电位联结点引出时将使用大量的镀锌钢板，镀锌钢板为防止氧化在表面镀上一层锌阻止氧化，在镀锌材料的拿取与焊接时，避免与其他材质产生严重磕碰破坏表面镀锌结构，导致后期联结装置氧化，因此在镀锌材质焊接完成后及时对破坏的镀锌层进行防腐处理，避免焊接点氧化增加联结装置电阻值，导致防雷接地整体接地效果不佳，在发现等电位联结装置发生氧化时及时除锈防腐处理，避免二次氧化。（3）严格实施三检制度。本工程属于大型公共建设，防雷接地焊接主要包含高压工作、保护接地，通信接地、保护接地等，在单项验收时严格执行三检制度，过程中形成专检记录。5 结语本接地方式加强了接地系统的保护稳定性，有效保护综合大型交通枢纽的安全，经过多个分项接地检测与综合接地检测分析，各功能接地电阻均满足要求。本焊接方式在确保接地焊接质量的同时降低施工难度，充分保证接地系统的功能性，对整个大型综合交通枢纽接地系统而言，确保了综合接地系统的安全稳定运行。参考文献：1邵晨.关于建筑电气安装中防雷接地施工技术及注意事项J.中国房地产业，2021（19）:18-192铁路防雷接地及接地工程技术规范：TB10180-2016S.3王岩.建筑电气安装中防雷接地施工技术的应用与质量管理J.商品与质量，2021（16）：353.