电力工程盐湖沼泽地质施工技术方案设计Word文档格式.docx
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论文作者(签字):
范万祥
摘要
新疆与西北主网联网750千伏第二通道工程第25标段起自钾肥厂第一选矿厂,止于柴达木变电站构架,铁塔250基,线路路径长度117.345km,沿线海拔为2700~3000米。
Ⅰ回铁塔128基(直线塔114基,耐张塔14基,含1基换位塔和1基终端塔),Ⅱ回铁塔122基(直线塔108基,耐张塔14基,含1基换位塔和1基终端塔)。
基础型式均为斜柱柔性板式基础。
本工程难度大,经过盐池、盐田、沼泽和戈壁等多种地形,工程量大,不确定因素很多。
由于盐池、盐湖、沼泽地段地表软弱,施工所用机械设备及运输车辆无法进入该段地区,部分基础需修施工道路,其中部分基础需用土工麻袋护坡。
基础处于盐池、盐湖、沼泽地带,地质为泥水流沙及淤泥,地基承载力较差,223基基础施工前需采用基底换土。
盐池、盐湖、沼泽区域地下水量大,水位高,为防止基础受卤水腐蚀,本工程223基采用塔基高垫处理,并需用土工麻袋湖泊。
盐池、盐湖和沼泽地带腐蚀性较强,223基基础采用玻璃钢裹体防腐。
关键词:
1、盐湖2、沼泽3、土工麻袋护坡4、卤水腐蚀5、玻璃钢裹体防腐
一、绪论1
(一)工程概况1
(二)地质情况2
二、工程背景4
三、施工难点及施工原则9
(一)施工难点9
(二)施工原则12
四、施工技术方案14
(一)施工道路修筑14
(二)降水方法16
(三)基坑开挖18
(四)基底换土20
(五)塔基高垫21
(六)玻璃钢模板的安装22
(七)混凝土浇筑及基础防腐23
五、施工监理措施25
(一)安全监理措施25
(二)质量监理措施27
(三)进度控制监理措施31
六、结束语34
致谢35
参考文献36
一、绪论
新疆与西北主网联网750千伏第二通道工程是国家电网公司“十二五”规划重点建设项目,是西北750千伏主网架建设的重要组成部分,是实现疆电外送3000万千瓦的重要通道。
工程的开工建设,对促进新疆电力送出,彻底解决青海缺电问题,服务地方经济社会发展,具有十分重大的意义。
通过工程建设,一是将进一步加强新疆与西北主网的联系,提高新疆向西北主网的送电能力,为疆电外送直流工程提供网架支撑,保证疆电外送安全稳定运行。
二是工程落点甘肃沙州和青海鱼卡,可兼顾当地远期风电、太阳能等新能源大规模接入需要,为敦煌、柴达木地区新能源开发创造有利条件。
三是工程落点柴达木,有利于哈密火电向青海送出,增加海西地区供电能力,解决青海“十二五”缺电问题,确保向西藏直流送电的可靠性。
同时也是落实国家电网公司建设“一强三优”现代化公司和建设坚强的青海电网,为实现青海省电力公司“小而强”的奋斗目标,将发挥着关键的作用。
(一)工程概况
二通道工程建设包括新建哈密南、沙洲2座750kV变电站和鱼卡750kV开关站,扩建哈密、敦煌、柴达木3座750kV变电站,新建哈密换流站~哈密南~沙洲~鱼卡~柴达木变双回750kV线路,线路总长为2×
1099km。
工程施工的建设管理单位6家、监理单位15家、设计单位12家、施工单位28家。
为保证二通道工程建设施工的顺利进行,工程建设指挥部部署各参建单位建立了指挥统一、责任明确、运作高效、协作有利、管理灵活的建设管理组织体系。
为贯彻“百年大计、质量第一”的方针,围绕工程创优目标,采取“试点引路、样板先行”等多种措施确保工程质量,坚持“设计精品、设备可靠、系统稳定、科技创新、绿色环保、平安和谐”的工程建设方针,确保工程质量,并开展“奋战一百五十天,打好关键施工季节攻坚战”等多项活动确保了工程进度。
面对高海拔、低气温、强日照、大风沙、生态环保要求高等自然条件的挑战,3万多名参建者克服了人力机具降效、盐湖沼泽区特殊施工、生态环保任务艰巨、高寒天气冬期施工等困难,仅用了392天就圆满地完成了施工任务,实现了工程的“三零”安全目标和质量创优目标。
同时积累了大量的高原、盐湖、沼泽等施工经验,取得了框架结构冬期施工、盐湖沼泽基础施工、防腐基础钢模板成型施工、高原环保施工、超低损耗光纤施工等多种施工创新成果,对以后在高原、盐湖沼泽施工具有重大的指导和借鉴意义。
由甘肃光明电力工程咨询监理有限责任公司监理的第12标段共有两个施工标段,线路全长2×
104.8km,共计铁塔基础447基(直线399基,耐张48基)。
地质条件主要为盐碱地、沼泽、沙漠和戈壁。
其中盐碱地占19.8﹪,沼泽占20.9%,沙漠和戈壁占59.3﹪。
新疆与西北主网联网第二通道工程第25标段起自钾肥厂第一选矿厂,止于柴达木变电站构架,铁塔250基,线路路径长度117.345km,沿线海拔为2700~3000米。
(二)地质情况
表1-1沿线地质分布情况
序号
地质分布
地质类型
盐池
盐湖
沼泽
戈壁滩
基数(基)
71
62
90
31
塔号
1100#-1135#
2097#-2130#
1136#-1162#
2131#-2161#
1163#-1210#
2166#-2207#
1211#-1226#
2208#-2222#
本工程线路主要分四类地形、地貌:
山前冲积平原地貌;
以化学沉积、湖泊边缘洪积成因的平原地貌,属季节性沼泽区;
化学沉积、湖积地貌为主,属察尔汗盐湖区;
盐湖卤水池。
山前冲积平原地貌地层岩性以第四系冲洪积成因的细砂、粗砂互层为主,厚度大于15m,砂质较均匀,微显水平层理,松散~稍密状,局部夹薄层角砾层。
本段地下水埋深大于10m。
以化学沉积、湖泊边缘洪积成因的平原地貌,属季节性沼泽区,以化学沉积、湖泊边缘冲洪积成因的平原地貌为主,地表盐化作用强烈。
本区为周边地下水、地表水汇集区,属沼泽化湿地区,常年沼泽和季节性沼泽相间分布,地表密布大面积的耐盐碱植被(碱草),地表水随处可见。
本段地层岩性以粉砂、粉土粉砂互层、淤泥质粉土等为主,厚度大于10m,岩土工程特性较差,属软弱地基土。
本段地下水埋深在0.5~1.0m左右,局部沼泽边缘区域地下水埋深1.5~3m不等,地下水变幅±
0.5~1.0m。
软弱地基土区段,需采取地基处理措施并采用浅埋高垫方案。
图1-1四类地形、地貌图
化学沉积、湖积地貌为主,属察尔汗盐湖区,线路所经区段15m深度范围内地层主要为第四系洪积、湖积成因的粉质粘土夹粉土层为主,具水平层理,呈可塑~流塑状态,地面下5m深度范围内,地层中夹有多层5~30cm厚度不等的粉、细砂层,地表有2~30cm厚度不等的石盐层(结晶盐)。
全线6.0m以上的地层均属软弱地基土,含水量高,结构疏松,且具有中等压缩性,属不均匀土,工程性能较差,6.0m以下地层工程性能略有增强。
沿线地下水埋深浅,水位埋深一般在0.5~2.0m左右,季节性变幅在±
0.5~1.50m,为湖区周边地表降水径流汇流渗透补给。
软弱地基土区段,盐田段影响较大,需采取地基处理措施并采用浅埋高垫方案。
盐田卤水池位于湖积平原上,地势平坦,土质不均匀,砂感较强,粉土和粉质粘土成互层状,属软弱地基土,6m以上的地层中夹有多层3-15cm不等的粒状盐晶及粉细砂透镜体夹层。
塔位位于卤水池内,受盐田卤水的腐蚀影响,地表汇集卤水深度为0.3-2.5米之间。
二、工程背景
各参建单位接中标通知后,各级各部门高度重视,于2012年06月01日参加了在陕西西安召开的工程启动会,立即派人进驻展开前期调查,配合设计单位人员进行设计接桩,初步掌握线路地质条件、交通情况、气象条件,选择合理位置建立监理、施工项目部;
并派测工进驻现场,开展线路复测工作,对现场沿线情况深入调查,发现问题积极与设计联系解决。
本工程沿线经过盐湖区,无人区、沙丘区、沼泽、湿地及高山大岭等,沿线地形、地质情况复杂,气候条件恶劣,建设环境艰苦,对工程施工和工程材料设备运输提出了新的要求。
沿线部分线路途经高海拔地区,该地区气压低、缺氧、严寒、大风、强幅射,自然环境恶劣,施工环境极易诱发各类高原综合病症,对人员健康的危害严重。
工程建设时需要建立完善的医疗保障体系,做好高原医疗卫生保障知识的培训和习服工作,有效降低危害程度,保障建设者的生理健康。
哈密南750kV变电站是国家电网公司“十二五”规划的重点建设项目,是新疆与西北主网联网第二通道工程“6站12线”的枢纽变电站,也是实现疆电外送3000万千瓦的主通道,将为±
800kV哈密—郑州直流工程提供坚强的网架支撑,满足新疆向西北主网送电的需求,同时对敦煌、柴达木地区新能源开发、提高±
400kV青藏直流送电可靠性,促进新疆跨越式发展,实现资源优势转换战略具有重要的政治意义。
哈密南750千伏变电站工程是新疆送出二通道工程的枢纽变电站之一,是实现疆电外送的重要通道,工程战略意义特殊;
哈密南变电站工程地处戈壁腹地无水区,酷热严寒,风沙大,单日极值温差达到46℃。
本站是疆内首座完整的全智能化变电站,节能、降噪等新材料、新工艺应用广泛,技术攻关课题较多。
工程质量目标为争创“国优银奖”,夺取“国家电网公司项目管理流动红旗“,实现既定目标具有挑战性。
沙州750千伏变电站工程:
本工程套管及支柱绝缘子全采用复合化套管及绝缘子;
沙州750千伏变站址紫外线强、风沙大、温差大,支柱绝缘子、设备出线套管的污秽外绝缘为复合绝缘材料,复合绝缘材料具有重量轻、耐污性能优、抗震性好、价格低、表面憎水性能良好、运输安装方便、交货周期短等特点。
可控高抗装置容量国内最大:
本工程鱼卡2回线路上首次装设容量为390Mvar可控高抗,可控高抗选用分级式可控高抗,固定容量为10%,分级容量为40%、70%、100%容量三个分级。
SVC装置容量国内最大:
本工程每台主变66kV低压侧首次装设单套容量360MVarSVC装置,是目前国内容量最大的SVC装置。
沙州750千伏变电站工程首次在750kV配电装置采用人字钢管构架形式,在保证相对地、相间净距取值同750kV通用设计取值相同的条件下,将750kV间隔宽度由42m减小为40m,节省工程占地和投资,50kV软母线首次采用四分裂方式。
本工程建设规模大:
总占地面积18.683h㎡,750kV出线6回,330kV出线5回。
固定高抗10台,可控高抗7台,可控高抗控制部分两套。
本站为户外常规站,施工受天气影响较大:
工程所在地风沙大,气候干燥,夏天炎热,冬天寒冷。
变电站工程施工需经历一个冬季寒冷季节,两个夏季高温季节。
质量要求高:
本工程为国家电网公司重点工程,确保创建国家电网公司优质工程;
争夺国家电网公司流动红旗;
争创国家优质工程银质奖。
沙州750千伏变电站工程标准工艺采用115条,其中土建71条,电气44条。
标准工艺应用率要求为100%。
鱼卡750kV开关站工程:
电气工程的特点是750kV电气主接线远期及本期均为一个半断路器接线,远景10回出线,2台主变,1组母线高抗,组成6个完整串和一个不完整串,装设2组母线设备,20台断路器;
本期4回出线,1组母线高抗,组成1个完整串和3个不完整串装设2组母线设备,9台断路器。
330kV电气主接线远期采用一个半断路器接线,设双母线分段断路器,18回出线,2台主变,组成10个完整串,装设4组母线设备,32台断路器;
本期不建设。
66kV电气主接线远期采用以主变压器为单元的单母线接线,每组主变装设3台总断路器;
全站构建保护信号、测控信号、故障录波信息子站、相量测量、状态监测、网络通信、计量、交直流电源系统、环境监测、视频、安防、环境参量于一体的变电站自动化系统,并在自动化系统上实现高级应用功能,为智能调度提供数据支撑。
变电站自动化系统采用开放式分层分布式系统。
由站控层、间隔层、过程层组成。
采用三层设备两层网络。
站控层网络采用双星型,MMS、GOOSE、SNTP对时网三网合一。
750kV过程层SV、GOOSE网络独立。
本期工程新建4回750kV线路,分别至750kV沙洲变双回,750kV柴达木变双回,每回线路配置两套完整的、独立的能反映各种类型故障,具有选相功能的全线速动保护,主保护一、二均为光纤电流差动保护,采用复用通信2M光纤数字通道,每套保护具备双通道功能。
每条线路的2套主保护集成过电压及远跳就地判别功能。
每套断路器双重化配置2套断路器保护,每串三台断路器保护装置1组一面屏,每串三台断路器保护装置2组一面屏。
每段750kV母线,按变电站最终规模配置两套微机型母线差动保护。
两段共需4套,共组两面屏。
鱼卡750kV开关站由西北网调调度管理,由青海电力公司检修公司运行管理。
远动信息应分别送至西北网调、青海省调、省检修公司于西北网调、青海省调通信均采用电力调度数据网络双平面互为备用方式。
土建部分的主要特点:
本工程按750kV变电站规划,本期建设750kV开关站部分。
750kV配电装置布置在站区东侧,向东出线;
预留的330kV配电装置布置在站区西侧,向西出线;
主控通信楼布置在站区北侧,从北侧进站。
本工程按750kV变电站规划,按变电站最终规模一次征地,全站总征地面积17.86公顷(267.89亩),其中围墙内占地面积15.54公顷(233.2亩)。
站内道路采用公路型混凝土路面,按本期规模建设。
电缆沟采用混凝土结构,按本期规模建设,主电缆沟长度2000m。
本工程所处地区风沙较大,电缆沟采用半封闭电缆沟,防止风沙吹入。
站区建筑物按本期规模建设,建有主控通信楼、2座750kV继电器室、交直流配电室、2座可控高抗小室、整流柜室、汽车库及备品备件库等建筑物,全站总建筑面积2606.45平方米(含可控高抗小室480平方米、汽车库及备品备件库188.70平方米),其中主控通信楼建筑面积732.07平方米,站址位于边远地区,交通条件较差,站内设置独立运维楼内,运维楼建筑面积353.80平方米。
本工程抗震设烈度为8度,动峰值加速度为0.30g,主控通信楼、继电器室、可控高抗小室等主要生产建筑物按9度采取抗震措施。
主控通信楼、继电器室、交直流配电室、可控高抗小室等主要生产建筑采用框架结构。
线路工程:
新建750kV哈密变~哈密换流站~哈密南~沙州~鱼卡~柴达木双回、沙州~敦煌双回线路工程,新建750kV线路长度约为2×
线路复测采用GPS全球定位系统配合激光全站仪复测,确保后续工序施工精度。
复测阶段重点校核本标段的线路方向、档距、塔位、高差及交叉跨越,正确补定遗失的桩位,复测结果记录备案,发现问题及时与设计单位联系。
线路复测不仅要满足施工验收规范规定的重点复测校核项目,还应对对地(含风偏)距离、对潜在的危险跨越物的距离、对运行通道中成片树林距离(含风偏和倒树距离)应满足少伐或不砍伐的原则,发现问题及时通知设计单位。
塔基断面复测还检查塔基地质情况,稳定判断,尽量避免因设计考虑不周导致基础外露过高或塔腿埋入基坑以内情况,避免基础处于不良地质或不稳定滑坡地带。
所经地形平丘地形,山地,沙漠,戈壁,盐湖,沼泽等,线路施工交通可利用与线路平行走线的西部管道石油伴行线、兰新铁路两侧的简易道路、兰新铁路二线施工公路和地形平坦的戈壁滩等,途径盐湖、沼泽地区采取修筑路施工道路,交通条件不便。
本工程是世界上第一条在盐湖上架设的750kV电力线路,路径地形复杂,经过戈壁、沼泽、盐湖和盐池,部分基础需采取防腐措施,采用玻璃钢模板防腐。
部分基础采用地基换土和塔基高垫施工,是一条在高原上采用铝合金芯型导线的线路。
三、施工难点及施工原则
根据工程的具体情况建立了质量管理体系和质量责任制。
监理应依据审核批准的监理规划,制定现场监理实施细则和平行检验制度。
施工单位必须按合同约定的责任和义务以及监理规范接受工程监理。
在工程实施过程中,施工单位对每道工序必须作到以人为本、科学管理、精心施工、持续改进,为创国网优质工程奠定基础。
由于本过程所处地区为沙漠、盐湖及沼泽地区,必须严格按照施工方案和措施进行施工,为保证现浇基础的浇制质量奠定了基础。
(一)施工难点
1、人机降效与施工组织
二通道工程处于高原地区,缺氧、干燥、寒冷,自然环境极其恶劣,施工条件艰苦,这些因素致使人员、机具严重降效,相比常规工程机具降效率超过了30%。
为保证科学、合理的推进施工,二通道工程加大了人力、机具等资源调配力度,工程人力资源和大型机具配置较常规工程超出了1.5倍。
施工资源加大投入的同时,对施工组织管理也提出了更高的要求,必须采取系统的安排施工人力、有序的调配设备机具等措施,才能最大限度的降低高原人机降效对施工的影响。
2、工程建设与生态保护
新疆与西北主网联网第二通道工程沿线经过新疆、甘肃、青海三省,跨越暖温带和温带等气候带,地形变化复杂、地貌类型丰富、气候环境多样,有珍稀濒危野生动植物物种资源,独特的气候条件、湖盆、湿地。
沿线自然生态环境原始、独特、敏感、脆弱,扰动破坏后很难恢复。
施工过程中不可避免的要破坏部分高原植被,如何做好施工中取弃土、路基占压、含油污水、生活污水、废气、扬尘等的控制及植被恢复工作是工程该工程建设的一大难点。
3、高原健康危害
4、生活环境恶劣
新疆与西北主网联网第二通道输变电工程途经地区,沿线经过无人区、沙丘区、湿地、盐湖、沼泽及高山大岭等,沿线地形、地质情况复杂,气候条件恶劣,夏季日照强烈地表温度高,昼夜温差达20摄氏度,冬季寒冷时间漫长,春秋季节气候多变,常有沙尘暴侵扰,建设环境艰苦,协调难度大,对工程施工和工程材料设备运输提出了新的要求。
5、戈壁滩砂砾石地基处理戈壁、沼泽地质基坑塌图3-1沙尘暴侵袭
方严重。
戈壁地区沙层为松软细沙,开坑塌方严重;
沼泽(有90基)地区水位较高,土质松软易塌方,地基土主要为砂砾石夹杂粉细砂,厚度较大,承载力较低,失水风干后砂土强度降低。
戈壁滩砂砾石地基的属性对地基处理的防水、防渗、防沉降提出了更高的要求。
为确保施工安全,需加大现场安全防护用品的投入,编制专项施工方案保证施工质量。
6、工期紧任务重
该工程是国家电网公司“十二五”规划重点建设项目,是西北750千伏主网架建设的重要组成部分,是实现疆电外送3000万千瓦的重要通道。
为了尽快建设成二通道工程,国家电网公司经过三次科学分析和优化调整,将二通道工程建设时间由最初的16个月确定为13个月。
工程从2012年6月1日开工典礼到2013年6月27日投入运行,历时13个月,日历工期392天。
在戈壁、盐湖、高原上建设如此规模宏大的大型750kv线路工程,工期极为紧张,任务非常繁重。
7、盐湖沼泽基础施工难度大
(1)盐湖、沼泽地区
1)盐湖、沼泽地区标高以中心桩地面为准,修路高度为高于地面0.5米,但基础周围没有修路,地面松软,挖掘机的活动范围较小,必须使用大型挖掘机开挖。
2)基础开挖之前先挖排水渠,用明渠排水的方法排水。
3)基坑开挖时挖掘机必须站在稳定的地面,特殊情况可用钢板铺垫,保证挖掘机的稳定和安全。
4)基础开挖时必须由施工队技术人员指挥挖掘,基坑尺寸必须按设计要求开挖,如基坑塌方严重可适当加大放坡。
5)基坑开挖时要随时观察基坑内出水量,水量大时停止开坑,继续降水,直至水位下降再继续开挖,防止水量过大塌方严重。
6)基坑开挖后停止挖掘,进行毛石换土施工,第一层毛石用挖掘机压实后方可进行下一层换土施工。
7)开挖过程中不得停止明渠降水,如水量过大,可在坑底挖明渠,用水泵抽水,即“基坑内明渠降水”。
保证施工时基坑内的水量满足施工要求。
(2)盐池地区
盐池地区采用浅埋高垫措施,原则上基础标高与坝持平,即以坝为基准点,施工时基础以基准点向下量基础埋深和换土1m深度,确定开挖底平面后开始施工,开挖时必须注意挖至盐层下淤泥层(即防渗层)时停止挖掘,上报项目部,由项目部与设计工代现场确认后,以淤泥层为底平面将基础适当提高,提升高度根据现场实际确定,提升后方可继续基础施工。
此情况下基础标高和高垫高度将高于坝平面。
高垫施工前需清除池底盐层,高垫无需一次性高垫到位,高垫高度过水平面1米以上时即可开始基础开挖。
盐池中部分有水,部分水位较浅,只有0.3-0.5米,个别高度达1.8-2.5米。
基础施工可分为水面以上,水面以下、地面以上,还有部分在地面以下。
基础修路和高垫施工要根据基础施工面高度不同而不同。
基础施工面在水面以上的情况,修路可以和基础施工同步进行,即修路的同时进行高垫施工,基础高垫必须压实,高垫过施工面至设计标高方可开始开挖基础,高垫土方用土工麻袋护坡。
由于基础高垫作业面有限,所以中型挖掘机适合此地区施工,开挖时必须保证挖掘机的平稳,开挖至换土层如有必要可做明渠降水处理,开挖的坡度要控制,防止坍塌的同时保证作业面尺寸满足施工要求。
基础施工面在水面以
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