特高压构架螺栓预埋及GIS 预埋件标准工艺应用

刘 敬

(安徽电力建设第二工程公司施工项目部，安徽淮南 232000)

0 引言

1 000 kV变电站屋外架构基础预埋地脚螺栓及GIS基础预埋件是特高压工程施工中承上启下的连接工具。由于本次示范工程钢管构架首次采用带颈法兰与直缝焊管对焊的连接形式，故其螺栓的角度及精度与待安装的屋外架构超大型钢构法兰底盘要求必须方位精准和吻合;此外，GIS基础预埋件其埋件标高和平整度能否达到设计精度是直接关系到特高压项目中变电站昂贵的核心重大电气设备——GIS能否顺利安装的重要前提，也是能否保证电气设备正常发挥功能的基础性保障。

鉴于预埋螺栓及GIS预埋件在工程中发挥的重要性，在施工过程中要提前策划，合理布局，提高工艺水平，把标准工艺应用率和操作规程落实到具体作业中，通过采用角钢样板骨架配合锚固板及GIS基础预埋件安装微调装置等具体技术处理手段，严格贯彻了国网公司“样板引路，示范先行，推行统一的技术标准、工艺规范和标准化作业”的指导思想，施工结束各项质量指标经业主方、监理方及安装单位联合验收，质量标准符合Q/GDW 183中相关要求及现行国家规范，一次成优率100%。

1 1 000 kV屋外架构基础工程预埋螺栓作业标准工艺质量保证措施

1)屋外架构基础预埋螺栓角钢骨架加工:角钢立柱的下料(材料选用∠50×5角钢)——依据设计图纸计算出角钢立柱的高度，进行下料(下料要求:角钢立柱的长度大于计算值30 mm，作为调整量)，样板架高度采用等扣下料(即按照设计高度扣减二次灌浆高度及保护层厚度)。

2)固定锚固板制作:焊接在角钢上初步定位螺栓，锚固板螺栓孔中心孔径及角度按图纸尺寸要求采用机械冲孔切割，要确保样板支架的标高、垂直度及开档尺寸在规定范围内。每个构架基础采用钢板加工一个矩形锚固钢板，采用厚度5 mm钢板。矩形锚固钢板上划十字线，并按照设计要求均分15°/30°，在锚固钢板上加工24个圆孔(直径分别为M45，M56，M42)，且与图纸设计位置尺寸相一致。锚栓样板架制作结束后，根据图纸尺寸进行编号。

3)1 000 kV屋外架构预埋构架螺栓作业步骤:a.在基础垫层施工时，在垫层的构架基础中心位置同时埋设8块200 mm×200 mm，厚度8 mm的预埋件，间距0.80 m×0.80 m。4块埋件按照螺栓控制架尺寸埋设，另4块按照45°在控制架外侧埋设，作为支撑控制架稳定并用角钢与架体焊接。在预埋件上用∠50×5角钢焊接成为样板架，样板架顶面标高与第一次浇筑面在同一个标高平面上，样板架外包尺寸按照基柱截面等扣减50 mm(满足保护层厚度)。锚固板焊接在角钢骨架上，注意:角钢要对称焊接、观察垂直度、检查平整度，最后焊接牢固。将螺栓试穿矩形锚固钢板，调整好间距、垂直度、平整度后，将螺栓与锚固钢板临时固定。下部与螺栓底部埋件焊牢，上部低于基础面层50 mm。b.在每根螺栓顶面正中心位置划上十字线，用钢卷尺测量调整螺栓顶中心眼距钢架顶纵向或横向轴线钢丝的水平距，将水平尺竖向紧靠在螺杆中部，根据水平尺上横向气泡是否居中来调整螺栓的垂直度，使地脚螺栓竖向垂直度偏差小于1/1 000。按照设计位置调整螺栓位置，准确无误后，将螺栓用短钢筋与角钢样板架焊接;对地脚螺栓的标高校核，利用锚固板板下方支撑螺母进行标高调节，螺母上表面标高及丝头长度，要求必须标高精确，三只螺母标高一致，与图纸相符。c.地脚螺栓下层固定采用钢筋焊接，角钢骨架的下部采用与上部一致的角钢加固。所有杆件样板架焊接焊缝高度为6 mm。剪力槽制作采用多层模板在混凝土浇筑前放置锚固板预留洞内，在混凝土达到3.5 MPa时取出。构架混凝土浇筑完毕后，按照图1～图3所示将构架角钢骨架及锚固板割除，其中，如有设计相同型号的屋外构架，锚固板还可以重复利用。注意:角钢骨架割除时，必须严禁烧伤受力地脚螺栓螺杆。浇筑体表面用电镐凿毛，以确保二次灌浆结合面牢固。

4)预埋螺栓安装完毕以后，方能进行钢筋绑扎、模板支护工作。支模时，对拉螺栓位置应避开地脚螺栓锚固板，埋管等位置，以防止拉动，引起位移。地脚螺栓垂直度及轴线距离偏差要求高、难度大，施工过程中采取:初步安装→检查→调整→再检查→再调整，直到偏差在允许范围内。为保证地脚螺栓不受浇筑混凝土的影响，要求混凝土泵管架与模板支撑体系脱开。严格控制混凝土浇筑速度，保持每小时浇筑20 m3以减小混凝土浇筑对地脚螺栓的挤压。基础浇筑时，应多方位均匀下料，防止地脚螺栓受力不均与基础立柱不同心，有异常现象及时调整浇筑方法。

2 GIS基础工程预埋件的制作与安装作业标准工艺质量保证措施

1)GIS埋件角钢骨架加工:角钢骨架制作的固定样板架(材料选用∠50×5角钢)，角钢连接固定。安装要求:各杆件尺寸误差不大于1 mm。要严格控制样板骨架顶面标高(GIS基础以预埋件板面标高扣减钢筋保护层厚度及螺杆调节长度)。

2)GIS基础工程预埋件需用量大，预埋件的规格、型号繁多，必须按预埋件设计要求制作大样图，从制作到安装进行跟踪检查。预埋件及锚筋按规范取样经试验合格后方可用于工程。预埋件由加工厂集中制作，要求埋件下料准确、对角方正、表面平整、焊接牢固、无翘曲变形。

图1 1 000 kV屋外构架柱脚锚栓固定支架示意图

3)预埋件制作。

a.预埋件按照设计要求全部采用手工电弧塞焊制作，其制作方法参照本工程预埋件详图;锚筋d＞20 mm采用穿孔塞焊;焊条采用E50;注意:埋件面板必须用等离子切割机下料，以控制变形，下料完毕用交向磨光机将钢板四周打磨光滑平整。

b.埋件加工焊接时要注意施焊的角度，第一遍焊接施焊角度为45°，第二遍焊接施焊角度为30°，第三遍焊接施焊角度为30°，直至满足设计要求的焊缝高度，且焊接要连续，施焊时电流不宜过大，严禁烧伤钢筋。注意:焊接锚筋采用中间向四侧扩散的顺序，并分次跳焊，以控制预埋件焊接变形。焊接后要快速除渣，焊缝要均匀、饱满，不应有夹渣、气孔、蜂窝等缺陷，并用錾子和角向磨清除焊接飞溅物，如有以上缺陷需做补焊处理。埋件制作完毕后，严格按照设计要求进行热镀锌处理(注意:预埋件锚筋部分不要镀锌)预埋件加工完后，在堆放场内按其编号分类码放。

4)GIS基础工程结构预埋件微调装置的安装。

a.安装前，根据施工图对照预埋件规格逐一核对，逐个检查平整度，如检查有翘曲和锚筋变形进行机械矫正，严禁用乙炔火烤矫正。依据施工图放置相应的预埋铁件，放置时应先定好位置，且复核其位置的准确性，最后用精密水准仪测出埋件标高及平整度。

b.鉴于GIS预埋件单块质量较重，为保证预埋件的精度，采用上述角钢骨架体固定后，在每块预埋件边角上焊接四个φ12 mm螺杆调节杆做微调装置(GIS预埋件单块质量超过150 kg以上的，用四个φ14 mm螺杆调节杆做微调装置，调节杆上下用螺帽调节);施测精平时，要对称调节螺杆，以防预埋件平整度偏差。对于板面较大的预埋钢板按设计要求开设φ70 mm排气孔，以便于混凝土振实，防止出现预埋件有空鼓不密实等质量通病现象，见图 4，图 5。

图2 J-2预埋锚栓锚固板

图3 J-1（J-3）预埋锚栓锚固板

图4 GIS基础组合角钢骨架示意图

图5 A—A剖面（微调装置大样图）

c.预埋件位置控制:安装前先在埋件面板表面弹出形心墨线，安装是挂细线与墨线重合，再用微调装置进行精调;预埋件标高控制:通过调整焊接在锚固板上下螺杆调节的微调装置使螺顶标高达到设计要求;调节定位角钢，使螺栓水平位置基本准确，然后点焊固定，再通过调整钢垫片的位置使螺栓水平位置达到设计要求后，将垫片与定位角钢点焊一点固定(见图6)。

d.固定样板架必须焊接牢固，满足强度，刚度和稳定性要求，保证固定样板架在混凝土浇筑过程中不变形、不位移。注意:浇筑前，要保护好埋件的镀锌层，防止镀锌层氧化和污染。具体做法:用不干胶薄膜自粘埋件表面，浇筑完毕后撕下薄膜，镀锌层无损坏和污染。注意:微调装置的螺杆丝头如果超过预埋件板面，用角向砂轮机割除，严禁用火焊割除以防止微调装置变形。在作业过程中不要触动预埋件固定样板架和预埋件板微调装置。

e.混凝土浇筑前根据各部位预埋件的设计标高，在角钢样板架上标识出来，作为控制混凝土高度的基准点。注意:为防止预埋件边角出现裂缝，在浇筑混凝土前，用2 mm橡胶皮粘贴在预埋件侧面，以防止混凝土硬化收缩时预埋件与混凝土形成不规则八字裂缝，同时，也起到控制混凝土表面低于预埋件5 mm的设计要求。GIS基础浇筑过程中混凝土尽量从预埋件固定样板架四周均匀地进入中间，防止固定样板架倾斜移位和预埋件受力不均与基础不同心而产生位移，有问题及时调整混凝土浇筑速度和浇筑角度。

3 1 000 kV屋外架构基础及1 000 kV区域GIS基础成品保护

1)屋外架构预埋螺栓丝扣保护:到场后即用黄油将丝扣满涂，尽量避免硬体器物碰击螺栓丝扣。地脚螺栓上严禁随意焊接，搬运安装时，不可碰坏螺栓丝牙，螺栓丝牙上应涂黑铅粉牛油并用塑料布外加铁件护套进行保护(见图7)。

图6 1 000 kV GIS基础工程预埋件工程图

图7 1 000 kV屋外架构基础工程预埋螺栓工程图

2)GIS基础预埋件半成品保护:埋件到场后即用再生棉毯铺垫，注意:先放置在再生棉毯上，锚筋朝上(避免锚筋变形)，避免锚筋变形而影响安装入钢筋稠密的设备基础内;吊运埋件时，在埋件两侧用软木垫支两侧边缘，尽量避免损坏螺杆调节微调装置和污染预埋件镀锌面。

4 结语

特高压项目1 000 kV架构基础预埋螺栓及GIS基础预埋件施工过程中，通过应用样板骨架配合固定板预埋螺栓及GIS基础预埋件安装微调装置，对预埋螺栓及GIS基础工程预埋件位置、角度和标高及施工精度的最终质量达到设计精度有着重要保证，以上工艺标准及各项质量保证措施和各项标准工艺应用，确保达到了“控轴线、无高差、一次成优”的质量目标。

注:刘敬身份证号:34040319650419183X

［1］DL/T 5210-2005，电力建设施工质量验收及评定规程 第一部分:土建部分［S］.

［2］GB 50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范［S］.

［3］国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册［S］.