提高青藏高原高海拔冻土区基础热棒安装质量施工技术浅议.docVIP

提高青藏高原高海拔冻土区基础热棒安装质量施工技术浅议 　　摘 要：本文着重介绍青藏高原永久冻土区超高压直流输电线路热棒施工工艺，以及该工艺施工过程中的机械选型、施工注意事项。与以往普通土质情况下热棒施工情况不同，永冻土地区热棒安装数量大，施工条件恶劣，地质情况复杂，诸多原因造成热棒安装质量差，工艺不美观，多数情况下会造成返工，损失巨大。课题组利用有效可行的施工方法，从热棒特性、机具选择、施工方法等施工角度，阐明了本施工过程的施工原理。使用本施工方法后，提高了热棒安装质量、且成型后工艺美观，大大节省了施工成本，提高了工作效率，达到了预期的目的。 　　关键词：永久冻土区超高压直流热棒安装施工 　　中图分类号： TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-8198 　　 　　1 概述 　　 　　由我项目部承建的格尔木-拉萨±400kV直流输电线路工程第6标段，起于雁石坪分界塔位（4086#）开始，止于本标段终点（4300#）唐古拉山口。本标段线路长度为94.539km，杆塔基数为214基，共13种塔型。其中直线塔为176基，转角塔为38基。 　　导线采用4×LGJ-400/35钢芯铝绞线，两侧地线均为OPGW复合光缆。气象条件：最大风速34m/s，最大覆冰10mm，最低气温－45℃,最高气温40℃，平均气温-10℃。全标段直流盐密为0.03mg/cm2，为清洁区。 　　施工6标热棒安装共计1232根，其中锥柱基础58个安装热棒680根，（ 31个基为每基8根，27个基每基16根），灌注桩基础29个安装热棒232根（每基8根），装配式基础20个安装热棒320根（每基16根）。 　　热棒规格：φ76mm，全长9m、11m两种规格，完成安装后外露2m。每基周围安装热棒的数量大致在4～16根（根据设计确定具体的安装数量）。 　　 　　2 立项背景 　　1.2立项背景 　　1.2.1本工程位于唐古拉地区，基础全部为永久冻土区基础，采用热棒数量较大，由于热棒本身价格高，加之施工困难，如因质量或工艺原因造成返工，损失巨大； 　　1.2.2本工程为保护生态环境，基础为全方位不等高设计，同基铁塔底板尺寸也不尽相同，根据热棒效能范围的特性，合理安排热棒位置，可做到工艺美观； 　　1.2.3本工程地基7―9米全部为永冻层，热棒施工时，冻土经扰动后不稳定，容易使热棒下沉或抬升，影响热棒安装质量和运行效果。 　　3技术方案及原理 　　在热棒安装一般方法的基础上，从机械选择、热棒位置的微小调整（在热棒效能的有效范围内）方面提出改进措施，有效提高热棒的安装质量、工艺美观度、减少返工。 　　3.1热棒特性参数 　　热棒技术是一种利用制冷工质液汽两相转换的对流循环来实现热量传输的系统，是无源冷却系统中热量传输效率最高的装置。热棒是两端密封的管子，管中装有液体工质。目前应用在冻土区工程中的为低温氨重力热棒，热棒的上部装有散热片，叫散热段。热棒的下部埋入多年冻土中，叫蒸发段。在寒冷季节，由于空气温度低于多年冻土温度，热棒中的液体工质吸收多年冻土中的热量，蒸发成汽体（吸收汽化潜热）。蒸汽在压差的驱动下，沿热棒中心通道向上流动至热棒上部(冷凝段)，遇到较冷的管壁放出汽化潜热，冷凝成液体，液体工质薄膜在重力作用下，沿管壁流回蒸发段再蒸发，如此循环把大气中的冷量源源不断地传输到地基多年冻土中。由于重力热棒特有的传热机理，当空气温度高于多年冻土温度时，液体工质蒸发的蒸汽到热棒上部（散热段）后，由于管壁温度较高，蒸汽不能冷凝，达到汽液相平衡后，液体停止蒸发，热棒停止工作（热棒的单向传热特性），这样大气中的热量就不会通过热棒传到多年冻土中。 　　 　　 　　正是由于热棒的这个特点，把大自然的冷量导入到多年冻土中，使地下的永冻层温度降低，加固了冻土的强度。在冻土层，没有应用热棒时，其内部的冷冻和融化是完全依靠冻土本身的传导，这样在冬天冻土得不到充分的冷冻，低温冻土区冻土层的年平均地温温度只有-2℃，在夏天温度高于0℃时，很容易就会融化变形。而在埋设热棒后，其内部增加了一个近乎等温度冷源，可以把从地面到地下5～6m的近热棒壁土层的温度变成-20℃，强化了冻土层的冷冻过程；在夏天又不会增加融化过程，增加了冻土层的冷储量，增加了抵御环境气温温度升高而导致地温升高，冻土热稳定性降低的可能，保证基础在冻土区上的工程建筑物在运行时的稳定。 　　基管和翅片规格单位：mm 　　 　　 　　3.2采用的标准和工艺导则 　　该项目中主要采取的标准和工艺导则有：《110～500kV架空送电线路施工及验收规范》（GB50233-2005）；《地基与基础工程施工及验收规范》（GB 50202-2002）等。 　　4 热棒安装工艺 　　4.1热