摘要：直流接地极作为直流输电的一个重要组成部分，直流接地极在系统运行期间起着及其重要的作用。传统型水平接地极，占地面积较大，选址困难，对土地的破坏程度也较大。垂直型接地极具有技术安全可靠、施工简单、效率高、成本低等特点，减小对交流电力系统的影响以及对周围环境的影响，具有明显的经济效益和社会效益。本施工方法采用旋挖桩机进行打孔。电缆沟、电缆井铁塔基础采用挖机开挖。施工现场场内采用装载机运输石油焦炭，方便快捷。
关键词：直流输电线路；施工流程，测量放线定位
一、施工流程
1、旋挖桩施工
1.1旋挖桩及孔内施工工艺流程
旋挖桩的施工工艺流程见下图。
1.2放样定位
工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。
1.3旋挖机就位
钻机就位必须稳固、周正、水平，定位，钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。
1.4埋设护筒
护筒有定位、保护孔口及防止软土层塌方等重要作用，护筒内径D=1.0米，厚度为6mm，每根桩先用1.2米的钻头在软土层成孔，然后利用桩机自重采用液压将钢护筒压至强风化和软土层交接面处。护筒埋设深度根据地质情况而定，一般为5.0～7.0m（软土层厚度），护筒中心与桩位中心的偏差不得超出设计和规范的要求。护筒面应高出地面0.3m。
1.5旋挖机成孔
（1）护筒埋设好后，桩机再换成1.2米的钻头继续挖土（岩）成孔，桩总深度为35米。钻孔桩的终孔深度应由施工单位会同设计、监理、建设单位及质监部门，根据设计入岩要求，参照地质剖面图上的设计深度确定；如发现地质情况与设计不符时，应及时报告驻地再会同有关单位研究处理；在淤泥和淤泥质土层中，应严格控制钻进速度，一般不宜大于1.5m/min，在松散砂层中，钻进速度不宜超过1.0m/min；在硬土层或岩层中的钻进速度以桩机不发生跳动为准；施工时桩机要立于平整坚实的场地,成孔过程要经常检查钻杆垂直度,并经常纠偏。
（2）旋挖钻机的钻进工艺采用干土直接取土,旋挖钻机工作时能原地做整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时，依靠钻杆和钻头自重切入土层，斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土；遇硬土时，自重力不足以使斗齿切入土层，此时可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入土中，完成钻孔取土。钻斗内装满土后，由起重机提升钻杆及钻斗至地面，拉动钻斗上的开关即打开底门，钻斗内的土依靠自重作用自动排出，钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘。
（3）在土层中成孔时，采用一般锥形桶斗齿取土，穿透土层后，更换带挖掘机斗齿的钻头掘进，一直达到设计要求的深度方可终孔。
1.6清孔及排水
钻孔至预定深度后即可清孔，直至孔里的各项指标符合施工要求。往孔内吊PPR管前，应用扬程40米的泥浆泵把孔底的水抽干。
1.7回填桩孔
桩孔混凝土浇筑完成后，应将上部未灌混凝土部分利用场地内护筒、沟、池、槽开挖出来的泥土、矿渣等进行回填，回填满后，用混凝土重新将孔口封住，变成整块硬地坪场地。
1.8渣土外运
桩机挖出的渣土应用自缷汽车运到距离工地约5公里外的荒地(具体待现场勘察后确定)上堆放。
二、测量放线定位及预制钢筋支架焊接、馈电棒圆钢安装、电缆头连接
2.1测量放线定位
复核设计单位提供的测量控制点符合要求后，测放出各桩桩位，拼装好桩架就位。根据预先测设的测量控制网（点），定出各桩位中心点。双向控制定位后埋设钢护筒并固定，以双向十字线控制桩中心。开钻前必须先校核钻头的中心是否与桩位中心重合。在施工过程中还须经常检测钻具位置有无发生变化，以保证孔位的正确。
2.2预制钢筋支架焊接
此道工序在工厂内完成。PPR管每隔1000mm套上钢管，钢管焊接钢筋固定支架。固定支架由Φ12的钢筋组成，加工完成后焊接在钢管上，间距为2m每个。钢管和PPR管之间用3颗M16的螺栓固定，以防止钢管滑动和脱落。
2.3放热焊接、接地体吊装及焦炭填充
电极长度35m，分为2段12m标准段和1个11m标准段。每个标准段由一根通长的外径110mmd PPR管（排气管）以及1根长11.5m（12m标准段用）或10.5m（11m标准段用）的圆钢组成，圆钢与PPR管绑扎固定在一起。标准段之间圆钢间隔0.5m。在每个标准段圆钢的中间部位采用放热焊与电极井分支电缆连接，每个电极井有3根分支电缆引出至电缆井。
2.3.1放热焊接
引流电缆与馈电棒的连接采用放热焊，焊接点必须使用环氧树脂可靠包封，防止焊接点被腐蚀。具体要求如下：
1）焊接质量控制
①焊接应由富有焊接经验的工人操作。
②为了确保焊接质量，在正式焊接前，必须做好焊接工艺试验及电气试验，累计焊接经验。通过焊接工艺试验后，制定焊接工艺流程、检验程序和接触电阻验收标准，以确保达到设计规定的焊接技术要求。
③采用电弧焊，焊条的质量和性能必须符合国家和行业规定，馈电棒接续可采用E4301 型焊条，或采用其他导电性能更好的焊条。
④焊接必须透实，不得有空隙、虚焊、假焊；焊接必须密实，不得有气泡和夹渣。
⑤焊点直径应大于原材料直径，堆积高度应控制在 3mm 左右，单侧搭边长度不小于10cm。
⑥连接处须用环氧树脂可靠密封，包封长度不得小于500mm。不能出现漏水漏电现象。连接处通流后的局部温升、腐蚀损耗不能高于被接续材料。由于环氧树脂密封块在现场施工过程中容易碰损、开裂，可考虑在其外表面涂抹一层薄的水泥保护层。
2）检验方法
①外观检查：焊缝表面光滑，不得有裂缝和明显的焊瘤、焊坑、咬边、未焊满等缺陷。
②尺寸检查：测量焊点直径盒搭边长度，应满足焊点直径大于原材料直径，堆积高度应控制在3mm左右，单侧搭边长度不小于10cm。
③电气检查：接触段的接触电阻不大于原材料同等长度（500mm）的105%电阻。
④设计要求全焊透的焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波擦伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤。
⑤探伤检查：检查焊道与焊道金属本体间是否存在缝隙或夹渣。对所有的接点，特别是电流入地焊接点和电缆跳线接点，应进行外观检查、尺寸检查和探伤检查，确保焊接质量万无一失，检查结果必须有记录。
⑥发现不合格的焊接头，必须重新焊接。
2.3.2焦炭填充
焦炭填充前在井口放置一个3.6m X 1.8m操作平台（采用吊装的操作平台），平台上铺设网格为0.02mX0.02m的铁丝网，用于焦炭填充时防止有砂石破坏孔内高硅铬铁及防施工作业人员坠落桩孔内。
焦炭在填充至31m的位置。开始填800mm的砂、卵石混合体，然后填1800mm直径10至20mm的卵石，其次填充800mm直径1mm至10mm的卵石，最后填充800mm的砂子。其中当填完第二道填充物后，暂时停止填充，待电缆沟施工完成后，再填充，再做混凝土护壁（护壁高度为1300mm，厚度为200mm，直径为1200mm。井圈高出地面300mm。强度为C30素混凝土）
焦炭填充是安装接地极的重要环节，接地极运行性能直接和其安装质量有密切关系。为了确保安装质量，须严格按照下列要求进行施工：
①必须保证焦炭在运输及施工过程中，不受到污染。施工时应采用固定的容器和干净的施工工具（铁锹、运输车等）；
②焦炭必须夯实，不得有空气和水泡，夯实程度为 1100kg/ m3，不能小于1000kg/m3（干焦炭）。夯实压力不应破坏井内的排气管、电缆和焊点等。
③为了使焦炭填充成形标准，井内可使用内径 1.0m 的钢管护壁，待焦炭铺填充毕后，钢管不需拔出。
④井内离地面 5m 需填充绝缘层，依次填充沙、卵石合体，卵石和细沙。填充过程中注意保护好分支引流电缆。
2.4电极井引出电缆连接
多根YJAY33-6-1×25电缆拉至检测井，与1根YJAY63-6-1×400电缆在电缆井用铜排连接，电缆通过卵石层部位,电缆穿入PVC管进行保护。防止落石对电缆造成损伤。
三、结语
随着社会经济及电力系统的发展，直流接地极作为直流输电的一个重要组成部分，运用越来越广泛，施工方法也越来越成熟，通过不断的探索，以后的施工方法将会大大缩短了工期，也更加有效的提高施工质量，经济及社会效益明显。
论文作者:林明道
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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