1 项目背景
电力能源产业的发展是推动地方经济发展的主要条件，也是地方经济发展的主要产业。近20年来，随着国家资金扶持力度的加大和电力援藏的深入开展，西藏电力及能源产业取得了空前发展，产生的巨大经济效益反映在人民生活的方方面面，电力在促进和带动区域经济发展中发挥的基础性、先导性作用无可替代。随着国家对藏区建设的大力投入，高寒高海拔地区输变电工程建设规模日益扩大。而高寒高海拔地区冬季基础混凝土施工环境恶劣，施工难度大，基础混凝土质量直接影响到后序工作的开展乃至整个线路的安全稳定运行。
藏中联网工程是连接藏中电网和昌都电网的电力通道，将使其组成统一的500千伏骨干网架，满足藏中电网负荷发展、拉林铁路用电和沿线牵引站接入需要，提高青藏直流输电能力，实现林芝地区电网全覆盖，保障电网安全和拉林铁路稳定运行，将造福西藏人民，有利增进民族团结、建设稳定繁荣的新西藏。藏中联网与拉林铁路配套供电工程是“十三五”时期加快西藏电力发展的关键性工程。
藏中联网工程是迄今为止在世界最高海拔、高寒地区建设的规模最大的输电工程。工程沿线平均海拔4500m，最高海拔5300m，其中海拔4000m以上地区占91％，气候严寒，多年冻土区786余公里，沿线地质条件复杂、生态环境脆弱、施工条件恶劣，建设环境复杂。因此，应该着重解决多年冻土地区基础冻胀、融沉等技术难点。
2 工程特点
藏中和昌都电网联网工程500千伏线路施工（包8）线路起自左贡县德达村分界塔左线JL116、右线JR122，止于500kV左贡变门型构架，线路路径长度2×33km，其中单回路长为2×25.5km，双回路长为2×7.5km，单回路直线塔57基，耐张20基；双回路直线塔9基，耐张塔3基。高原山地22.7%，高原高山77.3%，共有89基塔，沿线海拔为4100～4620m。全线83基采用人工挖孔桩基础、6基灌注桩基础。本标段线路地貌主要为侵蚀剥蚀中高山、侵蚀剥蚀低高山、剥蚀高原丘陵及河流侵蚀堆积山间谷地，沿线出露的地层主要为第四系冲洪积形成的粉土、粉细砂、砾卵石，崩坡积的碎石、块石及侏罗白垩系砂岩、泥岩、板岩、片岩及石灰岩等。沿线按技经标准划分地基岩土分类：普通土10%；松砂石30%；岩石60%。
左贡县属藏东南高原温带半干旱气候。气温年差较小，热量可利用率较高。降水分布不均匀。夏季降水集中，冬春季气候干燥寒冷。年平均气温 4.6℃，最高气温27.9℃，最低气温 一23.0℃。1月份平均气温为—6.7℃，7月份平均气温为13.2℃，日平均气温5℃以上持续时间为176d，日平均气温0℃以上持续时间220天。气温年差19.2℃，气温日差年平均14.5℃。无霜期90天左右。年平均降水量445.9mm，年最大降水量683.2mm，年最小降水量 302.2mm。年日照时数2186h，年太阳总辐射量588kj/cm。
当气温低于0℃时，应立即采取冬季施工措施，以防止建筑工程遭受冻害。采取冬施措施的条件，按照室外日平均气温连续5d稳定低于5℃的范围确定或最低气温降低于-3℃以下时。
3 冻土地冻胀、融沉施工方法
高寒高海拔地区进入9月底后，当地气温将降到左0℃右。根据《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-2011规定，当室外日平均气温连续5天低于5℃，稳定低于5℃，混凝土施工应按冬季施工方法进行施工，采取蓄热法或暖棚法进行混凝土保温养护措施。
3.1、季节性冻土的开挖
鉴于高寒高海拔地区的地形地质情况，一般采用人工开挖季节性冻土：
本标段大量采用挖孔桩基础、掏挖基础并途径冻土带。冻土带基础开挖后，随着土壤温度上升，将发生冻土融化，导致坑壁塌方和坑底积水，施工时需快开挖，快浇筑，快回填。必要时还应采取支护和抽水措施。
同时基坑开挖在达到设计埋深前需预留200～300mm冻土层，支摸前基坑操平时再挖至设计深度，以免造成对地基扰动。
开挖方法：一般是1人用尖镐刨或3～4人一组用铁楔子劈季节性冻土。
施工工具：尖镐、铁锹、18～24磅大锤和用450～600圆钢、小铁道钢制作的铁楔子，尖端碾扁。
操作要点：1人掌铁楔子，2～3人轮流打大锤，将季节性冻土按茬劈开，一般备有2～3个铁楔子，当第一个楔子还没有完全劈开时，就把第二个铁楔子放在旁边的裂缝上加进去，直至季节性冻土剥离为止。
3.2、混凝土材料的要求
水泥：普通硅酸盐水泥（P042.5）或早强普通硅酸盐水泥（P042.5R）。
骨料：砂石尽量选用最大干容重下的材料，含水量在1%，且必须保证没有冻结无雪团，清洁、级配良好、质地坚硬，不能含有易被冻坏的矿物。
拌合水：经化验合格的水。
外加剂：选用通过技术鉴定、符合质量标准的外加剂。
水泥及外加剂不得直接加热，可搭设暖棚预热，水泥、外加剂等粉体材料分类架空堆放，不得受潮。
混凝土浇制作业尽量选在每天的9：00～16：00进行。一般保证混凝土出机温度≥15℃，入模温度≥5℃。水泥在使用前运入搅拌棚内存放，进行预热及保温。当室外平均温度≥-5℃时，可采用只加热水的方式进行施工；当室外平均温度低于-5℃时，除水需加热外，需对砂进行加热施工；当室外温度很低，加热水、砂不能满足出机温度时，还需对石进行加热。
混凝土材料的加热温度控制在20℃～40℃。拌合水温度控制在60℃～80℃之间。
施工用水采用锅炉蒸汽法和敞口罐加热法进行加热；为防止灰尘落入水中造成污染，使用敞口罐加热时必须进行加盖。砂、石优先采用锅炉蒸汽法进行加热；也可采用将火炉、切开的汽油桶或焊接的铁箱埋入砂、石堆的办法加热，也可以采用锅炉蒸汽法进行加热。
混凝土拌合物出机后应及时运到浇筑地点，确保混凝土在浇筑前运输中减少热量损失。
3.4、混凝土的浇筑
混凝土浇筑时要保证混凝土的尺寸准确、浇筑均匀密实性、结构的整体性。
在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。
混凝土灌注必须要分层，不间断灌注，每层灌注厚度≤200mm，须采用机械捣固。已浇筑层的混凝土温度不得低于2℃。
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3.5、基础冬季养护
当室外温度低于0℃时，基础养护均需采用暖棚进行取暖；当室外温度低温度低于-5℃时，需对混凝土中加入防冻剂。
冬期混凝土施工宜采用综合蓄热法，即掺化学外加剂的混凝土浇筑后，利用原材料加热及水泥水化热的热量，通过适当保温，延缓混凝土冷却，使混凝土温度降到0℃前达到预期要求的施工方法。
3.5.1 宜选用蓄热法养护：一层彩条布和二层草袋保温或暖棚养护。
模板的保温可采用模板包裹一层棉被或毛毯等，坑沿四周挂上一层挡风的编织布，基坑周围采取措施，提高养护温度。
采用蓄热法施工，均需在混凝土的外露面进行覆盖保温，通过温度计定时进行测温，以观察混凝土的温度变化。
采用蓄热法的混凝土的拆模强度，一般控制在设计强度的30%，对于锥柱基础应适当延长养护日期。
3.5.2大开挖基础温棚养护
基础浇制完成后，将提前燃着的煤炭炉放入已浇制好的基础坑内。保证混凝土养护温度在10℃～20℃。设专人监测混凝土及温棚内的温度和湿度，并做好记录，每昼夜测温湿不少于4次。混凝土强度不应低于设计值的30%，养护时间不得少于7昼夜。
3.5.3原状土基础帐篷加热养护
原状土基础可采用火炉、蒸汽管、电器装置等进行养护，保温所用火炉、蒸汽管、电器装置等须放在基础外边缘1.0米处，使用数量根据天气情况适当调整，满足坑内温度控制在5℃以上为基准。
3.5.4混凝土掺加防冻剂的养护
在负温条件下养护时，外露表面必须覆盖，严禁浇水。
混凝土的初期养护温度，不得低于防冻剂的规定温度。
防冻剂的掺入量按冬季混凝土比例标准配合执行。
3.6、混凝土拆模及回填
混凝土在满足正常温度下拆模强度的要求和抗冻要求的规定。
混凝土强度达到设计值的30%以上，表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆模。拆模时间应安排在10：00点至14：00进行。
混凝土与环境的温差不得大于15℃，当温度差在10℃以上，但低于15℃，拆除模板后立即在混凝土表面采取覆盖措施。
采用暖棚法养护的混凝土，当养护完毕后得环境气温仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以下后，方可拆除模板。
土方回填时间应安排在10：00～14：00进行作业，当天基础坑必须回填完，防止受冻；如不能及时完成回填，需要对基础继续采取保温措施。
回填后在地面露出部分盖草袋，堆土1 米厚做防冻层。
拆模后的基础进项目部复检并经过经监理工程师检查、签证后，须在立柱上套塑料薄膜并对基础表面采用保温材料进行苫盖，立即回填，回填中不得填入块状冻土。
3.7、冬季施工混凝土质量检查
冬期混凝土质量检查除满足一般混凝土要求外还要满足下列要求。
在混凝土拌制和灌注期间，测定混凝土入模温度和环境温度。每昼夜至少检测4～6次。用低温早强混凝土或用蓄热法养护混凝土时，在灌注后3天内随时进行检测。
冬期施工混凝土应严格按规定制作同条件养护的试件，试件的养护条件应与基础相同。
4 应用效果和创新点
此研究依托公司在建的藏中电网联网工程项目，通过项目的技术研究，在基础的施工安全、质量、进度上赢得了监理、业主的一致好评，同时提高了我公司在藏区工程施工的技术水平。高海拔高寒地区超高压施工关键技术的研究和应用对类似的地域环境项目均具有重大的借鉴意见，推广应用和市场前景较广。研究的施工技术内容主要创新点：
4.1、针对藏区的施工环境，并对混凝土的冬季施工进行深入的了解，冬期施工中，从本工程的结构类型、性质、施工部位以及外加剂使用的目的来选择外加剂。选择中应考虑：改善砼或砂浆的和易性，减少用水量，提高拌合物的品质，提高砼的早期强度；降低拌合物的冻结冰点，促使水泥在低温或负温下加速水化；促进早中期强度的增长，减少干缩性，提高抗冻融性；在保证质量的情况下，提高模板的周转速度，缩短工期，缩短或取消加热养护，降低成本；外加剂的选择时要注意其对砼后期强度的影响、对钢筋的锈蚀作用及对环境的影响，如含氨的砼外加剂；冬季施工尽量不使用水化热较小的矿渣水泥等。
4.2、砼搅拌严格按照试验室发出的配合比进行生产，不得擅自修改配合比。搅拌前先用热水冲洗搅拌机10min，搅拌时间为47.5±2.5s（为常温搅拌时间的1.5倍）。搅拌时投料顺序为石→砂→水→水泥和掺合料→外加剂。生产期间，派专职负责骨料仓的下料，以清除砂石冻块。保证水灰比不大于0.6，从拌和水中扣除由骨料及防冻剂溶液中带入的水分，严格控制粉煤灰最大取代值。搅拌站要与气象单位保持密切联系，对预报气温仔细分析取保险值，分别按-5℃、-10℃和-15℃对防冻剂试验，严格控制其掺量。必须随时测量拌和水的温度，水温控制在50±10℃，砂子温度控制在20～40℃，保证水泥不与温度≥80℃的水直接接触。保证砼的坍落度不超过20-40mm。
结论：
就本工程而言，冬季施工措施与正常工期比较可提前及延后一个月的施工工期，在这两个月内我项目部共完成混泥土浇筑800方，产生经济效益92万元。
研究掌握高海拔高寒地区施工关键技术，其中需大量采用冬季施工措施方法，对藏区基础施工的工期及施工质量保证有了有效的提高，此研究确保公司安全高效的完成藏中电网联网工程的施工任务，同时为公司类似其他地区线路施工提供成熟的技术保障。
参考文献：
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论文作者:张科
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/11
标签：混凝土论文; 冻土论文; 温度论文; 基础论文; 防冻剂论文; 蓄热论文; 电网论文; 《基层建设》2018年第14期论文;