1、一 前言n敷设在建筑结构地面下的接地网，为变配电、牵引供电、接触网等强电设备接地和通信、信号、电力监控等弱电设备接地所共用，提供工作接地、保护接地、重复接地和接零。其特点是敷设面积大，质量标准高，返工损失严重，是变电安装工程中的一个特殊过程。n由我司承建的新大英、新积金变电所项目，所在地地质结构均为大面积页岩、砂岩，质地坚硬、干燥，土壤电阻率极大（实测电阻率为=3.2103.m）。在此条件下进行接地网施工难题有：其一，施工难度大，工程量大；其二，难以确保接地电阻符合设计允许值:Rj0.5n从2005年9月项目启动开始，我司施技部便投入对接地网施工技术的探索和研究，最后总结出一套施工方法，并于2
2、005年10月应用于新大英、新积金变电所，取得了良好的技术经济效益（该技术2006年6月被四川省铁道学会作为施工技术推广应用），在此基础上不断总结经验，完善施工工艺过程而形成本工法。前言介绍前言介绍二 工法特点 （1）机械化程度较高 ：本工法采用电力空压风枪凿槽和电动水冲式钻井器钻孔，降低了施工难度，施工质量好，进度快，成本低。 （2）节能降耗：施工过程中，充分利用施工电源作为动力，能耗低；施工用水循环使用，节约水源；使用降阻剂材料节省，污染小。 （3）施工工序安排合理、安全、可操作性强，易于掌握。 工法特点工法特点三 适用范围 本工法适用于大面积页岩、砂岩、硬质土等本工法适用于大面积页岩、砂
3、岩、硬质土等地质结构条件下的接地网施工。地质结构条件下的接地网施工。适用适用范围范围 （一）工艺原理（一）工艺原理 四 施工工艺n 页岩、砂岩和硬质土是介于软土与坚石之间的一种地质结构，其水平接地体沟槽、垂直接地体孔既不便于像软土一样采取人工开挖、垂打，施工难度大、工期长；也不便于像坚石一样采取爆破施工技术，破坏接地体周围地质结构大，成本高，安全系数低；风枪、水冲式钻井器是页岩、砂岩和硬质土的一种专用施工机具，具有效率高、成本低和可操作性强等优点。鉴于以上因素，采用大功率电动空压机作为动力，配带风枪进行凿水平接地体沟槽；利用电动机作为动力，配带水冲式钻井器进行钻垂直接地体孔，是本工法的一项关键
4、技术。n 降阻剂的主体材料成分与土壤的物理结构相似，能与土壤有效结合为一体，使接地体与土壤的有效接触面积比金属接地体大24倍，增大了接地体的有效散流面积，极大降低接地体与土壤的接触电阻，因此能显著提高接地效率，减少地网占用土地面积。将降阻剂粉倒入容器内，按比例搅拌成稍稠的浆糊状,然后将其均匀地完全包住接地扁钢，能够增大接地体与土壤的有效接触面积，这是取得优良降阻效果的关键，是本工法的又一关键技术。 四 施工工艺（二）工艺流程（见右图1）施工结束施工准备测量定位凿水平接地体沟槽钻垂直接地体孔回填素土投放降阻剂安装引出线测试接地电阻敷设水平接地体安装垂直接地体图图1 1 施工工艺流程图施工工艺流程
5、图施工工艺流程图施工工艺流程图 四 施工工艺1施工准备 按施工用料计划准备扁钢、钢管、角钢、降阻剂等合格材料，备齐接地网施工所需机具、试验设备和零辅料；确定现场工作量，合理组织与分工（经培训合格的）施工人员，做到各项工作准备充分。 按设计要求预制垂直接地体、穿墙钢管，将部分水平接地体预先连接加长。（三）施工工序、操作要点及说明（三）施工工序、操作要点及说明 2测量定位 土建专业场坪开挖达到标准并与安装专业完成交桩纪要后，由项目技术负责人带领工班人员，根据施工图纸进行测量定位，用白灰粉标出水平接地体的布置路径和垂直接地体的安装位置。3凿水平接地体沟槽 根据空压机功率的大小配置适当数量的风枪（56
6、kW/支），并配备不同长短的气管（1030m）。作业过程中，由两个熟练工和一个普工负责一把风枪，其中一个熟练工手持风枪沿着白灰线进行（图1所示），并控制好深度，另一熟练工负责理顺气管，兼做安全监护，每隔一段时间两人互相交换工作内容，普工负责清理沟槽内凿松的土块。对清理后深度不够的地方，按照同样的方法重复施工（图2所示） 。 四 施工工艺（三）施工工序、操作要点及说明（三）施工工序、操作要点及说明 图1 用电力空压风枪凿水平接地 体沟槽100100图2 水平接地体沟槽断面700200单位：单位：mm+0.00 4钻垂直接地体孔 根据垂直接地体埋设深度及选材类型，选择适当口径和长度的钻杆（对于50
7、5052500（mm）的垂直接地体，选用803500（mm）的钻杆比较合适）。四 施工工艺（三）施工工序、操作要点及说明（三）施工工序、操作要点及说明 图1 用电动水冲式钻井器钻垂直接地体孔 作业时，先在需要钻孔的位置用两根枕木垂直于沟槽（开挖深度合格）方向搭建一个小平台，将钻台架安放在沟槽正上方的枕木平台上，固定牢靠，将电动机固定在平台另一端，然后用软塑料水管将水源引入钻杆，即可启动电动机进行钻孔。钻孔时，由两个人负责一组，一人手持钻台手柄循环往下压（图1所示），并不断收缩牵引绳长度，另外一人负责水源供应、电动机启停操作及安全监护。 四 施工工艺5安装垂直接地体（三）施工工序、操作要点及说明
8、（三）施工工序、操作要点及说明 垂直接地体地面70022002300回填土降阻剂、泥浆混合物单位：mm图1 垂直接地体安装剖面图8080 采用此方法钻垂直接地体孔,里面通常盛有三分之二深度的泥浆，钻孔合格之后，先向里面倒入1518kg降阻剂，并用一根503500（mm）左右的竹竿上下左右搅拌均匀,然后根据水平接地体方向，垂直放入垂直接地体（当垂直接地体为角钢时,两棱边平行于水平接地体敷设方向），再用细土、淤泥灌满夯实，同时露出沟底1520cm，便于与水平接地体塔接，如图1所示。四 施工工艺6敷设水平接地体 在垂直接地体安装完毕之后，将校正平直的扁钢放入沟槽底部，然后将其垫高12cm。同一直线上
9、敷设水平接地体较长时，可先在沟槽上面将扁钢搭接在一起至需要长度，并对焊接头进行防腐处理，然后整体放入沟槽内，进行水平接地体与垂直接地体的搭接焊、水平接地体与水平接地体的交叉焊接施工，使其构成一个整体网状结构，如图1所示。（三）施工工序、操作要点及说明（三）施工工序、操作要点及说明 8080120120700700800800图1 水平接地体敷设地面地面水平接地体水平接地体降阻剂降阻剂单位：单位：mmmm回填土回填土四 施工工艺7安装引出线 根据施工图要求，在构架、设备基础位置附近从水平接地体上将工作接地、保护接地线分别引出地面0.5m，并对焊接地方进行防腐处理。（三）施工工序、操作要点及说明（
10、三）施工工序、操作要点及说明 8投放降阻剂 安装引出线完毕后，即可进行投放降阻剂。先以降阻剂粉/水按2.3/1的比例在一个大口容器中（该容器应易于搬动）快速搅拌约1-2分钟，要求搅拌均匀，容器底部不能见干粉，但不可太稀，整体呈浆糊状后，立即对已安装好接地体进行涂抹（不可固化后再进行），之后先用细土盖好，暂不要夯实。 根据降阻剂产品使用说明书,降阻剂的经济用量视不同的土壤电阻率而定，在接地体上的敷设厚度应在510cm之间，为方便使用和计算，推荐用量如下表： 500500100010002000水平2.02.52.53.03.04.04.04.5垂直4.04.54.55.05.05.55.56.0
11、四 施工工艺9回填素土 在自检合格之后，组织现场监理验收。 待细土下沉后（过五天左右），降阻剂尚未完全凝固发硬之前，必须在它上覆盖优质素土并夯实（但不必过分用力）。采取就近原则，取沟槽周边细土进行回填，每填20cm厚进行一次夯实，直至填满沟槽。（三）施工工序、操作要点及说明（三）施工工序、操作要点及说明 10测试接地电阻 为了确保整个接地网的接地电阻不大于设计允许值，在完成整个接地网施工的1/4、1/2、3/4时分别对接地网作阶段性测试，并与理论计算值进行比较，如果不合格，及时采取加深、引入污水等降阻措施，确保不返工。 降电阻剂回填夯实后，即可测试电阻值，随着时间的推移，土质沉实后，电阻值还会
12、有下降的趋势。 测量引线应该是向东、南、西、北四个方向引出，测四次，然后取算术平均值，即五 施工机具设备（见下表） 序号名称型号及规格单位数量备注1皮尺50m把1 2钢卷尺5m把1 3十字镐 把5 4铁锹尖头把5 5空压机1030千瓦台1附气管6风枪32把5 7电动机35千瓦台2 8钻井台 个2附80钻杆9抽水机1000升/小时台1附塑料水管10交流焊机三相套1 11活动扳手400把1 12撬棍1500根1 13煨弯机 台1接地体加工14切割机 台1接地体加工15小铁桶 只2盛防锈漆、调和漆16双轮斗车 辆1搅拌降阻剂用17铁锤1kg个1 18接地电阻测试仪Zc-8型台1附导线、探针等，测接地
13、电阻19水准仪 台1场坪、深度测量20塔尺5 m支1场坪、深度测量21台称 台1称降阻剂、水重量六 劳动组织（见下表） 序号作业组(项目)人数主要职责备注1施工总负责人1负责施工组织及对外协调 2施工技术负责人1负责现场技术交底，测量记录 3施工安全负责人1负责现场施工作业人员安全和设备安全 4电焊工2水平接地体、垂直接地体焊接施工 5技工5垂直接地体、水平接地体等材料加工 6普工20沟槽开挖、钻孔与清土 七 质量标准及控制措施 施工依据按照铁路电力牵引供电施工规范(TB10208-98)中4.4.14.4.40项进行施工 质量质量标准标准及及控制控制措施措施原材料进场检查验收制实行挂牌工作制
14、 测量仪器、仪表表检定合格制 施工过程质量控制措施专业工种要持证上岗制工序交接合格制阶段性测试适时控制质量评定及验收标准按照铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准(TB10421-2003)中4.6.14.6.14项进行验收 八 安全生产、节能和环保措施安全监护降阻剂防污 施工用水循环使用 执行铁路电力牵引供电施工技术安全规则和牵引变电所安全工作规程 施工过程安全、节能和环保控制措施劳动保护机械降噪施工用电节能安全安全生产生产节能节能和和环保环保措施措施九 技术经济分析 以新大英、新积金变电所接地网实际工程为例（接地网工程总量为：水平接地体沟槽3400米、垂直接地体孔246个）,实践表明，在相同
15、条件下，采用本方法与采用传统人工凿槽和爆破技术挖孔方法相比，可以节省直接工费70%,合9.36万元；在使用降阻剂方面，节约材料费28.5%,合0.90.9万余元。共节约工程费近10.2610.26万元，大大节省了投资，经济效益显著。实际施工时间比计划（共计20d）缩短了7d,为工程施工赢得了工期。 该工法的成功应用，提高了我司在特殊地质条件下接地网工程的施工能力，同时也为今后类似工程提供了切实可行的施工方法，具有推广应用价值。 （一）经济效益 （二）社会效益 十一 工程实例 达成扩能改造工程是西部第一条高速电气化铁路建设工程，在施工技术、质量等方面都提出了较高要求。新大英、新积金变电所接地网工
16、程完全按照本工法施工，2005年9月25日开始动工，2005年10月15日结束，共完成水平接地体敷设3400米、垂直接地体安装246根。在接地网施工过程检查中，各项指标合格，完全符合设计要求，既克服了采用爆破技术施工的危险性，同时也解决了该项目工期紧、经费紧和技术难度大等难题。 效果检查统计表如下： 工点项目 新大英牵引变电所新积金牵引变电所质量控制（Rj0.5，一 次性合格率100） R=0.107R=0.107，施工全过程无返工、无增加降阻措施，一次性合格率100100。R=0.123R=0.123，施工全过程无返工、无增加降阻措施，一次性合格率100100。工期控制T Tj j实际T Tp p计划=20=20d d新大英用7d，新积金仅用了6d，合计13d，节省7 7d d。成本控制C Cj j实际C Cm m目标=70=70万元实际共发生成本费用比计划节约10.2610.26万元。技术措施（难度低、可操作性强）该方法可操作性强，难度低安全控制（安全系数高）施工全过程无任何安全事故发生比较结果完全符合要求附：新大英检测报告附：新大英检测报告附：新积金检测报告附：新积金检测报告结束结束主要工艺流程
