设计方案及预算

新疆乌鲁木齐电业局110kV十连变电站塌陷区域整治工程

可研及初设报告西安方力水电工程有限公司

2013年6月编制人员审定：吴泰安校核：车鹏军编写：吴泰安方超制图：方超TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1、前言 32、 工程地质简况 33、 不良地基土性现象对建筑物地基基础质量的影响分析・・・5\o"CurrentDocument"4、 既有建筑物地基基础不均匀沉降、裂损性状分析 7\o"CurrentDocument"5、 地基基础加固方案比较 86、 推荐方案的设计 107、 工程投资 13\o"CurrentDocument"8、 结束语及结论 149、 附件 16新疆乌鲁木齐电业局110kV十连变电站塌陷区域整治工程

可研及初设报告1、前言新疆乌鲁木齐电业局110kV十连变电站（原名：五家渠110kV北区变电站），于2008年4月由新疆光源电力设计事务所委托新疆建筑科学研究院承接岩土工程勘察并提交《五家渠110kV北区输变电工程岩土工程勘察报告》；工程设计由新疆光源电力设计事务所承接完成；工程施工由新疆光源建筑工程有限责任公司承建并于2009年9月竣工；电气设备安装、调试完成后于当年底投入运行。110kV十连变电站投入运行后，既有建筑物综合配电楼、35kV配电室室内地面、墙外四周散水、结构架防水混凝土防水地面基础陆续出现不均匀沉降塌陷，出现上述情况时，电业局先后多次进行了修补，但随后又出现沉降塌陷、裂损。并有继续发展之势。为彻底对上述塌陷、裂损等既有建筑物病害进行工程整治，新疆乌鲁木齐电业局委托我公司对上述地基基础塌陷区域进行整治，为此，特提出《新疆乌鲁木电业局110kV十连变电站塌陷区域整治工程可研及初设告》。2、工程地质简况2、1工程简况。十连110kV位于乌鲁木齐市五家渠北区，占地8400m2，既有建筑物有：综合楼一栋，两层；35kV配电室一栋，单层等。建筑物占地面积703.11m2；结构架、变压器渗油池处设有C20混凝土防水地面及人行便道;变电站内设有C20混凝土道路。从市区到变电站有柏油路，交通比较方向便。但变电站附近200m为土路，遇有雨天时，车辆通行困难。2.2地质简况。变电站区域工程地质总体性较好，但也存在不足。现归纳整理自上而下描述如下：黄土状粉土。黄褐色，稍湿，厚0.6m〜4.0m。最大粒径为0.1〜0.5mm；fk=180Kpa。粉砂。黄褐色，稍湿，厚0.6〜1.0m，颗粒大小均匀；fk=150Kpa。粉质粘土。黄褐色，湿，厚0・7m〜9.2m；fak=200Kpa。2.3结语。2.3.1地基土层0〜3m深度范围内含有w0.255〜0.875%易溶盐，平均含量为0.66%，CI/SO2-含量为0.55%，属含有硫酸盐2的盐渍土。2.3.2地基土层平均湿陷系数为0.441,综合判定为自重湿陷性土质。2.3.3场地标准冻深1・4m。2.3.4场地地下水对建筑物有腐蚀作用。2.3.5场地高程为500.13m。3、不良地基土性现象对建筑物地基基础质量的影响分析根据《110kV十连变电站岩土工程勘察报告》对场内不良地基的描述。结合变电站既有建筑物地基基础出现的不匀沉降和我们对有关知情人员的了解及对现场的踏勘，参照我们对同类工程设计、施工的经验，对本变电站存在的不良地基土现象对建筑物的影响作如下公析：3、1、自重湿性土性对地基基础质量的影响。前已述及，110kV十连变电站场地上层地基土为自重湿性土性，且具有一定的孔隙，场地粉土层受不同季节含水量影响较大，其力学指标会有较大差异性。从土力学理论和大量工程和生活实践中已被充分证明。如，我们经常遇见：河边、湖边、水库等旁边构筑的建筑物，当河、湖、水库水位保持在一定高度时，其周边的既有建筑物安全无恙；当干旱无雨时，河、湖、水库水位逐渐下降甚至干涸现象出现时，河、湖、水库周边且建在土体上的既有建筑物便会出现程度不同的沉降、裂损甚至塌陷。因为土体中含水量大量蒸发、反流后，土体中原本由水充填的孔隙大大的增大，故土体就会在自身重量和上部建筑物的压应力作用下而出现沉降等现象。这就是场地粉土层受不同季节含水量影响较大的主要原因。这种沉降随地基土的厚度不一，产生的沉降乃至塌陷深度亦不一，即：不均匀沉降。地基基础产生不均匀沉降后，使上部建筑物发生破坏，如本变电站院内防水砼地面、散水出现的不均匀沉降、裂损等。以上情况可知，对粉土地基基础进行工程处理时，除应要充分认识该类土性的物理特性外，还应在工程设计、施工时采取相应的工程措施。3、2盐渍土的物理特性及对建筑物的影响。110kV十连变电站地基基础土从工程勘察报告中可知，该变电站地基上部土性原状土较为松散，孔隙率较大外，同时为含有硫酸盐的盐渍土。0—3m深度范围内易溶盐含量为0.66%，大于0、3%，盐渍土对金属具有腐蚀性。按《新疆维吾尔自治区工程建设标准盐渍土地区工业民用建筑规程》（XJ35—92）和我国现行有关法规，地质中含有0、3%以上的易溶盐即为盐渍土。因此，本工程从设计、施工上均应采取必要的消除盐渍土的工程措施。土壤中含有较多的硫酸盐时，当盐渍土处于干燥状态情况下，具有较高的强度：当土壤遇水时易溶盐呈液状，土体性质就会发生根本变化，土体压缩性增加，土体强度丧失。硫酸盐类结品时则会产生膨胀。这是因为地基土中硫酸钠的溶解与结品特性作用的结果。当环境温度低于32°C时，硫酸钠的溶解度随着温度的升高而明显增大，是吸收10个水分子结品而膨胀。在日温差较大的新疆广大地区，一天之内土壤会产生膨胀和收缩，当与水溶解时土体会缩小，反之相反。这种升温干燥和遇水产生的交替胀缩作用，就会使地基土的稳定受到破坏。同时，溶解水对砼和金属则会产生较强腐蚀。4、既有建筑物地基基础不均匀沉降、裂损性状分析110kV十连变电站主要建筑物有生产综合配电楼（2F）栋，35kV配电室（1F）一栋，建筑面积703.11m2。变电站场地总面积约8400m2。变电站内场地均设C20砼防水地面。现场勘察发现有以下区域出现塌陷、裂损，亟待加固整治。塌陷性状。综合配电楼、35kV配电室室外散水防水混凝土156.80m2，普遍塌陷、裂损，最大沉降16cm，最大缝宽达5cm之多；综合楼控制室内两排控制柜中间地面下陷沉降8〜12cm，35kV配电室内配电柜底部与柜前地面下陷5〜10cm。综合楼外门踏步台阶下陷3〜5cm，台阶前场地地面亦出现沉降、裂缝现象。结构架场地、变压器渗油池外防水混凝土地面、检修人行混凝土道路中有1583.27m2出现塌陷、裂缝、松散、起皮等现象。最大塌陷深度有16cm之多。性状分析与结论。出现塌陷、裂缝、松散、起皮等现象的主要原因有：施工人员对场地土性认识不足、质量意识淡薄，应采用的工程措施没有采用，比如建筑物散水沉降，主要属施工时没有按工艺流程要求分层夯实，是造成沉降的直接原因。混凝土出现松散现象，主要属砂石中含土量太大，且水泥用量不足，达不到标准配合比造成。混凝土表面起皮，则是由于施工收面采用的是人为洒水、撒灰收平，而未按技术规范利用混凝土中本身的水分进行收面压平法，故出现脱皮不可避免，地处四季温差大的新疆地区更是如此。场地土存在湿陷、盐渍土是出现上述病害的主要客观原因（前已述及）。5、地基基础加固方案比较既有建筑物地基基础加固的工程措施有多种，以我公司近年来的类比工程为例，2006年博尔塔拉电业局阿拉山口变电站地基基础注浆加固工程、2010年的国电红雁池发电有限公司新建厂房内部分设备地基基础采取的树根桩、注浆加固工程、2011年的哈密电业局110kV西郊变电站地基基础注浆加固工程、乌鲁木齐电业局220kV八户梁变电站地基基础注浆加固工程、2012年乌鲁木齐电业局110kV旭日、220kV化工园变电站等，都是我公司以各种工程措施设计、施工总承包完成的成功范例。针对本工程地质土性特点和地基基础出现的塌陷实际情况，在保证变电站正常运行的特殊性，仍只能考虑以下两个方案。水泥静压注浆托换方案。建筑物地基基础注浆托换的目的是通过注浆手段，消除地基基础中存在的隐患，艮"消除地基土的湿陷性和盐渍土对地基基础的影响，提高地基基础的承载力，最终解决建筑物的不均匀沉降。它是集岩土工程中固结、充填、接触、劈裂注浆为一体的综合处理手段。注浆时应对不同注浆压力下的浆液配合比、进浆量等技术参数及时进行试验和论证，以达到真正“托换”的目的。此方案的最大优点是：能将已经相对松散的地基基础通过注浆固结为一体。相对基础四周形成一道防水帷幕，对地面雨水起到封闭的作用，从而使地面上的雨、雪等水不能进入地基基础。最终消除引起地基基础不均匀沉降的隐患。缺点是：含有硫酸根（SO4）离子的含盐土对水泥浆体有腐蚀作用，但如果用42、5高抗硫水泥则可予以解决。故予以推荐。换填法方案。换填法方案是将出现沉降、裂损的不良地基土挖至持力层，即卵石层上，然后用“三七”灰土分层回填至设计标高，最后用防水砼封闭地面，也可从外运进戈壁土，每25—30cm分层夯实换填至设计标高重新浇筑砼防水地面。也可将现有地基土挖至卵石层，在原地基土加5—8%（重量比）的高抗硫水泥或20—25%（重量比）粉煤灰，拌和后分层夯实，每层25—30cm。此法同样可消除不良地基土现象。优点是：具有提高地基承载力、减少或防止地基沉降、加速软土排水固结、防止季节性地基的冻胀、消除膨胀地基土胀缩性和黄土地基的湿陷性等作用。缺点是施工工期长、施工夯机施工时振动较大，不利于室内自动控制等电气设备的安全运行，故不予推荐。6、推荐方案的设计设计依据。《110kV十连变电站岩土工程勘察报告》。6.1.2.110kV十连变电站有关施工图纸、竣工图。中华人民共和国行业标准《既有建筑物地基基础加固技术规范》JGJ123—20000中华人民共和国国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025—2004o中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002o静压注浆托换范E注浆托换范围为:综合配电楼四周散水与墙体基础及室内塌陷地面基础.35kV配电室四周散水与墙体基础及室内塌陷地面基础。局部防水砼地面。局部防水砼道路路面。注浆孔布置及注浆次序地基基础注浆也可理解为对原地基基础进行固结注浆及对地基基础进行劈裂注浆，所以，孔位布置参照岩土工程固结注浆和劈裂注浆的原则，先围后挤、先外后内、先直后斜。具体孔位详见孔位布置图。布孔时注意事项本工程施工时，为保证人员、设备安全，在所变1、2室内施工时（因作业面积太小）必须停电施工。为保障变电站正常运行，其余区域可在变电站正常运行时施工。因在变电站不停产的情况下施工。所以在现场布孔定位完成后，务必请业主技术主管人员到场，逐个核对钻孔部位有否地下管线等设施，以免在施工中无意损坏，造成不必要的损失。6.5钻孔工艺要求因场地对水的敏感性，防止出现较大的附加沉降。所有注浆孔均要求采用干钻工艺。钻头冷却方式可用压缩空气清孔冷却，或间歇提钻冷却。钻进由90mm，成孔由108mm。注浆材料配合比与注浆压力确定注浆材料采用42、5高抗硫水泥，根据吃浆情况可掺入0、2—0、5%的水玻璃（NaSi03），即：双液注浆。2注浆材料配合比一览表孔序灌浆材料配合比（重量比）水泥水水玻璃I0.8510.002—0.005II110.002—0.005注：11为内孔位用稠浆，1序为外围孔。注浆压力的选定应特别慎重，压力太小，可注性差，压力太大，有可能导致墙体的局部失稳。另外，已经回填扰动的地基基础土层的土性指标（如孔隙率、干密度、含水量、透水率Lu等）均与地勘报告中描述的原状土性指标参数相差较大，难以通过理论计算给出各项参数。所以只能根据有关经验给出暂定设计参数，最终由工程试验得出。设计为全孔定量定压静力注浆。其中第一序外围孔可直接用压浆机压浆，第二序后的内孔宜用压缩空气通路，使地基中的孔隙连通，然后注浆。压浆应自下而上分两级连续进行，注浆压力最终由试验确定，设计建议参数为0、2Mpa—0、7Mpa，逐级加压。注浆孔的单位吸浆量如小于如果浆液不下沉，则可逐级加压至0、7MPa。注浆孔的单位吸浆如小于10—20L/min（最终由试验确定），如浆液在10—15L/min内不再下沉时则可停止注浆。注浆质量检验注浆质量检验采用试块检验方式，也可采用挖探坑直观视检验方式进行。如采用前者方式，试块共2组6块，每个试块尺寸为70、7X70、7X70、7（mm）。试块龄期7天，在受压面积5000mm2时，单位荷载应＞150kN，否则应加密孔距补浆。如采用后者目视经验方式检验，则注浆形成的桩体完整，吃浆饱满时，即可认为注浆质量良好。因为直观，故此法在工程中采用此法较多。目视时控1-2个探坑检验，并拍图片进入工程验收资料交付业主归档。注浆试验前已述及，因地层土性指标难以确定，上述注浆试验设计指标仅为经验建议值。具体施工中，应对上述技术指标，尤其是注浆压力、注浆材料、配合比进行现场试验。会同设计、监理人员最终确定。试验孔可在墙体散水处生产孔位进行，共3孔。工程投资工程简况本工程既有建筑物的病害大有继续发展的态势，如不尽快加固处理，危及变电站的安全运行。经方案比较，建筑物地基与基础固采用水泥静压注浆托换加固。主要工程量有：钻孔总进尺5329.80m，注浆总进尺5329.80m。工程总投资工程静态总投资272.36万元，其中钻孔、注浆226.32万元，混凝土地面等修补工程22.27万元，临建工程3.0万元，独立费用20.77万元。工程造价编制依据本工程投资概（预）算各种费用均依据新建管（2005）第108号文“关于颁发《新疆水利水电工程设计概（结）预算编制规定》、《新疆水利水电工程补充预算定额》的通知，以下简称（108）号文、（2002修订本）国家发展计划委员会、建设部《工程勘察设计收费标准》和现行市场行情为依据。基础单价计算依据人工预算单价按（108）号文标准，参考现行市场行情计算。材料预算单价按2013年6月份的市场价格水平计算。42.5高抗硫水泥由乌鲁木齐天山水泥厂购置价加至变电所工地运杂费构成。工程主要设备由西安调谴运杂费和设备折旧费构成。施工机械台班费采用水利部水总（2002）116号《水利工程施工机械台时费定额》计算。结束语及结论110kV十连变电站院内占地总面积约8400m2。变电站主要建筑物有生产综合配电楼（2F）一栋、35kV配电室（1F）一栋。建筑面积703、11m2。变电站内场地均设C20砼防水地面。现场勘察发现有以下区域出现塌陷、裂损，亟待加固整治。室外散水防水砼156.80m2多数地方塌陷、裂损，最大沉降16cm，最大缝宽达5cm之多，修复。变电站室内外C20地面、道路路面沉降、裂损、塌陷区域1583.27m2拆除重建。变电站内所有塌陷区域地基基础进行加固，采用钻孔、注浆静压“托换”法。本工程既有建筑物的病害大有继续发展的态势，应尽快进行加固处理，否则危及变电所的安全运行。甚至出现安全事故。8.2.产生沉降裂缝的主要原因：一是变电站场地不良地基土是造成建筑物沉降裂缝的先天性原因。二是施工人员对不良土性认识不足、是造成墙体地基基础沉降的重要原因。三是施工质量劣质是既有建筑物地基基础发生沉降的必然原因。设计加固方案采用水泥静压注浆法，采用高抗硫水泥托换地基土层和加固已经开裂的基础，消除地基土的松散性和盐渍土的不良影响，提高地基基础的承载力等。砼防水地面、道路路面修复必要须采用先打毛，然后用强度为C20砼浇筑，工程流程为：拆除外运一一基础找平夯实一一浇筑混凝土振捣压实一一抹平打光，并注意洒水养护至龄期。主要工程量为：钻孔总进尺5329.80m，注浆总进尺5329.80m。施工有效工期约60个工作日。8.6本工程概（预）算静态总投资为272.36万元。附件附件一：工程量清单;附件二：工程概（预）算表;附件三：110kV十连变电站塌陷区域整治工程注浆孔布置图。西安方力水电工程有限公司2013年6月28日附件一分部分项工程量清单计价表工程名称：新疆乌鲁木齐电业局220kV十连变电站塌陷区域整治工程 第1页共1页序号项目编码项目名称项目特征计量单位工程数量1机械成孔灌注桩［项目特征］孔径：D=108MM深度：D=4700混凝土强度、石料最大粒径：42.5高抗硫水泥为主灌浆材料［工程内容］工作平台搭拆成孔机械竖拆护筒埋设泥浆制作钻、冲成孔余方弃置灌注混凝土凿除桩头废料弃置m5329.802细石混凝土散水［项目特征］1.面层厚度、混凝土强度等级：C20稀释砼，外3cm,内5cm［工程内容］基层清理垫层铺设抹找平层防水层铺设面层铺设m2156.803细石混凝土路面平台［项目特征］1.面层厚度、混凝土强度等级：C20稀释砼，厚度：10cm-20cm.［工程内容］1.基层清理4.垫层铺设抹找平层防水层铺设面层铺设m21583.274拆除、外运破损塌陷混凝土［项目特征］1.人工机械拆除外运.［工程内容］人工风镐破碎人工装车3.10吨自卸车外运15公里m1583.27

附件二工程概（预）算表单位工程报价总表序号工称或费用名称单位数量单价（元）合价（万元）一钻孔注浆工程226.321钻注浆孔m5329.80173.6392.542注浆m5329.80251.00133.78二修复工程22.271散水修复m2156.80101.451.592路面、平台修复m21583.27101.4516.063拆除外运部分m21583.2729.164.62三临建工程3.001工程用房及调遣费万元2.002工程用水运距补贴万元1.00四独立费用20.771注浆试验费万元0.402审计费万元1.743设计费12.434监理费6.20合计万元272.36

主要材料预算价格汇总表序号名称及规格单位单价（元）出厂价运杂费合计1抗硫酸盐水泥R42.5t74045785.002砂m385.003石子m345.004山一y^心石心官m80.005岩芯管及孔口管m6柴油0#kg6.507汽油90#kg7.088粘土t45.609电焊条kg6.5010钢丝kg3.2011铁砂钻头个250.0012镶合金片用的钻头个200.0013铁砂t3000.0014碱粉kg1.2115电KW•h0.5016风m30.2917水（工程用水）m31.50

中级工人工资预算单价计算表

地区类别 十一类工资区序号编号项目及名称计算公式单价（元/工日）1一基本工资16.26基本工资217元/月X12月：234天16.262二辅助工资11.693（1）地区生活费补贴73元/月X12月：234天3.744（2）施工津贴6元（人.天）X365天：75%：2347.025（3）夜餐津贴6（4）节日加班津贴（基本工资+地区生活费补贴）X3X1—250工日X35%0.927三工资附加费13.69职工福利基金（基本工资+辅助工资）X14%3.91工会经费（基本工资+辅助工资）X2%0.56养老保险（基本工资+辅助工资）X20%5.59医疗保险（基本工资+辅助工资）X4%1.12工伤、生育保险费（基本工资+辅助工资）X2%0.56职工失业保险基金（基本工资+辅助工资）X2%0.56住房公积金（基本工资+辅助工资）X5%1.408四人工工日预算单价基本工资+辅助工资+工资附加费41.64

施工机械台班费汇总表序号名称及规格台班费其中基本折旧大修折旧维修安拆装人工劳动力燃料费其他费用1地质钻机300型270.2722.4942.782052灌浆泵中低压泥浆199.788.5717.56173.653泥浆搅拌机159.3512.3620.97126.204灰浆搅拌机99.174.178.1886.835载重汽车10t299.4338.1330.10231.2定额单位：