钢筋螺纹套丝连接工艺在送电线路工程的应用

摘要： 结合500kV台山核电至桂山送电线路工程基础施工实际情况，总结介绍了钢筋螺纹套丝连接工艺代替传统焊接施工的质量控制要点，并通过将钢筋螺纹套丝连接工艺与传统焊接技术进行经济性比较，提出了钢筋螺纹套丝连接工艺在送电线路工程施工应用的可行性，可为往后该项线路施工新工艺的使用及推广提供借鉴。

Abstract： Combined with the foundation construction actual situation of 500 kV Taishan nuclear power engineering to Guishan transmission lines， this paper introduces the quality control key points of steel threaded sleeve connection technology replacing the traditional welding construction， and by comparing the economical efficiency of reinforcing steel bar thread set of wire connection technology with the traditional welding technology， the feasibility of applying steel threaded sleeve connection technique to the project construction in transmission lines， which can provide reference for the application and promotion of the new process in the construction of the transmission line.

关键词： 送电线路工程；基础施工；钢筋螺纹套丝连接工艺；质量控制；工程效益

Key words： transmission lines engineering；foundation construction；steel threaded sleeve connection technique；construction technology；engineering benefit

中图分类号：TU755.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）35-0081-03

0 引言

钢筋螺纹套丝连接技术，是国内外一致认可的可靠的钢筋连接技术。目前，此施工工艺已广泛普及应用在北京、上海及广州等特大城市的基建工程中，在建筑行业及电力厂房建设行业中已大规模采取钢筋螺纹套丝连接工艺代替焊接，越来越得到建筑工程行业的重视。

经历数十年的发展，电网工程技术已得到长足的发展，但在电网工程的基础施工建设中，大多数的基础钢筋连接依然采取传统的焊接方式进行驳接钢筋。受碍于送电线路工程攀山越岭，绝大多数位于荒野郊外，基础钢筋焊接的方式在运输及安装上依然存在运输及驳接施工不便及存在一定的安全隐患，并且对钢筋的配筋应用率十分低下，还存在技术造价压力、人力配置及工期滞后等等的挑战。500千伏台山核电一期接入系统工程――500千伏台核至桂山送电线路工程，在人工挖孔桩基础施工中，首次成功应用钢筋螺纹套丝连接工艺，在施工过程中显著体现此工艺对于送电线路安全、质量、进度、材料成本控制起到良好的提升作用，该工艺可在其他送电线路工程基础设计施工进行总结和应用。

1 钢筋螺纹套丝连接技术的选择

钢筋机械连接是当今最可靠的的连接方式，受规范推荐，凡是直径20mm及以上的钢筋，图纸上都要求机械连接，重要受力的地方、抗震要求较高的地方更加适合。比起焊接，它不受方向（横的、竖的、斜的）影响；不受焊接过程手工操作的影响；钢筋上不会留下过热区和高温应力变形等，而且，钢筋接头百分率要求比焊接放宽，一级质量的接头可不受钢筋接头百分率限制，见JGJ107-2010《钢筋机械连接技术规程》4、0、3条。此外，直接承受动力荷载等焊接不适用的地方，机械连接都适用。

500千伏台山核电至桂山送电线路工程（江门3段）共有29基铁塔基础，其桩位大多位于高山大岭中，山势险峻、道路弯曲狭窄，中、小距离运输都十分困难。标段共有28人工挖孔桩，占据比例为96、6%。为降低钢筋运输的难度，提高工作效率和节约施工成本，也为挖掘新施工工艺技术和确保施工质量，增加工程施工技术含量，业主单位组织设计单位、施工单位及监理单位对传统钢筋焊接和钢筋螺纹套丝连接工艺所用材料、人工、施工进度等方面做了反复的比较，并借鉴桥梁及电厂建筑工程实际应用钢筋螺纹套丝连接工艺情况，最后决定在3标段所有人工挖空桩的25mm及32mm钢筋采用此工艺。

工程采取此工艺在实施过程中，不仅有效缩短了钢筋长度，减轻运输难度；在安装上也更为方便驳接，减轻因钢筋长度过长的安装困难，大大提高了钢筋的利用率、运输效率及驳接的安全性，保证了施工工期和降低了工程造价等等，有利于工程建设。

2 钢筋螺纹套丝施工工艺的质量控制

钢筋螺纹套丝连接施工流程：钢筋原材料检验（包括钢筋母材和直螺纹连接套筒的检验）钢筋下料、端面切平剥肋滚轧螺纹钢筋丝头质量检验钢筋丝头保护直螺纹钢筋现场安装（套筒连接）外观检查与现场取样。

2.1 钢筋机械工艺材料的要求

①钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求及国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499、2-2007）及《钢筋混凝土用余热处理钢筋》（GB13014-91）的要求，应有出厂质量证明（材质单）及进场复试报告；钢筋端部应用无齿锯切割平直，不得用钢筋切断机进行切断。任何影响钢筋插入和连接的铁锈、油污、砂浆以及马蹄、飞边、毛刺应予以清除和修磨。

②连接套筒：连接套筒选用45号优质碳素结构钢或其他经型式检验确认符合要求的钢材，套筒表面应有生产批号标识，并有厂家提供的产品合格证；滚压直螺纹接头连接用套筒的规格与尺寸应配套；套筒的化学成分及机械性能配合；连接套筒应分类包装存放，不得混淆和锈蚀。

③人工挖孔桩基础的主筋：钢筋在加工前必须先做好配筋表，严格按配筋表配筋；每条钢筋只允许有一个接头；如运输道路较为崎岖，在配筋时适当考虑两段驳接钢筋的组合长度。

2.2 钢筋螺纹套丝加工过程注意事项

①钢筋下料时，端头应预留出30mm用无齿锯进行切割，切口端面要与钢筋轴线垂直，端面要平整，不得有马蹄形或扭曲，钢筋端部不得有弯曲，出现弯曲时应进行调直。

②钢筋螺纹套丝机必须用水溶性切削冷却液，当气温低于零度时，应掺入15%～20%的亚硝酸钠，不得用机油；钢筋丝头的牙形、螺距必须与连接套的牙形、螺距相吻合，有效丝扣内的秃牙部分累计长度不大于一扣周长的1/2等。

③注意检查剥肋刀老化或固定螺丝刀头松动导致剥肋不均匀，切出不完整的螺纹。

④接头处钢筋端部不得用钢筋切断机进行切断，更不得用气割进行下料，必须采用无齿锯进行切割，加工尺寸按规定执行。

⑤必须平整钢筋的端头及端部，及时清理滚扎过程中会产生大量的铁屑。

⑥加强套丝施工管理、控制，降低材料的消耗，防止油污、铁屑对环境的污染。

⑦支撑钢筋尾端的套丝架必须放置稳定，地面上摆放容器接油、装铁丝屑，套丝时添加液必须适量，严禁过多使用。

⑧减少材料浪费，对成品钢筋要分类堆放，做好成品保护工作：成型钢筋按指定地点堆放，用垫木垫放整齐，防止钢筋变形、锈蚀、油污；运输过程中，应检查每个接头是否用胶管保护套做保护措施，长度是否够长，固定性是否稳定，接有套筒的钢筋头需用胶布缠绕，以免套筒磨损或运输过程套筒中螺丝牙进入杂质或丝牙打花而出现无法安装的情况；绑扎完的基础钢筋，人员上下要注意踩在远离钢筋接头位置，以免对钢筋接头造成损伤；浇筑混凝土时，输送泵管应用应远离钢筋接头位置，不允许直接绑扎在钢筋接头位置上，以免泵管振动将钢筋接头振动移位松动；钢筋绑扎完后未及时浇筑混凝土且又遇雨天，应在钢筋接头表面覆盖塑料布，防止钢筋接头被雨水锈蚀；在浇筑混凝土时，钢筋工随时注意钢筋的移动情况，发现有错位的应及时进行调整。

⑨严格质量检验关，做好钢筋连接前后的接头工艺检验及连接质量的拧紧力矩检验和单向拉伸强度试验，钢筋连接完毕后连接套简单边外露有效螺纹不得超过2P。

3 钢筋螺纹套丝连接技术与传统焊接技术的效益比较

500kV台核至桂山送电线路工程（江门3段）基础采用钢筋机械连接工艺在材料、能源、人工、安全及经济效益等方面取得成效如下：

3.1 材料节约、减少不必要浪费

材料利用率高：钢筋机械连接工艺在加工前，项目部都得出具配筋表，严格按配筋表加工，可在一定程度的利用以往不被使用的钢筋切割部分，无论从接头处和利用切余的钢筋来看，都可大大提高钢筋的利用率，减少废料产生，增加成本效益。

结构设计采用《混凝土结构设计规范）（GBS0010-2002），规范规定，受拉区受力钢筋的搭接长度为35d，有抗震要求为35d+5d=40d。以25钢筋为例，每个搭接接头钢筋为3.85kg，冷挤压接头每只套简重1.03kg，等强直螺接头套简重0.6kg，单一个接头就比搭接少用钢材3.25kg，比冷挤压接头少用钢材2.82kg。对比用套筒的价格及钢筋搭接浪费长度的价格，算出大约可节省材料成本74406、97元。

3.2 节约能源

等强直螺纹钢筋连接机械设备功率为4千瓦，每台设备一天完成400只接头，若一台班以8h计算，则1.2×2=2.4min完成一个完整的接头，用电量为4×2.4/60=0.16度，而闪光对焊每只接头用电量约为2.5度，套丝工艺用电量仅为闪光焊用电量的7%，而闪光对焊机的功率至少在100kW，故不仅费电，且对施工现场的配电要求也较高，成本重。

3.3 合理优化配置人力资源

钢筋螺纹套丝工艺施工方便、效率高：钢筋连接套筒可在工厂预制，也在狭小场地钢筋排列密集处均能灵活操作。质量保证：现场滚轧丝头设备每台每班可加工接头近400个，在大工程量及工期紧张施工时具有无可比拟的优势，可实现全天候施工。

焊接需四人：一人负责焊接，三人负责搬运，一个台班大约焊接300个接头。

钢筋螺纹套丝工艺需四人：两人负责加工，两人负责搬运（短头为一人搬运），一个台班大约加工400个接头。

从人工台班来算加工这批钢筋可省（250+1818）/300-（250+1818）/400=7-6=1台班（1台班*4个工人=4天人工费用）

3.4 工艺应用的便利性

①便于检查：施工时不需要用特定检测设备，只需看钢筋外露丝牙情况即可测定接头的质量。

②适用性强：适用于一切抗震和非抗震的钢筋混泥土结构工程的钢筋连接，且对弯曲钢筋、固定钢筋、钢筋笼、超长钢筋等及不能转动的场合均适用。

3.5 工程质量的经济效益

直螺纹套丝套筒接头质量稳定，力学性能好、连接安全可靠，接头强度达到行业标准JGJ 107―2003钢筋机械连接通用技术规程中I级接头性能的要求，不存在焊接接头的脆断现象，而且其抗疲劳性能也很好，接头通过行业标准规定的200万次疲劳强度试验。由于钢筋端部经滚压成形，钢筋材质经冷作处理，螺纹和钢筋强度都有所提高，弥补了螺纹底径小于钢筋母材基圆直径对强度削弱带来的影响，使连接的接头强度高于母材强度，能使母材充分发挥其强度和延性。可大大避免出现因现场焊接抽检不合格带来的工期延误或返工的损失，实现业主和参建单位的多赢。

3.6 运输方面安全性和经济性

本标段人工挖孔桩的钢筋大多在12M～16M之间，由于现场无380V电源，采取焊接工艺的只能在材料站将原材料加工好，方可送到现场去下坑绑扎，但长度一般为12M～16M之间。本标段工程在山路转弯最大宽度也为12M左右，而施工队采用运输基础材料的车辆一般为9M左右，山路运输难度及安全隐患较大。尤其是钢筋过长可能导致拖地运输，这是运输避忌。此施工工艺在钢筋运输在施工道路不便的情况下，存在畜力、人力交替运输，不利已人力资源利用和财力节约。

钢筋机械连接工艺刚好解决了本标段的这一难题，在材料加工场先将钢筋经过切割后滚丝加工，再通过保护套将两段钢筋丝牙进行保护，再运送至施工现场拼装连接，这样钢筋的长度最长也为12M，甚至可以分为6-8M为一段进行运输，这对车辆在运输过程中提供了方便及安全性。一是车辆弯位置不用太靠山边，避免因钢筋太长导致运输车转弯不灵活，使得车辆向山边挨近倒车才能满足转弯位，消除了倒车视线差的安全事故隐患；二是避免钢筋拖地；三是运输基本到位后，采用人工进行小运就可以到达目的地，节约运输成本。

3.7 套筒连接安装的安全性

套筒接头现场连接作业时不用电、不用气，也无需其他机械设备，减少了施工现场的安全隐患。现场钢筋绑扎下坑过程中，往往过于焊接钢筋过长，浪费了较多的人力且带有一定的危险性，若基础附近带有带电线路，钢筋过长往往存在较大触电隐患。而钢筋机械连接工艺在现场的驳接，两段驳接钢筋可根据实际情况裁剪长度来组合，也是一定程度上减少人力，一定程度上减少钢筋过长过重造成的施工不便及可能导致触电这两种危险源。

3.8 有利于实现环保施工

套丝连接技术无噪声污染、油污污染、烟尘和弧光污染的产生，也无明火作业，有利于保护劳动者身体健康和施工现场的文明整洁，也符合南方电网公司安全文明施工的理念，有利于实现工程建设与环境保护的和谐发展。

4 结语

通过在500千伏台山核电至桂山送电线路工程的实施应用，钢筋螺纹套丝连接技术接头的可靠性上比焊接要高，具有接头强度高、与母材等连接速度快、性能稳定、应用范围广、操作方便、用料省等优点，大大降低了劳动强度并提高了施工效率。该施工工艺的成功实施节省钢筋、降低了成本、降低了运输的困难、降低施工风险和缩短了施工工期，克服了钢筋焊接中难以控制的质量难点，取得了良好的经济效益和实用价值，充分体现出基建工程的“安全、优质、高效、环保、零缺陷”的理念，值得其他送电线路工程基础施工借鉴和应用。

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