输变电工程土建质量管控现状及展望

输变电工程土建质量管控现状及展望

李瑆

国网徐州供电公司 221000

[摘要] 输变电工程建设质量直接关系到电网投资效益和安全稳定运行，输变电工程土建部分作为输变电工程建设的重要环节，其建设质量的好坏直接影响工程的安全运行。在介绍特高压工程基础质量和常规输变电工程基础质量概况基础上，总结了目前输变电工程土建质量管控现状和存在的问题，指出了其发展趋势及要求。
[关键词] 输变电工程； 质量管控； 基础质量

0 引言
当前， 我国电力行业已由高速增长阶段转向高质量发展阶段， 电网作为关系国计民生的重要基础设施，其发展一直是社会各界关心的重要话题。输变电土建工程质量直接关系到电网的安全运行， 在一般输电线路工程建设中，基础工期约占一半、基础运输量约占 60%、费用占 15%~35%[1]。基础施工作为输变电土建工程施工重要工序， 其质量是整个土建质量工程的核心[2]。
输变电工程建设有明显的行业特点， 特别是输电线路工程，线路距离长、跨越区域广、沿途地形地貌和地质条件差异大、 岩土体力学性质变化多样且复杂，施工现场分散且受地形、地质、运输条件等限制和影响[3]，大型施工设备和机具难以进入施工现场，土建施工质量可控性差，施工和监管难度大，土建质量问题时有发生。针对上述问题，本文从质量管控角度，阐述了特高压工程和常规输变电工程土建施工质量现状；在此基础上， 分析了现有输变电工程土建质量管控模式的弊端， 有针对性的探讨了第三方质量检测的重要意义；最后，对输变电工程土建质量管控发展趋势进行了展望。
1 输变电工程土建质量现状
根据有关统计数据， 2017 年度国网公司系统输变电工程施工质量事件 7441 起，其中：施工工艺不良造成 4381 起，占比 59%；基础质量不良造成 580 起，占比 8%；未按设计施工造成 1637 起，占比 22%；隐蔽工程不良造成 843 起，占比 11%；不同地域间、不同单位间、不同电压等级间的输变电工程建设质量不均衡现象突出。 通过历次检查发现的 5 项输变电工程基础质量通病如下： 1）基础蜂窝（图 1）、麻面、裂缝、二次修饰； 2）基础棱角磕碰、损伤； 3）钢筋保护层厚度不符合设计要求； 4）保护帽麻面、磕碰、二次修饰、混凝土浆污染塔材及螺栓； 5）基础回填土沉降（图 2）。

图 1 某线路工程基础蜂窝麻面 图 2 某线路工程基础回填土沉降

随着电网建设的不断发展， 对电网建设质量要求不断提高， 现有输变电工程项目管理已不能完全满足电网建设本质安全要求[4]。施工单位“以包代管”、 监理单位“形同虚设”、 业主管理“层层衰减”、分包队伍“散兵作战”等问题突出，基础施工质量管控措施实施困难，基建安全形势面临严峻挑战。为提高基础工程建设质量，众多学者在设计优化、施工工艺、施工装备、检测技术等方面做了大量研究[5-8]，但偏重于对新技术、新材料、新工艺、新设备的应用，对工程质量管控的研究相对较少。为加强工程质量监管力度，近年来，在特高压线路基础工程中大力推行独立第三方检测，在常规输变电工程中实施达标投产项目实测实量抽查监督。
1.1 特高压工程基础质量概况
特高压工程基础形式以挖孔桩基础和钻孔灌注桩基础为主。近年来，特高压工程快速建设，目前，国家电网公司已建成特高压“八交十直”，在建“四交二直”，“五交四直”待核准开工。为保障工程质量， 多条特高压线路基础工程实行独立第三方检测， 采用多种技术手段对特高压基础质量进行检测，基础施工质量得到了有效保障。在检测过程中，发现的典型质量问题如下： 1）施工桩长不准；
2）混凝土强度低； 3）桩身人为质量缺陷。
（1）施工桩长不准
桩身实际长度与设计值差异较大现象主要出现在钻孔灌注桩基础，根据 22 根钻芯抽检数据，桩长误差超过 0.5m 的有 8 根，占比 9.1%，其中正偏差 6 根，最大值为+1.48m；负偏差 2 根，最大值为–1.65m。
（2）混凝土强度低
钻孔灌注桩基础和人工挖孔桩基础均存在混凝土强度低于设计强度问题，受地形条件制约，高山大岭地区的人工挖孔桩一般采用小型机械现场搅拌混凝土浇筑，混凝土浇筑质量相比商品混凝土差。
造成混凝土强度低于设计强度的原因主要如下： 1）混凝土浇筑时，施工方法不当造成混凝土离析。 现场检查发现存在施工队伍将混凝土从孔口直接倒入孔内或使用了串筒， 但是串筒口到混凝土面的距离过大，造成距离基础顶部 4m 以下混凝土质量问题。此外，混凝土浇筑时不按要求振捣也是混凝土离析的主要原因。 2）冬季施工养护措施不到位。 如人工挖孔桩基础冬季施工时未按照冬季施工要求进行施工和养护， 且混凝土浇筑时振动不充分，导致混凝土热化反应不够，混凝土胶结不良（图3），蜂窝麻面明显。 3）人工挖孔桩基础底部积水未抽干就浇筑混凝土导致严重离析， 采用声波透射法检测时发现其基础底部大约 50cm 范围存在质量缺陷，经钻芯验证，证明基础底部混凝土严重离析（图 4）。

图 3 混凝土胶结不良 图 4 基础底部混凝土严重离析

（3）桩身人为质量缺陷
在对某人工挖孔桩基础进行声波透射法检测
时发现桩身存在缺陷， 通过钻芯验证发现缺陷位置
处存在挖孔后废弃的风化岩（图 5）。将判定为Ⅳ
类桩的某基础凿开， 用手即可轻易将质量缺陷部位
混凝土掰断（图 6），混凝土施工配合比严重失调，
水泥含量严重缺失。

图 5 桩身中发现风化岩 图 6 混凝土施工配合比严重失调
1.2 常规输变电工程基础质量概况
国网公司在 2018 年下半年启动输变电工程达标投产实测实量工作，抽查变电工程 16 项，其中 110kV 项目 8 项、 220kV 项目 4 项、 330kV项目 2 项、 500kV 项目 2 项；抽查线路工程 11项，其中 110kV 项目 5 项，220kV 项目 5 项，500kV
项目 1 项。土建结构实测实量检查项目如下： 线路工程包括基础结构尺寸、混凝土抗压强度、钢筋数量与保护层厚度，变电工程包括结构尺寸、混凝土抗压强度、钢筋数量与保护层厚度、裂缝、镀锌层厚度。实测实量中发现的基础质量不合格项主要有：1）混凝土钢筋保护层厚度不满足设计要求。线路工程基础保护层厚度测量 47 处， 其中 10 处小于设计值，不合格率 21.3%，实测值与设计值最大偏差28mm（图 7）；变电工程混凝土钢筋保护层厚度测量 36 处，其中 3 处小于设计值，不合格率 8.3%，实测值与设计值最大偏差 30mm。 2）线路工程基础结构尺寸不满足设计要求。 基础结构尺寸共检测46 处，其中 5 处与施工记录值明显不符，不符合率 10.9%；人工挖孔桩直径实测值与记录值最大偏差 189mm。此外，通过本次检查发现，部分数据虽然满足设计要求， 但与施工自验收记录数据不一致现象普遍存在，施工自验收质量亟待提高。

图 7 筋保护层厚度不符合设计要求
2 输变电工程土建质量管控现状
2.1 输变电工程土建质量管控现状
输变电工程建设涉及建管单位、设计单位、施工单位和监理单位等， 目前我国输变电工程项目管理普遍采用小业主、 大监理的管理模式[9]。 小业主、大监理的管理模式要求监理单位对工程质量、 结构安全、施工进度、规划投资等方面进行全面的控制和管理。在输变电工程建设过程中，监理单位通过文件审查、签证、见证、旁站、巡视、平行检验等监理手段，开展监理检查，对工程施工质量进行检查、控制。
输变电工程土建质量管控主要问题是监管作用弱化，监理单位在质量验收时存在“不到位”现象。验收责任人员不到现场，以资料审核代替现场验收；验收实测实量不到位，以目测观察代替实测实量；施工检查记录、评级记录存在填写数据错误、漏填、与实际不符等现象，缺乏真实性和可追溯性。此外，输变电土建工程普遍采用专业分包模式，分包队伍多杂散，加大了质量管控难度。小业主、 大监理的管理模式已不能完全满足土建质量管控要求。
2.2 输变电工程土建质量第三方检测现状
计量、标准、认证认可、检验检测是国际公认的质量基础。其中计量实现单位统一、量值准确，标准规范检测方法和判定准则， 认证认可提升检测机构管理和检测报告的公信力， 检验检测提供质量评价的依据， 也即国际工程质量管理是采用社会监督的方式来实现。
《建设工程质量检测管理办法》要求质量检测业务由工程项目建设单位委托具有相应资质的第三方检测机构进行检测， 且检测机构不得与所检测工程项目相关的设计单位、施工单位、监理单位有隶属关系或者其他利害关系。
在电力体制改革后（2002），电力工程质量检测市场已完全市场化。由于检测业务一般通过招投标采购，低价中标成为普遍现象，部分检测单位甚至以低于成本价中标，中标后不能按规范要求开展质量检测，存在虚假报告现象。如某火电厂 2×1000MW 桩基工程，检测单位出具的检测报告桩基工程质量均为优良，但锅炉钢架、烟囱尚在建设过程即发现基础开裂。经复检，发现近40%基桩为 IV 类桩（桩长不够未到持力层、混凝土离析等严重缺陷）。
另外，质量影响因素众多，检测信号复杂，对检测人员专业素养要求高， 由于检测主体是民营检测单位，其检测人员技术水准参差不齐，检测信号结果准确性有待提高。
受多种因素影响， 当前输变电工程将土建质量检测费用列入施工费用的现象还大量存在， 由施工单位自行确定第三方质量检测单位， 这进一步导致第三方质量检测功能弱化甚至丧失，“花钱买报告”现象存在，给电网安全稳定运行埋下隐患。第三方质量检测作为现有质量管控体系的重要一环，其作用的发挥至关重要，如何保证其独立性和质量检测水平是关键。
3 输变电工程土建质量管控发展趋势及要求
3.1 输变电工程土建质量管控发展趋势
我国建设工程设计、施工、监理、检测、验收管理体系已基本完善，社会监督为主、政府监管为辅的质量管控运行模式运转良好。 输变电工程点多面广，施工难度大、监管措施难落地，在这种情况下充分发挥好第三方质量检测作用是输变电工程土建质量管控关键所在。

要发挥好第三方质量检测的监管及震慑作用，保障其独立性是前提。 在输变电土建工程质量检测业务中， 应由工程项目建设单位直接委托具有相应资质的第三方检测机构进行检测， 应逐渐禁止将质量检测费用列入施工费用， 由施工方自行确定质量检测单位，导致第三方质量检测功能弱化甚至丧失；也要逐步规范检测单位和设计、监理单位的关系，避免检测单位与监理、设计单位有隶属隶属关系或者其他利害关系。要发挥好第三方质量检测的监管及震慑作用，确保质量检测水平是根本。当前，电力土建质量检测业务完全市场化，从业单位水平参差不齐，以盈利为主要目标， 输变电工程尤其是线路工程质量检测成本高、检测信号复杂干扰因素多，选择高素质的检测队伍对于确保工程质量至关重要。
3.2 输变电土建工程质量检测的管控要求
输变电土建工程质量影响因素众多，检测信号复杂，质量检测从业单位大多以盈利为主要目标，尤其输电线路基础工程点多面广、检测成本高且基础质量直接关系到线路的安全稳定运行，为确保工程质量，应加强输变电土建工程质量检测管控。
随着现代信息技术的快速发展， 构建全方位的质量检测管控系统成为可能。 管控系统可对检测单位资质、人员、设备进行管控，可实时跟踪检测过程，实现试验检测过程的可视化，并可实时上传检测数据，确保数据互联互通。此外，管控系统可实现检测流程在施工、 监理、 检测、 业主间自动流转，提升检测流程的透明度和管控效率。
4 结语
当前， 我国电网建设正处在高速增长阶段转向高质量发展阶段，利用信息化手段，加强质量检测管控力度，充分发挥好第三方质量检测作用，特别是对于隐蔽工程施工， 可提升工程质量本质安全水平，有效降低管理成本和风险。
参 考 文 献
[1] 鲁先龙, 程永锋. 我国输电线路基础工程现状与展望[J].电力建设, 2005(11): 25-27, 34.
[2] 毕雪昱. 输电线路基础施工新技术[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2014: 1-2.
[3] 刘振亚. 特高压电网[M]. 北京: 中国经济出版社, 2014:385.
[4] 郑宏斌. 输变电工程的质量管理分析与对策研究[J]. 中国设备工程, 2017(14): 208-209.
[5] 黄冬平. 风力发电塔基础环基础超声波法质量检测[J].建筑结构, 2016, 46(14): 8-11.