高分子复合材料模板

高分子复合材料模板标准化
为深化智能变电站模块化建设，2016年公司启动线路塔基高分子复合材料模板应用标准化工作，组织国网山东电力在标准化设计、施工工艺、技术标准等方面开展深入研究，并进行了工程试点应用，现已形成系列化成果。

有关情况介绍如下。

一、总体定位
提高线路塔基机械化施工程度，减少劳动力投入，降低现场安全风险，加快工程建设进度，提升建筑成品质量，降低全寿命周期成本，实现“标准化设计、模块化建设”。

二、主要原则
1．通用性：符合通用设计、通用设备、标准工艺要求，适用于不同线路塔基工程建设。

2．标准化：满足机械化施工要求，通过模板调整拼接，实现设计方案组合、模板加工、施工方案、施工组织标准化。

3．专业化：适应线路塔基特点，专业针对性强、功能适用；通过专业化施工，提升现场安全管理水平和综合效益。

三、已取得的成果
（一）高分子复合材料模板标准化应用设计方案
通过对线路塔基混凝土施工部位进行分析、研究、论证，结合通用设备及通用设计方案，总结各混凝土部件尺寸规律，合理划分模板规格类型，通过系列化组合拼接，形成高分子复合材料模板标准化设计方案，形成高分子复合材料模板应用标准化设计方案。

1．应用范围
涵盖所有“湿作业”工程，主要包括以下四类。

1）大面积薄壁构件：主变、高抗防火墙，消防水池，事故油池。

2）一般薄壁构件：主变油池、电缆沟、围墙。

3）分阶式构件：主变基础，GIS基础，110kV及以上构架基础，断路器、隔离开关等设备基础。

4）方体类构件：35kV构架基础，避雷器基础，电压互感器、电流互感器等支架基础，端子箱基础，路灯基础，雨水口。

2．模板规格
所有模板均可实现不同电压等级、不同类型的变电工程之间的通用互换。

3．拼接方案
（1）大型薄壁构件
1）防火墙
按照电压等级、是否设置构架柱等条件，形成11个混凝土防火墙标准化设计方案，拼接组合尺寸见下表：
防火墙标准化组合方案表
组合拼接方案示例如下：
FHQ500-1方案（不设置构架柱，10米高）
FHQ500（Z）-2方案（设置构架柱，9米高）
FHQ1000方案（不设置构架柱，11米高）FHQ1000Z方案（设置构架柱，11米高）
FHQ800方案（±800kV换流站主变防火墙）
2）消防水池、事故油池
采用1.5m×3.0m大钢模板横向布置，配合阴阳角模板，模板竖向分3层布置，根据消防水池、事故油池的容积要求，结合场地情况排布出合理的长宽尺寸。

消防水池、事故油池标准化设计方案如下图所示：
消防水池、事故油池拼接示意图（俯视）
（2）一般薄壁构件
主变油池：平面尺寸采用0.3m的模数，采用1.2m×1.2m、1.2m×0.6m、1.2m×0.3m模板，适应各类油池尺寸。

电缆沟：电缆沟高度采用 1.2m、0.9m、0.6m，采用1.2m×1.2m、1.2m×0.6m、1.2m×0.3m模板拼接，电缆沟变形缝间距12m。

（3）分阶式构件
主变、GIS、110kV及以上构架、断路器、隔离开关、电容器等设备基础：底板高0.3m或0.6m，支墩高0.6m或1.2m，平面
尺寸采用0.3m的模数，采用 1.2m×1.2m、1.2m×0.6m、1.2m×0.3m模板拼接。

分阶式构件底板拼接示意图（俯视）
（4）方体类构件
构架、避雷器支架、互感器支架、端子箱等基础模板拼接。

方体类构件拼接示意图（俯视）
（二）高分子复合材料模板典型施工方法
创新模板支护方式，采用面板—肋—背楞—对拉螺栓—斜支撑的支撑加固体系，混凝土一次浇筑成型，克服了以往采用满堂脚手架支撑体系组立繁琐、施工周期长的缺点，具有轻便、灵活、通用等特点，便于现场组装、施工。

底
板
1．水平结构模板支架采用独立支撑和矩形钢管主梁。

2．模板背后采用斜撑调节模板垂直度。

3．模板竖缝采用特制回形销和模板定位销交替连接，模板接缝平整严密。

4．端部模板采用U型倒角，端部混凝土倒角圆滑。

5．墙体采用整体一次浇筑成型，工艺美观。

（三）试点应用
在锡盟至山东1000kV变电站电缆沟施工，工艺控制及观感质量均达到良好预期效果。

四、效益分析
1．质量控制
截面尺寸≤3mm、标高误差≤5mm、表面平整度≤3mm，均明显优于《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204要求的截面尺寸≤+8 -5mm、标高误差≤±10mm、表面平整度≤8mm。

混凝土表面颜色一致，光洁无色差，自然、淳朴、典雅，符合节能绿色环保理念。

2．工期比较
可大幅度提高工程建设速度，以试点站防火墙为例：
500kV变电站防火墙（高9.6m、墙面混凝土量34m3），12人，施工10天；如用常规方案，25人需用20天完成。

220kV变电站防火墙（高9m、墙面混凝土量30m3），11人，施工7天；如用常规方案，20人需用18天完成。

110kV变电站防火墙（高6.4m、墙面混凝土量20m3）为例，10人，施工5天。

如用常规方案，15人需用10天完成。

3．经济性分析
高分子复合材料模板经久耐用，避免传统施工模板现配、现制的弊端，摊销费用低。

如果按照钢模板每年应用20-40次测算，2-3年即能完成成本摊销（理论上，高分子复合材料模板可使用80—100次）。

以变电站线路塔基为例。

从建设阶段来看，采用高分子复合材料模板与复合木模板相比，缩短施工工期50%—71%，人工费仅为31%-43%，本体材料费用基本持平。

虽然总体造价略高于常规混凝土线路塔基，但在施工质量、施工工期、安全文明管理等方面，高分子复合材料模板清水混凝土线路塔基均占有明显优势。

从全寿命周期角度考虑，应用高分子复合材料模板清水混凝土线路塔基还能够延长工程使用寿命，降低运行维护检修费用，提高综合经济效益。

五、高分子复合材料模板线路塔基推广应用方式
根据高分子复合材料模板技术特点，综合考虑模板运输、现场管理等各方面因素，采用“专业化施工、市场化调节”的推广应用方式。

鼓励各级送变电公司成立专业化施工队伍，负责本单位所有变电站电缆沟的施工。

因规模原因，近期不成立专业施工队伍的送变电企业，可按照分包管理流程，进行专业分包。

通过专业化施工，
既能提升现场安全质量水平，又可以提高高分子复合材料模板重复利用率和综合效益。

附件：1．变电站工程高分子复合材料模板应用标准化设计方案2．高分子复合材料模板清水混凝土线路塔基典型施工方法
3．高分子复合材料模板清水混凝土线路塔基推广应用策划方案
附件1
变电站工程高分子复合材料模板应用
标准化设计方案
1 编制内容
通过合理划分高分子复合材料模板尺寸，形成变电站高分子复合材料模板标准化设计方案，涵盖所有“湿作业”工程，具体包括以下四类。

（1）大型薄壁构件：主变、高抗防火墙，消防水池，事故油池。

（2）一般薄壁构件：主变油池、电缆沟、围墙。

（3）分阶式构件：主变基础，GIS基础，110kV及以上构架基础，断路器、隔离开关等设备基础。

（4）方体类构件：35kV构架基础，避雷器、电压互感器、电流互感器等支架基础，端子箱基础，路灯基础，雨水口。

2 编制原则
（1）统一性：符合通用设计、通用设备、标准工艺，满足现有标准化建设成果中设备参数、设计布置及工艺标准等相关要求。

（2）通用性：高分子复合材料模板设计合理，具有良好的通用性，满足不同规模、不同类型的变电站建设需要。

（3）先进性：方便机械化施工，便于运输，提高工艺质量，推动施工技术进步。

（4）经济性：综合考虑工程初期投资与长期运行费用，落实全寿命周期费用最低原则。

3 模板标准化规格
通过对变电站混凝土施工部位进行调研、分析，结合通用设备及通用设计方案，总结各混凝土部件尺寸规律，形成组合大钢模板规格如下：
4 防火墙标准化设计方案
4.1 标准化模板主要构件
包含M、M+、D、D+、Z450、Z450+、Z300 、Z300+、ZJ、ZJ+共10种规格的标准化钢模板，具体如下：
序号编号
钢模板
构件名称
立面图（单位：mm）断面图（单位：mm）
1 M 主模板
2 M+ 主模板
3 D 端模板
4 D+ 端模板
5 ZJ 柱间模板
6 ZJ+ 柱间模板
序号编号
钢模板
构件名称
立面图（单位：mm）断面图（单位：mm）
7
Z450
（Z300）
柱模板
8
Z450+
（Z300+）
柱模板
4.2 防火墙标准化组合方案
按照电压等级、是否设置构架柱等条件，规范防火墙本体、基础相关尺寸，统一防火墙厚度，形成11个混凝土防火墙标准化组合方案。

具体见下表：
防火墙标准化组合方案表
电压等级方案编号是否设置
构架柱
组合高度
（m）
组合宽度
（m）
1000kV 变电站
FHQ1000 无构架柱11 18.0、16.5、15.0 FHQ1000Z 有构架柱11 18.7、17.2、15.7
±800kV
换流站
FHQ800 无构架柱12 18.0、16.5
500kV 变电站
FHQ500-1 无构架柱
10
15.0、13.5、12.0 FHQ500Z-1 有构架柱14.2、12.7 FHQ500-2 无构架柱
9
15.0、13.5、12.0 FHQ500Z-2 有构架柱14.2、12.7
220kV 变电站
FHQ220 无构架柱
9
13.5、12.0、10.5 FHQ220Z 有构架柱12.4、10.9
110kV 变电站
FHQ110 无构架柱
7
10.5、9.0 FHQ110Z 有构架柱10.2（单柱）
说明：1。

防火墙方案编号由3部分组成，分别表示：电压等级、有无构架柱、方案序列号。

如，FHQ500（Z）-1表示：500kV变电站防火墙（设置构架柱），方案一。

无相应内容时，该部分省略。

2.表中防火墙宽度不含墙两端倒角厚度，防火墙的实际宽度为表中数字+0.06m。

3．表中防火墙组合宽度为常用数值，超出范围的可按级差1.5m调整。

组合方案举例图示如下：
FHQ500-1方案（500kV站不设置构架柱，9米高）
FHQ500（Z）-2方案（500kV站设置构架柱，8米高）
4.3 防火墙配筋
防火墙配筋选用表
方案
基本风压
单位：kN/m2
FHQ110、
FHQ110（Z）
FHQ500-2、
FHQ500（Z）-2、FHQ220、
FHQ220（Z）
FHQ500-1、
FHQ500（Z）-1
（0,0.5] 16@200
8@200
18@200
8@200
20@200
8@200
（0.5,0.6] 16@200
8@200
20@200
8@200
20@150
8@200
（0.6,0.7] 18@200
8@200
20@150
8@200
22@150
8@200
说明：1、表格中配筋上面为竖向分布钢筋，下面为水平分布钢筋。

2、适用条件：地面粗糙度类别B类；钢筋保护层厚度25mm。

3、防火墙墙体钢筋在基础中的锚固长度根据个体工程设计。

4.5 防火墙基础
4.5.1 防火墙基础平断面图
FHQ500、FHQ220、 FHQ110方案基础平面图
FHQ500（Z）、FHQ220（Z）方案平面图
FHQ110（Z）方案平面图
1-1断面图
4.5.2 防火墙基础宽度
防火墙基础台阶宽度A选用表方案
基本风压
单位：kN/m2
FHQ110、
FHQ110（Z）
FHQ500-2、
FHQ500（Z）-2、
FHQ220、FHQ220（Z）
FHQ500-1、
FHQ500（Z）-1
（0,0.5] A=2700mm A=2700mm A=2700mm （0.5,0.6] A=2700mm A=2700mm A=3000mm （0.6,0.7] A=2700mm A=2900mm A=3200mm
说明：1、适用条件：地面粗糙度类别B类；钢筋保护层厚度：基础40mm。

2、修正后地基承载力不小于120kPa。

3、防火墙上的主变构架设置端撑。

如条件所限，无法设置端撑，基础尺寸及配筋应另行设计。

4、基础施工时，根据钢模板防火墙加固要求需在相应位置预埋地脚螺栓。

4.6 防火墙压顶
防火墙可根据设计要求增加压顶，示意如下：
4.7 线路塔基标准化设计方案使用方法
具体工程，按以下程序开展线路塔基设计：
（1）根据厂家提供的主变外形尺寸，确定线路塔基高度、宽度的最小值（分别设为h0、w0）。

（2）根据电压等级设置线路塔基最小高度h0，选择线路塔基方案。

所选线路塔基的高度（设为h）应不小于所需最小值，即h≥h0。

（5）根据风压、轴心压力等条件，选取线路塔基配筋。

（6）根据地质条件，进行基础设计。

4.8 使用注意事项
（1）适用于主变压器尺寸不超过《国家电网公司输变电工程通用设备》（2012年版）要求。

（2）当用于湿陷性黄土地区、膨胀性土地区、冻土、液化土、软弱土及有腐蚀性等特殊环境地区时，应执行相关规程规范的规定。

（3）线路塔基配筋及设计是根据一般条件计算得出，具体工程设计应进行校验计算。

（4）钢筋的加工、焊接及锚固应满足相关规程规范要求。

（5）具体工程设计应注意塔基预埋管、件、螺栓的布置。

（6）具体工程基础埋深可根据塔高要求及基础持力层调整。

5 消防水池、事故油池标准化设计方案
5.1 标准化模板主要构件
配合防火墙组合大钢模板，还需制作阴角模板及阳角模板，标准化模板规格如下：
编号
钢模板
构件名称
立面图
（单位：mm）
断面图
（单位：mm）
M 主模板
Y- 阴角模板
Y+ 阳角模板
5.2 标准化模板组合方案
1.5m×3.0m大钢模板横向布置，配合阴阳角模板，模板竖向分3层布置，根据消防水池、事故油池的容积要求，结合场地情况排布出合理的长宽尺寸。

消防水池、事故油池模板拼接方案如下图所示：
消防水池、事故油池模板拼接方案（俯视）
6 其它部位标准化设计方案
6.1 标准化模板主要构件
考虑单块模板的重量及安装方式，最大块模板尺寸为1.5m×0.6m，1.2m ×0.6m等不同种规格的通用标准模板及非标准模板。

该套模板具有应用灵活，组装简单，普遍适用的优点。

其它部位组合大钢模板主要构件
编号高分子复合
材料模板构
件名称
立面图
（单位：mm）
断面图
（单位：mm）
1 平面模板
2 平面模板
3 平面模板Y-1 阴角模板Y-2 阴角模板Y+3 阳角模板
6.2 拼接方式
6.2.1 竖向布置如下图：
防水螺栓
塑料
背楞
模板
6.2.2 平面布置图如下图：
6.2.3 带阴角基础平面布置图如下图：
附件2
高分子复合材料模板清水混凝土线路塔基
典型施工方法
1 前言
1.1 线路塔基是变电站工程重要的混凝土构筑物，采用高分子复合材料模板清水混凝土线路塔基不仅能够提高线路塔基结构强度、安全性，同时由于其较好的观感质量，可以进一步提升变电站工程的整体形象。

1.2 本典型施工方法可以提高现场机械化施工程度，减少劳动力投入，降低现场安全风险，加快工程建设进度，有助于控制线路塔基尺寸、垂直度、平整度及整体观感质量，降低全寿命周期成本，实现“安全、经济、优质、高效”的目标。

1.3 本典型施工方法对线路塔基高分子复合材料模板进行设计与优化，通过对模板支护的创新、施工方法的改进和细部精细处理等，提高了线路塔基混凝土施工工艺质量。

2 本典型施工方法特点
2.1 选用高分子复合材料模板符合国家电网公司“两型一化”（资源节约型、环境友好型、工业化）和“绿色环保”的要求。

2.2 贯彻应用“标准化设计、模块化建设”理念，线路塔基高分子复合材料模板设计采用模数化，实现了各电压等级变电站线路塔基的通用性。

2.3采用高分子复合材料模板进行线路塔基浇筑，质量可靠、易控制，提高了塔基尺寸偏差控制精度和观感质量。

2.4 施工速度快、安装便利，高分子复合材料模板现场拼装易操作、机械化程度高、施工周期短。

2.5 采用斜撑和独立支撑的模板加固体系，安全、可靠。

2.6 模板接缝、对拉螺栓留设实现标准化、模数化设置。

2.7 实现了塔基整体浇筑，避免了分层浇筑带来的混凝土表面产生色差、上下层间泌水漏浆等问题，同时提高了工作效率。

2.8 与采用木（竹）模板拼接浇筑清水混凝土线路塔基相比，可以降低人工费，高分子复合材料模板多次周转使用，节约成本。

2.9 现场安全设施规范、场地整洁有序，有利于现场安全文明施工管理。

3 适用范围
本典型施工方法适用于多种电压等级变电站主变清水混凝土线路塔基工程。

4 工艺原理
4.1面板采用4mm厚带肋高分子复合材料模板，背楞采用80*60方钢。

4.2对拉螺栓纵向间距600mm，横向间距450mm。

4.3采用吊车等机械化手段进行组合大模板的分段拼装，实现防火墙整体或分层浇筑。

4.4高分子复合材料模板横向设置方钢背楞。

采用面板-肋-背楞-对拉螺栓—斜撑的加固体系。

模板体系通过背楞与斜撑连接成整体，形成稳固结构。

4.5 通过固定对拉螺栓位置，形成标准化设置，模板蝉缝规律、一致。

4.6线路塔基采用整体一次浇筑成型。

5 施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
工艺流程：施工准备→施工放线定位→地基开挖→基础施工→钢筋绑扎→模板安装、支护→混凝土浇筑→拆模→混凝土养护→螺栓孔洞封堵及混凝土表面处理→质量验收。

5.2 操作要点
5.2.1 施工准备
（1）技术准备
1）施工前，根据设计图纸及高分子复合材料模板清水混凝土塔基标准化设计方案，对塔基模板进行施工设计、排版。

举例如图5-1.插入配模图
图5-1 FHQ500-1防火墙模板拼装示意图
2）编制专项线路塔基施工方案，并进行技术、安全交底。

（2）材料准备
施工材料配置齐全，用于工程实体的钢筋、混凝土等材料准备完毕，并检验检测合格。

（3）机具准备
1）施工机械进场就位，小型工器具配备齐全，测量仪器检定合格。

2）高分子复合材料模板进行入场检验，核对模板、支架及配件的型号、数量；模板安装前应对照线路塔基立面图位置对模板进行拼装。

（4）场地准备
按照施工方案对高分子复合材料模板组拼场地进行硬化、预留工作面。

5.2.2 施工放线定位
根据图纸进行放线定位，验收合格后方可施工。

5.2.3 地基开挖
（1）开挖过程中由专人修正边坡，确保边坡整齐。

（2）地基经验槽后方可进行基础施工。

5.2.4 基础施工
（1）严格控制基础混凝土表面平整度，误差小于3mm，满足高分子复合材料模板安装的水平度和垂直度要求。

5.2.5 塔基钢筋绑扎
竖向钢筋采用焊接或机械连接，接头检验应符合相关规程要求；水平分布筋可绑扎搭接。

5.2.6 模板安装和支护
（1）地面组装：将模板平铺在平整的硬化地面上，使用回形销连接，将模板校平。

吊运大块组装模板时，竖向吊运不应少于两个吊点，水平吊运不应少于四个吊点。

图5-2 模板地面组装示意
（2）首层模板就位：线路塔基钢筋绑扎好后，按照模板安装位置线，将模板安装就位。

（3）测量校正：校正模板与安装对拉螺栓同步进行。

模板立面垂直度偏差控制在5mm范围内、平整度偏差控制在2mm范围内。

对拉螺栓安装必须紧固牢靠,用力得当，
（5）混凝土浇筑前应进行模板安装验收，模板垂直度偏差≤H/1000,且≤5.00mm，平整度偏差≤3mm，模块平面接缝高差≤0.5mm。

5.2.7 混凝土浇筑
（1）清水混凝土配合比设计除应符合国家现行标准GB 50204《混凝土结构工程施工质量验收规范》、JGJ 55《普通混凝土配合比设计规程》的规定外，应按照设计要求进行试配，确定混凝土表面颜色；按照原材料试验结果确定外加剂型号和用量；考虑工程所处环境进行配合比设计。

（2）泵送混凝土进入施工现场，应逐车检查坍落度，其坍落度一般宜为170±20mm。

（3）混凝土浇筑采用泵送方式，浇筑速度不得大于1.5m/h。

（4）沿防火墙方向在模板内均匀布置若干个振捣棒，保证振捣半径。

采用测杆检查分层厚度，保证每500mm～600mm一层，
（5）混凝土浇筑过程中应安排专人对模板及其支架、钢筋进行观察和维护，随时检查模板、钢筋情况。

5.2.8 拆模
（1）拆除模板时间不宜小于72小时，避免拆模过早对混凝土表面的损伤。

（2）拆模采取先支的后拆、后支的先拆、先拆非承重模板、后拆承重模板的顺序，并应从上而下进行拆除。

拆下的模板应按指定地点堆放。

（3）拆下的模板放至指定的地面进行清理，做好维护、保养工作。

5.2.9 混凝土养护
混凝土浇筑后应立即养护，一般采用塑料薄膜覆盖表面保水，保证清水混凝土色泽一致。

5.2.10 螺栓孔洞封堵及混凝土表面处理
（1）将对拉螺栓的套头拆除，除掉锥孔内混凝土表面周围的薄弱区，用高压水枪将螺栓孔内冲洗干净后，对孔壁混凝土进行湿润。

（2）填补预缩砂浆，分层填塞、捣实，直至表面泛浆，然后收平、养护。

（3）混凝土表面宜涂刷透明保护涂料。

5.2.11 质量验收
尺寸允许偏差：表面平整度≤3mm, 垂直度偏差≤3mm, 顶面标高偏差≤±5mm，全高垂直度偏差≤H（全高）/1000，混凝土表面光洁、无色差。

附件3
组合大钢模板清水混凝土塔基推广应用策划方案2016年，公司组织开展了变电站塔基高分子复合材料模板应用标准化研究工作，形成了涵盖标准化设计、典型施工方法等系列研究成果。

为尽快将高分子复合材料模成果应用到工程建设中，制定推广应用策划方案如下：
1 推广思路及模式
（1）推广应用原则：鼓励各级送变电公司成立专业化施工队伍，购置模板器材，负责本单位所有变电站线路塔基的施工。

确因工程量原因，近期不成立专业施工队伍的送变电企业，可按照分包管理流程，进行专业分包，实现“专业化施工、市场化运作”。

（2）由省（自治区、直辖市）公司全省高分子复合材料模板需求进行测算，综合考虑模板运输、现场管理因素，对总量进行宏观掌控，确保既能满足施工进度需要，又能最大限度地提高高分子复合材料模板重复利用率。

2 钢模板购置推荐条件
施工单位在10年寿命周期内，能够完成50次施工（平均每年施工5面防火墙），即可购置高分子复合材料模板（假定条件：施工损耗为1%，补损率为1%），实现经济效益平衡。

3 模板配置量及考虑因素
相关单位可按照以下方法进行模板配置：
（1）模板基本需求测算
1）首先，根据全年建设任务，计算线路塔基总数。

2）其次，根据气候条件，确定单套高分子复合材料模板使用效率。

其中，单套高分子复合材料模板年效率=全年可施工天数/单个线路塔基施工时间。

3）计算高分子复合材料模板总量，高分子复合材料模板总量=线路塔基总数/单套高分子复合材料模板年效率。

（2）运输距离因素。

统筹规划各变电站施工顺序，尽量使高分子复合材料模板能够在一定距离范围内周转使用，减少远距离运输费用。

（3）现场管理因素。

为便于现场管理和施工器具的使用、维护和保管，宜选择本企业专业化队伍施工，尽量避免跨单位协作。

（4）如有换流站项目，模板数量可经测算增加，并可统一组织订购，增强模板通用互换性。

4 配置使用效益
按照每套高分子复合材料模板每年施工24-40个线路塔基计算，2年左右即可完成模板成本摊销。

随着操作人员熟练程度的提高、机械化设备的普及，经济性将进一步提高。