降阻剂在建筑施工中的应用

高能同步辐射光源项目接地要求：采用共用接地，接地电阻不大于0.5Ω，本工程室外土壤为多石土壤，电阻率高。GB 50169—2016《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》要求：在高土壤电阻率地区，可采用填充降阻率低的物质的措施降低接地电阻。在水平接地体周围换填土壤并增添敷设降阻剂，可达到较好的降阻作用。采用带有粘土隔离层的降阻剂换填法对本工程换填区域进行换填，范围为2.0 m×2.0 m，其原理是将土质更换为接地性能良好的改良拌合土壤。1 降阻剂选用（1）降阻剂要有较低的电阻率。降阻剂材料在常温20℃下的标准电阻率应不大于5Ω· m；降阻材料在进行冲击电流耐受试验测试后，所测电阻率值的变化应小于20%；降阻材料在工频电流耐受试验后，所测的标称电阻率的值变化应小于20%。（2）降阻剂对钢接地体的腐蚀率低。降阻材料在进行稳定性试验（失水、冷热循环、水浸泡）后，所测量的标准电阻率平均值应不大于6Ω· m；降阻材料的pH值应为7~12；降阻材料对金属接地体不能产生过量的腐蚀，一般土壤对钢接地体的平均年腐蚀率应该小于0.03 mm/a。（3）降阻剂各种元素含量在规范要求范围内。降阻材料在–10℃~+40℃的环境温度下正常使用；其内照射指数Ira≤1.0，外照射指数Ir≤1.0；各种有害物质含量应该符合规定，含汞≤1.0 mg/kg，铬≤250 mg/kg，铅≤350 mg/kg，砷≤250 mg/kg。（4）降阻剂应具有良好的稳定性和长效性。一般情况下，接地装置的接地阻值都希望保持在某个数值以下，不会经常发生变化。但土壤的干湿度会对某些降阻剂的降阻效果产生较大的影响，如导电水泥、固体降阻剂以及一些含非电解质导电粉末的降阻剂，尤其是无机及离子类的降阻剂，会导致其失去导电特性。还有部分降阻剂容易随水分流失降阻特性，虽然短期内降阻效果好，但降阻效果会随时间的推移逐渐降低，甚至失效。本工程选用长效防腐降阻剂，主要成分是具有高导电率的石墨、微量金属元素以及防腐剂等成分，具有吸水保湿、高效降阻的作用。2 回填土添加降阻剂施工2.1 施工工序（1）按照施工图纸开挖室外接地沟，接地网长度达到3 000 m，使用机械设备开挖，开挖深度达到设计要求，如图1所示。图1 掺降阻剂土层剖面示意（2）将沟内的垃圾、砾石、岩石等碎片取出，再添加级配石到要求的粘土层，尤其是在填土前，要将基坑（槽）以及管沟底部垃圾和杂物清理干净；基坑（槽）需回填至基础底标高，并且要将底部清理干净，然后再铺垫粘土，粘土厚度150 mm。（3）填土完成后，应进行表面拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土夯实。（4）将降阻剂铺设在粘土层上，铺设厚度150 mm，平铺在沟底，铺平后洒1遍水。（5）将准备好的水平接地镀锌扁钢（63×6）沿沟中心线敷设好，接地扁钢（63×6）之间连接采用搭接焊，根据GB 50303—2015《建筑电气工程施工质量验收规范》要求，扁钢与扁钢之间搭接不应小于扁钢宽度的2倍，且三面施工焊接，不得有假焊、虚焊现象，也不允许点焊、对焊，并对其进行防腐处理。（6）将环向水平方向的镀锌扁钢敷设完毕后，还需要同结构施工时建筑体预留接地扁钢进行连接，室外换填接地部分同整个建筑物连接成为一个整体。（7）将调好的降阻剂沿水平接地体敷设一层，厚度150 mm。然后取出比较细的粘土在上面敷设上一层，厚约150 mm，铺平后洒1遍水，最后将级配砂石回填到沟内进行夯实。（8）找平和验收。填土全部完成后，应进行表面拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土夯实。2.2 降阻剂在施工中的主要问题（1）接地体焊接。根据GB 50303—2015《建筑电气工程施工质量验收规范》要求：接地极（镀锌扁钢63×6）采用搭接焊，扁钢与扁钢搭接长度应不小于扁钢宽度的2倍，且应至少三面焊接，焊接接头要有防腐措施，且无遗漏。要严格检查扁钢之间的搭接倍数，搭接长度大于130 mm。（2）降阻剂施工。降阻剂进场，要严格检验降阻剂包装情况，包装应严密无破损；降阻剂会对周围环境造成一定影响，应尽量避开排水管道、雨水管道、地下水管道等其他施工管线。（3）施工回填。在施工中的降阻剂掺拌、基槽开挖、回填级配石等工序中都有严格要求，需对施工步骤、降阻剂施工进行严格把控，必须按照相关设计及施工规范进行施工，才能让降阻剂的降阻作用得到保障。在施工过程中，不同降阻剂施工工艺会对降阻剂的降阻效果产生不同程度的影响。2.3 施工过程管控（1）施工前，技术人员须对相关施工人员进行技术交底，以减少人员、材料机械的浪费；必须对工人进行安全交底，把安全施工放在首位；必须对降阻剂材料进场严格验收，确保进场物资合格。（2）加强施工过程中的质量检查，确保施工质量满足设计及相关规范要求，发现问题立即处理整改；冬期施工需要合理组织施工力量，按照工序安排施工，做到开挖一段敷设一段，保证施工质量并做好施工过程中的资料收集整理工作。（3）到场后降阻剂需要进行贮存保护，包装好的降阻剂应在阴凉干燥处进行储存，防止日晒雨淋，降低降阻剂效果。降阻剂材料包码垛高度不超过15包，下层铺垫木头。3 回填后数据分析3.1 测量步骤方法（1）测量前对接地电阻测试仪（BY2571）进行检查，检查仪表是否在核检时间内，是否完好，是否可以正常使用。（2）选择合适测量部位，将设备上C2、P2点位同接地极（预留接地镀锌扁钢）使用导线连接，取电位探针P1、电流探针依次插入大地，使电位探针P1处于被测接地极E及电流探针C1之间，彼此沿直线间隔20 m。（3）使用专用接地软线将被测接地极E（C2、P2）、电位探针P1以及电流探针C1同探针所在位置一一对应连接。（4）开启接地电阻测试仪电源开关“ON”，根据图纸要求接地阻值选择合适的档位，按下对应档位按键，与之相对应的指示灯亮，显示屏所显示的数值就是被测得的接地阻值。（5）测量接地电阻，在同一位置选择不同的方向测量3~4次，取测量平均值。3.2 数据测量对工程重要部位变配电室、开关站和储存环电源厅、高频厅等工艺功能性房间以及直线加速器隧道、增强器隧道、储存环隧道等特殊要求部位进行接地电阻测量，为检验回填土添加降阻剂的效果分别测量回填前后接地电阻。回填土前各部位电阻值见表1，回填土添加降阻剂后各部位电阻值见表2。表1 回填土前各部位电阻值表2 回填土添加降阻剂后各部位电阻值3.3 误差分析（1）测量环境。回填土前后测量部位未发生变化，仅测试点周围土壤进行了回填土添加降阻剂。在晴天及阴天环境下都需要进行测量，不得在雷雨天气后对电阻进行测量。（2）测量时间。回填土前测量是在10月进行施工前测量，因室外施工涉及各专业管线，所以施工周期长，基本完成时间是在12月，完成后对测试点进行了初步测量。（3）测量方式。本工程室外土壤为多石土壤，电阻率高，测量前需将电位探针插入大地位置周围砂石清理干净，以免电位探针直接接触砂石，无法深入土壤中，造成较大测量误差。通过对换填降阻剂位置接地电