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關鍵詞：建筑物、防雷工程、施工常見問題、質量控制措施
在建筑物施工過程中,防雷工程項目包括樁基礎的焊接、柱筋引下線通長焊接及均壓環、避雷網、避雷針、避雷器安裝等,一直伴隨著建設施工全過程。保證防雷工程項目施工質量的因素很多,如設計、材料、機械、地形、地質、水文、氣象、施工工藝、操作方法、技術措施、管理制度等,環節很多,要對這些環節嚴格控制,才能保證最后的工程質量。
建筑物防雷包括防直擊雷和防感應雷。防直擊雷就是引導雷云與避雷裝置之間放電,使雷電流迅速流散到大地中去,從而保護建筑物免受雷擊。防雷電感應則通過建筑物內部的設備、管道、構架、鋼窗等金屬物的接地裝置與大地作可靠的連接,將雷云放電后在建筑上殘留的電荷迅速引入大地。目前建筑工程常用的防雷措施有接閃器、引下線、接地裝置、避雷器、均壓環及金屬導體等電位連接等的施工和安裝。
1防雷工程施工常見問題
通過實際檢測測驗和經驗,施工過程防直擊雷和防感應雷措施中常出現以下問題:一是避雷帶、引下線、接地體、均壓環搭接的連接長度不夠,焊接不飽滿,焊接處有夾渣、焊瘤、虛焊、咬肉和氣孔,沒有敲掉焊渣等缺陷。二是地鋼筋網的連接點的錯焊、漏焊作為外引接地聯結點或檢測點預埋件的漏設。尤其是建筑結構轉換層,因構造柱(墻)內主鋼筋調整、防雷引下線鋼筋錯接錯焊的情況發生。三是用結構鋼材代替避雷針(網)及其引下線時,焊接破壞鍍鋅層不刷防銹漆或螺栓連接的連接片未經處理,片與片接觸不嚴密等。四是引下點間距偏大,引下線跨越變形縫處未加設補償器,穿墻體時未加保護管。接地體安裝埋設深度不夠或引出線未作防腐處理。五是屋面金屬物,如管道、梯子、旗桿和設備外殼等,未與屋頂防雷系統相連,或等電位聯結跨接地線線徑不足。六是電氣設備接地(接零)的分支線未與接地干線連接,實行串聯連接。多層住宅采用TN-S系統時,進線在總電表箱處沒有重復接地,沒有按要求在配電間作MEB。七是低壓配電接地形式、電涌保護器(SPD)的設置及安裝工藝狀況、管線布設和屏蔽措施等與防雷設計要求不符。
2防雷工程項目施工質量控制的主要措施
加強對防雷工程關鍵部位和工序的質量控制,針對施工中易出現質量通病的幾個環節,制定現場檢測預控措施,做到預防為主,動態跟蹤,保證防雷工程的施工質量。
2.1嚴格審查設計圖紙
一是不僅要熟悉電氣圖,對建筑設計中的結構、設備的布置也要有初步認識,領會設計中有關說明,對有些特殊的建筑工程項目系統,如弱電系統中的智能化工程、信息通訊、計算機、監控等,因為這些地點和設置在設計平面圖紙中一般都沒有明確標注,是以規范要求為施工標準進行預留預埋的,要注意對照強制性標準、施工驗收規范進行施工。如發現不符合現行施工規范要求或做法不妥,選用的防雷接地材料不當時,應及時與設計單位洽商確定,形成設計文件,以便依照執行及備案。二是一個建設項目,相關專業設計圖紙較多,審核防雷圖紙時,要對照建筑圖、結構圖、基礎圖。各項目銜接復雜,極易導致施工錯誤。若施工單位經驗不足,易因工種(序)配合不當而造成施工錯漏。對于施工中容易忽視和特別重要的問題應起草書面意見,以提醒施工單位執行。
2.2嚴格材料質量控制關,保證焊接質量
一是驗材料三證二是看材料規格三是查在施工中是否使用設計和規范規定的鍍鋅材料。在施工監檢過程中,作業人員往往隨手拿普通結構用鋼筋作幫條焊接,或用普通鋼材代替鍍鋅材料,或以冷鍍鋅材質代替熱鍍鋅材質,應及時糾正。防雷工程施工主要是焊接,焊接質量決定著工程質量。由焊接技術不過關的人員進行防雷接地,造成防雷工程不合格的情況時有發生,應嚴格審核專業防雷施工隊伍的資質等級和施工人員資格證。
2.3查驗地基接地焊接
地基接地焊接是接地施工中的第一環節。對于基礎圈梁焊接或樁基鋼筋與基礎鋼筋的焊接、基礎鋼筋與柱筋的焊接,都要嚴格按基礎圖和接地點逐一進行檢查,尤其要對伸縮縫處基礎鋼筋是否跨接連通進行確認。當整個接地網焊接完成后,馬上進行接地電阻值測試,確認是否符合設計要求。當電阻值不滿足設計要求時,再次檢驗焊接質量或按設計要求補做人工接地裝置。
2.4檢查引上點和跨鋼筋焊接質量
對以柱筋為引上線的接地網,要求施工人員采用每層按軸線標清每根柱子的位置及鋼筋焊接根數進行施工,防止漏焊或錯焊位置和焊接長度及質量不滿足設計及規范要求等[1-2]。要對引上點和跨鋼筋焊接質量仔細檢查,并要求對焊接引上線進行定位標識,以防向上層焊錯主筋造成接地中斷錯誤。特別是對于結構的轉換層,由于柱筋的調整,防雷引下線利用柱內主筋焊接引下容易錯焊、漏焊,要進行反復核實。
2.5核實等電位焊接及其他接地部位
對于要進行等電位焊接、重復接地的部位,如設備間、變配電室、消防機房、空調機房、電梯機房、給水管、冷卻塔、風機等部位的接地焊接要在施工日記上注明備查、核實。高層建筑45m高度以上,每向上3層在結構圈梁內敷設1條25mm×4mm的扁鋼與引下線焊成一環形水平避雷帶或用不少于2根圈梁主筋焊成均壓環。樓內水平敷設的金屬管道及金屬物應與防雷接地焊接,垂直敷設的豎向金屬管道,在其底部和頂部均應與防雷接地焊接。玻璃幕墻防雷等電位接地的施工,在對采用預埋鐵做法時,注意在柱主筋上作可靠的焊接,如果是后增加的玻璃幕墻,要根據建筑面積、建筑物的各種特點,出具詳細的防雷施工方案。屋頂上裝設的防雷網和建筑物頂部的避雷針及金屬物體應焊接成一個整體。
【關鍵詞】建筑大樓；防雷接地裝置；接地電阻值；預防措施；
1 工程概況
某建筑大樓面積4.38 萬m2，建筑高度65.3m，樓層19 層，其中地下2 層，地面17 層。樓宇建于開挖近15m 深下的中風化巖石層上，基礎采用箱形結構，無樁基，防雷接地裝置利用箱形基礎底板主筋，通長焊做為接地體，防雷接地電阻設計值為≤1Ω。這種設計與福州某建筑大樓防雷接地裝置相類似，鑒于后者基礎完工后，測試接地電阻大于設計值，預估本工程也有可能出現這種不合格情況。分析原因，主要有以下兩個方面的弱點。
（1）與其他（一般的）建筑基礎相比，本建筑物沒有樁基和承臺，防雷系統中的接地裝置減少了和大地的接觸面、埋地深度，接地電阻必然較大，雷電的泄流效果會被嚴重削弱。
（2）一般土層電阻率在50- 100Ω?m，本建筑物倚山而建，基坑開挖達15m，箱形基礎設在中風化巖石層（電阻率均在4000Ω?m 以上）上，處于巖石和土壤交界處，介質電阻率不連續，與大多數建筑物，建于普通地理環境（土壤電阻率較低）中不同，其防雷系統接地電阻值必然趨大。
2 防雷接地施工預防措施的落實
為避免接地電阻達不到設計要求的狀況，施工開始就做好相應的準備。第一階段，一方面積極與設計方取得聯系，將所擔心事項及以往的經驗與之溝通；另一方面做好充分的準備工作，從施工技術、人為操作以及新工藝三個方面，制訂詳實的施工方案。第二階段，將施工組制定的施工方案，申報公司技術部門審批，并征得設計方、業主、監理認可。第三階段，依據施工方案，指導施工；嚴格管理，精心操作；以彌補利用箱形基礎鋼筋做防雷接地裝置的先天不足。
（1）箱形基礎底板混凝土中，增埋人工接地極。根據本工程所處的地質特點，結合土建做法，決定：南北向參照相關規范，均沿箱基外側（距3m 遠），將- 50×50×5×3000 的鍍鋅角鋼接地極（共11 根），深埋在箱基底- 14.3～9m 厚達5m 的混凝土層里。采用- 50×5 鍍鋅扁鋼做母線連接，通長焊接形成接地體，并延長接地體的有效長度，首尾引出待用。
（2）回填土中，增埋人工接地極。因東側相鄰巖壁，混凝土結構空間小，施工方法無法同上，所以將人工地極（5 根）埋設在- 9～±0.00m 回填土層里（總體做法詳見圖1 和圖2）。考慮到回填土內連接地極扁鋼，因水土腐蝕，影響使用壽命，除焊接處做防腐處理外，水平段母線均刷兩道熱瀝青保護。
（3）利用護坡錨桿做人工接地極。本建筑物西側不到10m 有舊樓相鄰，地下室土方開挖落差達15m 高，防止西側護坡垮塌，影響附近居民樓，土建采用鉆孔裝錨桿加固護坡。為不影響工期，與土建專業協商，利用錨桿作為水平接地體，錨桿頭焊接起來，按人工地極要求進行保護處理，合理利用現場有利條件，一舉兩得，形成可靠持久的自然接地體，既經濟且有效。
上述做法，雖然施工工序繁瑣，難度大，但依實際情況分析，有以下四點好處：①箱基基本處于電阻率高的風化巖層包圍中，環境接地電阻已相當大，而基礎又做了防水處理，使得接地電阻繼續增大。圖1、圖2 的做法，增設人工接地體，延長防雷接地體的埋地深度，有效地緩解了這一缺陷。②一般地極埋在土壤里，受濕度影響大，壽命不如上述的做法長。③基礎埋設地極，具有均衡電位效果，提高建筑物設備、人員安全。④人工接地極深埋，可以降低跨步電壓；遭遇雷擊時，可以更好地保護人身安全。
（4）化學藥劑降阻法。接地電阻降阻劑，是由各種化學物質配置而成的，在接地極周圍敷設了降阻劑后，可以起到增大接地極外形尺寸、增加與其周圍大地介質之間的接觸面。同時，東側再輔以WJ- III 型長效降阻劑，因而，在很大程度降低了接地電阻值。
（5）換土法?？紤]整個基礎與巖層相界，特別建筑物東側為中風化巖石壁，電阻率更大，且人工地極，沒有空間埋在-9m 下的混凝土層里，只可埋在±0.00～- 9.00m 回填土內。因此，選用電阻率較低的粘土、黑土（電阻率在60Ω?m 以下）進行回填，盡量改善箱基四周土壤環境，讓人工接地極盡可能發揮大作用。
（6）控制施工環節的人為因素影響接地電阻值。防雷系統安裝過程，時常由于操作人員責任心不強，焊接技術不熟練，立焊的操作技術差（常有夾渣、咬肉、虛焊、焊縫不飽滿等瑕疵），引下線錯焊等缺陷。此外，現場管理人員，對有關規定的交底不力等因素，直接利用對頭焊接的主筋作接地網、引下線等等，這些施工通病的量變，到一定程度就會產生質變。多個薄弱環節疊加，使整個系統產生隱患，降低安全可靠性，一旦某個環節承受不了一定強度的雷擊，后果不堪設想。針對這些擔心，將全體施工人員的素質教育，貫穿于整個施工過程。
①從管理技術人員到生產班組成員，經常進行職業道德教育，增強管理人員和焊工的責任心。加強對焊工的技能培訓，特別是對立焊、仰焊等難度較高的焊接進行培訓。
②建立內部三道自檢程序。首先，生產小組交叉互檢，及時補焊不合格的焊縫，清除焊渣，焊縫進行防腐處理，引下線焊接好刷標記交下道工序，以免錯焊；其次，每道工序完成班組長自檢；再則，由管理人員進行綜合檢查。道道防止疏漏；最終向監理、業主申報進行隱蔽驗收。
③建立合理的獎懲制。將“誰施工誰負責，誰操作誰保證”的原則，烙印在現場每個人員心中，這種責任分明、消除推諉現象，促進道道工序規范化。
[關鍵詞]煤礦 安全生產 危害 預防措施
中圖分類號：D321 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）28-0081-02
雷電是年復一年重復出現的自然災害，是“聯合國國際減災十年”公布的最嚴重的十種自然災害之一。全球每年因雷電原因造成的人員傷亡和財產損失不計其數。遭受雷擊后，煤礦電網不能夠實現安全穩定運行，礦井供電的可靠性大大降低，不僅造成重要設備損毀，影響煤礦企業的正常生產秩序，而且還會誘發煤礦安全生產事故，嚴重威脅煤礦職工的生命安全。因此，對雷電現象進行研究，探索預防雷擊電網產生嚴重危害的有限措施，就成為當前煤礦機電技術人員一項重大而緊迫的任務。
一、目前對雷電的認識：
雷電是一種自然災害天氣現象。空氣中飽含水汽的云層在強烈氣流的作用下，或上下、或左右劇烈運動，產生電離現象，帶正電荷的水珠上升到云層頂部，負電荷沉淀在云層的底部，靜電感應導致地面正電荷集聚。這樣就在云層和大地之間形成一個大電容，當云層的電荷積聚到一定程度（一般高達幾億伏）時，擊穿云層和大地之間的空氣，就會發生激烈的放電，并出現閃電和雷鳴現象，稱為雷電。
雷電按照危害方式主要可分為直擊雷和感應雷
直擊雷是指帶電雷云直接通過人體、建筑物或設備等等直接對地放電現象。直擊雷的破壞力主要表現為放電產生的強大電流，大約為20―200KA，甚至更高;雷擊點的發熱量大約為500-2000J，可溶化50-200MM3的鋼材。在雷電流過的通道上，物體水分受熱汽化而急∨蛘停產生強大的沖擊性機械力，可以達到5000-6000N，破壞力十分大。
感應雷是指當帶有負電荷的雷云集聚在架空線路、建筑物附近，其先導路徑上的電荷對導體產生靜電感應電荷，當主放電開始時，該電荷被迅速中和而產生的脈沖電壓。由感應雷形成的感應過電壓通常為100―200KV，最大可達600KV;因靜電感應在地面集聚的電荷不能得到全部中和，在釋放的過程中也會產生30-40KA的電流，甚至更大。如果接地放電效果較差造成侵入，可使室內電氣設備遭到損害 。
直擊雷只在雷云對地閃擊點的周圍造成災害，損害的范圍較小。感應雷沒有直擊雷猛烈，但是無論雷云對地閃擊還是雷云對雷云之間閃擊，都可能發生并造成災害，發生的幾率遠遠高于直擊雷，而且可以在較大范圍內的多個局部同時產生感應雷過電壓現象，還可以通過線路等導體的傳輸致使雷害范圍擴大。
雷電按照形狀分為線形、片形和球形三種。線形雷較常見，片形雷較少見，球狀雷極其罕見。
根據雷擊架空線路部位的不同，直擊雷又分為反擊雷和繞擊雷。繞擊雷是指雷電繞過避雷線等防雷設施直接擊中輸電導線而產生過電壓。反擊雷是指雷電擊中桿塔或避雷設施，雷電流使受擊點的電位大大提高，等該電位的電壓升高到與導線之間的電壓超過電氣絕緣的承受能力時，就發生雷擊閃絡。
二、雷電對煤礦安全生產的影響：
（1）雷電原因引起的雷擊過電壓造成供電系統開關誤跳閘或線路故障，導致煤礦主扇風機、局扇風機和瓦斯抽放泵等一級負荷供電突然中斷或設備損壞，不僅影響礦井正常的生產秩序，而且埋下了礦井發生重大機電或瓦斯事故的隱患。
（2）架空線路被雷電擊中線后，雷電波沿著線路侵入變電站，由于站內設備絕緣強度低于線路，引起變電站內配電設備絕緣降低和損壞，導致發生全礦無計劃停電事故或者備用電源異?，F象，嚴重違反《煤礦安全規程》規定。 實踐經驗表明，雷電對戶內設備絕緣的傷害有時并非一擊而穿，而是局部降低電氣絕緣，在系統穩定的情況下仍可繼續運行，一旦電網因操作或其他原因過電壓時徹底破壞絕緣引起弧光短路燒壞電氣設備造成停電事故。
（3）雷電原因引起的煤礦瓦斯監控系統，電力監控系統信息通信系統設備和部分弱電設備損壞或信號失真，加大了供電線路和變電站巡查搶修的次數和排除故障的難度，降低了煤礦調度指揮生產和安全工作的及時性和有效性，給煤礦安全生產帶來隱患。
三、沁城煤礦電網屢受雷擊危害的原因
（1）沁水地區為多雷區。根據相關規定，年雷曝日數大于等于40日的地區為多雷區。據統計，沁水地區每年最早出現雷電在4月初， 6月至9月份出現雷電較常見，次數較多，尤其以每年的7月份最為嚴重，雷曝日數遠遠大于40日，屬于典型的多雷區。
（2）沁城煤礦電網內的架空線路累計長度達22公里;架空線路分布范圍較廣，西至沁水五柳莊，東至陽城武甲村，東西相距約16公里;大部分線路架設于易形成和集聚雷云的突出的山頂、順風的河床、迎風的山坡。架空線路走廊地形地勢復雜，架空線路翻山越嶺，過河跨溝，海拔變化較大，最高達1100米，最低為790米。
（3）35KV沁城Ⅱ回線路和6回10KV線路的耐雷水平設計富余系數較小，沒有充分考慮多雷區的雷害對架空線路的影響。35KV沁城Ⅱ回架空線路僅僅采用了常規的防雷措施;10KV線路的防雷設計僅是在每回線路上安裝三組普通避雷器。
四、電網雷電災害的預防措施
（1）提前做好煤礦電網的設計規劃工作。
設計和施工時考慮架空線路全線架設避雷線，在變電站進線和出線處加裝避雷器。
防止直擊雷的措施有安裝避雷器、架設避雷線和改用電纜供電。架設避雷線是世界上公認的架空輸電線路最基本的防雷保護措施之一。經驗表明，安裝避雷器和架設避雷線，置兩側變電站于避雷針可靠保護的范圍內，可以大大提高供電的可靠性。2006年，35KV沁城1回設計時采用全線架設避雷線，（線路設計規范和規程規定，35KV等級的架空線路只在進出站兩側架設1-1.5公里的避雷線 ）2010年，為了進一步提高防雷水平，我們又在變電站兩回架空線路入戶的穿墻套管處加裝設了2組HY20W5-51-145型氧化鋅避雷器。35KV沁城Ⅰ回線路運行以來未因雷電原因出現無計劃停電現象。
（2）千方百計采用接閃、分流、接地等雷電基本防護措施，提高煤礦電架空線路的防雷等級。
為確保煤礦電網安全可靠運行，要提升供電線路及設備的雷電防護等級，在設計考慮全線架設避雷線的基礎上，逐桿塔安裝泄流能力大的氧化鋅避雷器，在容易遭受雷擊的桿塔附近設置主動式提前放電避雷針，同時要采用先進的降阻技術使接地電阻達到最佳并趨于穩定，避免由于土壤、季節和氣候變化而變化，要把避雷設施的接地電阻值穩定在4歐姆以下，越小越好。
（3）用電纜替代架空線路供電或用絕緣導線替代鋼芯鋁絞線對線路進行局部改造。
改用電纜替代架空線路供電防雷擊效果十分明顯，但是受地理和投資條件限制，且電纜的維護和故障排除比架空線困難，故首選架空線供電，采用絕緣導線效果更好，可以大大提高供電系統安全運行的可靠性。實際運行情況表明：絕緣導線對于防止線路振動風擺、異物墜落線路，預防由于線路走廊下的樹木而引起接地等故障具有十分明顯的預防效果，但是對于雷電，尤其是預防感應雷電，效果十分有限。
（4）積極推廣高新技術，調整電網運行方式，加強檢修維護工作，提高煤礦一級負荷供電可靠性。
采用備自投裝置、快速切換裝置，采用分列\行和環網供電等措施提高礦井重要負荷的供電可靠性。煤礦安全規程明確規定：正常情況下，礦井電源應采用分列運行方式。結合煤礦的實際情況，得到供電部門的支持和許可，實現電網分列運行，在電網中給主扇風機、瓦斯抽放泵等重要負荷供電的系統中加裝備自投或快速切換裝置，定期對架空線路和配電設施檢修檢查維護并及時消除隱患，避免停電事故發生。煤礦重要負荷供電可靠性得到提高，從某種意義上講，也提高了電網的防雷抗災能力。
結語
雷電災害作為自然災害之一，目前仍然是影響電網運行和煤礦安全生產的主要因素，預防雷電一直是供電研究的主要課題?，F在，誰也不會認為完全消除雷擊危害是可能的，包括美國等發達國家在內，仍然不能完全絕對避免雷害，但是已經積累了豐富的實踐經驗。如果能夠很好的進行超前設計和高標準建設，不斷研究和采用新技術，再加上及時地進行檢修維護工作，提高供電可靠性，雷電對煤礦電網的危害程度將大大降低，煤礦的安全生產將會得到有力保障。
參考文獻
1、《送電線路運行和檢修》 王清葵 中國電力出版社
2、《變電運行現場技術問答》張全元 中國電力出版社