■宋永梅 ■贛西電力勘察設(shè)計(jì)院，江西 新余 338000

變電站在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著變換與調(diào)整電壓、接收與分配電流等非常重要的作用，是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行必不可少的場(chǎng)所。變電站土建工程主要為變電站內(nèi)電力設(shè)備的安裝、運(yùn)行及維護(hù)提供服務(wù)，其工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著變電站內(nèi)的電氣設(shè)備能否安全與穩(wěn)定，也會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。在變電站的土建工程出現(xiàn)的質(zhì)量問題中，除了工程自身原因影響外，另一種情況是因?yàn)樽冸娬具x址的地質(zhì)條件的不同產(chǎn)生了不良的地基，從而導(dǎo)致工程基礎(chǔ)出現(xiàn)不同程度的沉降，致使電氣設(shè)備的傾覆，造成事故，給電力運(yùn)行的維護(hù)造成極大不便，甚至影響其正常運(yùn)行。所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)變電站土建工程中不同地質(zhì)條件引起的主要不良地基特征的分析研究，弄清其產(chǎn)生不良地基的原因和一些相應(yīng)的變電站基礎(chǔ)的施工技術(shù)。

1 變電站土建工程的特點(diǎn)

變電站土建工程的質(zhì)量對(duì)變電站工作的穩(wěn)定運(yùn)行有重要影響，其主要特點(diǎn)就是受地質(zhì)、地形條件限制較大。一般都是依據(jù)整個(gè)供電系統(tǒng)的規(guī)劃需要選擇變電站的站址。供電系統(tǒng)的區(qū)域布點(diǎn)多種多樣，這樣選址很容易碰上復(fù)雜的地形和地質(zhì)條件。地形起伏較大、地質(zhì)條件差這樣的地質(zhì)條件很容易導(dǎo)致地基的不穩(wěn)定，進(jìn)而出現(xiàn)變電站基礎(chǔ)發(fā)生沉降，甚至建筑裂縫而無法施工的情況，引起變電站的土建施工建設(shè)難度的大大提升。

2 變電站地質(zhì)條件不同導(dǎo)致的不良地基及影響

2．1 不良地基情況

(1)平坦的平原地區(qū)一般是變電站站址的優(yōu)先選擇，但其上部可能覆蓋沖積層及較厚的淤泥層，它的土質(zhì)一般為軟土和硬土。雖然這些平原地區(qū)滿足了變電站承載力的要求，但因存在有一定壓縮性的軟土和不具有壓縮性的硬土，將會(huì)引起地基的不均勻沉降、建筑物樓板斷裂、墻體產(chǎn)生裂縫等現(xiàn)象出現(xiàn);(2)選擇山坡坡底的沖積平地作為變電站的站址，雖然是平地，但因形成年限較短，可能受到山水長(zhǎng)期的侵蝕，極易出現(xiàn)軟弱地基;(3)地形高差較大的站址，經(jīng)過“三通一平”后，可能存在填土面積大、填土較深、填土不規(guī)則等現(xiàn)象，這些區(qū)域極難全部壓實(shí)，可能產(chǎn)生預(yù)沉降;(4)處于水田或是水塘的站址，其淤泥屬于軟弱地基;(5)存在震陷土層的地震區(qū)地基，難以滿足抗液化的要求;(6)墓穴、孔洞及溝壑等不可預(yù)見的因素造成的不良地基。

2．2 影響

變電站的不良地基主要是因?yàn)槠涑休d力小，不能很好的承重，易造成地基的上部結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻的沉降的現(xiàn)象。因?yàn)殡娏υO(shè)備都與管線相連接，如果出現(xiàn)不均勻沉降，會(huì)造成發(fā)電站本身結(jié)構(gòu)的破壞，線路的扯拉甚至斷裂，最終釀成電力安全事故，影響電力運(yùn)行。

3 針對(duì)變電站不良地基的施工技術(shù)

針對(duì)變電站不同地質(zhì)條件而產(chǎn)生的不良地基的主要施工技術(shù)主要有:換填法、樹根樁法、強(qiáng)夯法及水泥土攪拌法。

3．1 換填法

換填法又稱換土法，主要適用于處理淺層較為軟弱的地質(zhì)條件，如淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土等，施工工序簡(jiǎn)單、工期短、較為經(jīng)濟(jì)，是采用較多的方法之一。

施工方法:若變電站的地基承載能力難以滿足變電站建筑物的要求，且其地基的軟土層的厚度較小時(shí)，將地基的軟土層挖出一部分甚至全部，并用砂石、灰土、煤渣、礦渣等強(qiáng)度較大或一些穩(wěn)定性好、無侵蝕性的材料進(jìn)行對(duì)軟土層的換填，用機(jī)械壓實(shí)直至達(dá)到符合變電站設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度，成為良好的人工地基。采用換填法時(shí)，其換填墊層頂面的寬度需要能夠滿足基礎(chǔ)底面的應(yīng)力擴(kuò)散，常見的多為寬度每邊超出30cm，這樣做有利于施工，或者滿足保持邊坡穩(wěn)定的要求。

3．2 樹根樁法

樹根樁法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、碎石土及人工填土等地基土，其施工簡(jiǎn)單靈活、樹根樁占地面積小、施工設(shè)備簡(jiǎn)單、施工振動(dòng)小、便于操作，另外對(duì)需加固的建筑物損傷小，未出現(xiàn)產(chǎn)生過大的附加沉降的現(xiàn)象，且應(yīng)用較為廣泛。某變電站的已交工運(yùn)行的建筑主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，且其不均勻沉降不斷增大。變電站經(jīng)商討，認(rèn)為為不影響變電站設(shè)備的正常使用，認(rèn)為采用樹根樁法施工不僅能保證原有變電站內(nèi)設(shè)備不停產(chǎn)，也不會(huì)對(duì)周邊居民的生活產(chǎn)生太大的影響，這個(gè)案例也說明了樹根樁法的優(yōu)點(diǎn)。

樹根樁法是在地基中利用鉆機(jī)成孔，在孔中放入鋼筋及鋼筋籠，并通過壓力注漿管向孔中加入水泥砂漿，這樣就形成小直徑的鉆孔灌注樁。在土中以不同的傾斜角度，采用小型鉆機(jī)施工成孔，能夠形成不同的豎直、傾斜的樁，進(jìn)而形成直樁型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)斜樁型等，更加穩(wěn)定。直徑多在150mm～300mm之間，且每根樁長(zhǎng)小于30m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)太低，主筋至少有3根。

3．3 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法適用于砂土、碎石土、低飽和度粉土、雜填土等地基。而飽和軟粘土，必須先將其含水量降低，然后再進(jìn)行強(qiáng)夯。強(qiáng)夯法具備施工簡(jiǎn)單、加固效果良好、較為經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。

強(qiáng)夯法指的是利用強(qiáng)大的夯擊能力沖擊變電站的地基，在地基當(dāng)中產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，在沖擊力沖擊下，夯錘能夠?qū)Φ鼗戏降耐馏w進(jìn)行沖切，使其土壤結(jié)構(gòu)遭到大的破壞，以至形成夯坑，并為擠壓周圍土產(chǎn)生動(dòng)力，可以有效地降低壓縮性，并提高地基強(qiáng)度。夯錘的重量一般為10t以上，個(gè)別甚至達(dá)到40t，還應(yīng)采取有效的減震措施或錯(cuò)開工期施工。

3．4 水泥土攪拌法

水泥土攪拌樁是用于加固飽和軟黏土低地基的一種方法，它利用水泥或石灰等材料作為固化劑，通過特制而成的攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土、固化劑、漿液、粉體等進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理及化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基，以提高地基的強(qiáng)度，有效的減少地基的沉降。如廣西南寧市的某110kV變電站，多處于約6m～7m厚的淤泥地質(zhì)中，變電站采用水泥土攪拌法進(jìn)行施工建造，并達(dá)到了較好的效果。

4 變電站內(nèi)各建筑物不良地基的施工技術(shù)

(1)變電站的建筑物。所處區(qū)域的地基承載力難以滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，地基處理方法為水泥土攪拌法、換填法及樁基法。(2)變壓器和構(gòu)架基礎(chǔ)。若持力層為4.0m深，可采用換填法、擴(kuò)大基底面積法等較為經(jīng)濟(jì)的處理方法;在4.0m以上時(shí)，可選擇人工挖孔樁等樁基處理。(3)電纜溝和排水管道基礎(chǔ)，可采用換填法。

5 結(jié)束語

綜上所述，不同地質(zhì)條件而導(dǎo)致的不良地基還有很多，變電站基礎(chǔ)的施工技術(shù)也還有很多類型，我們需要因地制宜，制定出最合適的施工技術(shù)，這樣才能保證變電站的工程質(zhì)量及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

［1］許永安.淺談變電站土建設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題［J］.山西建筑，2011，37(7):7-9.

［2］吳家攀，何華臺(tái).變電站土建基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及處理技術(shù)［J］.江西建材，2011，4∶96-97.

［3］常永梅.變電站土建施工基本技術(shù)淺論［J］.電力科技，2013，(8).