趙　凱（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司常德供電分公司，湖南　常德　415000）

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淺談裝配式變電站的土建設(shè)計(jì)

趙凱（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司常德供電分公司，湖南常德415000）

建設(shè)變電站時(shí)利用全預(yù)制裝配的結(jié)構(gòu)，并采取生產(chǎn)預(yù)制以及現(xiàn)場(chǎng)裝配安裝的方式，以便縮短工程設(shè)計(jì)以及施工所需的時(shí)間，并有效減少變電站的占地面積，節(jié)約了大量的土地資源。基于此，本文從裝配式變電站的土建設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)階段以及施工圖設(shè)計(jì)階段的要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以便對(duì)每個(gè)階段進(jìn)行循序漸進(jìn)的優(yōu)化，從而達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。

裝配式；變電站；土建設(shè)計(jì)

1　引言

傳統(tǒng)的變電站土建設(shè)計(jì)、施工模式受裝配式變電站的影響，發(fā)生了一定的變化。裝配式變電站建設(shè)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)、工廠化加工等方面的需求，還能有效提高變電站工程的施工進(jìn)度以及施工效率。然而現(xiàn)階段，我國(guó)在裝配式變電站建設(shè)方面還有所欠缺，存在著較多的缺陷，所以對(duì)其進(jìn)行深入的研究有一定的意義。

2　前期準(zhǔn)備階段的變電站土建設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在變電站土建設(shè)計(jì)前提準(zhǔn)備階段，主要要做好地點(diǎn)和路線的選擇工作。

2.1合理選擇地點(diǎn)

選擇變電站的地點(diǎn)時(shí)，要明確確定負(fù)荷中心所在的位置，確保其與電網(wǎng)規(guī)劃有機(jī)結(jié)合。通常來(lái)說(shuō)，需先確定幾個(gè)站址，其后結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)站址進(jìn)行優(yōu)化選擇，確保其合理性。對(duì)于水文地質(zhì)條件、周邊交通運(yùn)輸條件以及土地征用方面具有一定優(yōu)勢(shì)的場(chǎng)地，要征得相關(guān)部門或單位的同意后才能夠開(kāi)始建站，否則需要重新選址。

2.2合理選擇路線

選擇變電站路線時(shí)，要盡量的保證其跟所選站址之間具有一定的協(xié)調(diào)性，并注重跟線路之間的溝通，以便確定好整個(gè)輸變電方案，并且由于線路的造價(jià)要高出變電站造價(jià)很多，因此要合理科學(xué)的確定線路方案，以便前期方案的審查得以順利的通過(guò)?？偟膩?lái)說(shuō)，要盡量的將重要的軍事、通信等設(shè)施以及城鎮(zhèn)密集區(qū)域和自然保護(hù)區(qū)域避開(kāi)，避免軍事以及通信設(shè)計(jì)受到干擾，同時(shí)降低拆遷的補(bǔ)償費(fèi)用，給周邊景觀所可能帶來(lái)的干擾需提前預(yù)防。如果難以避開(kāi)，則需要做好跟相關(guān)部門的協(xié)調(diào)工作，選擇跨越點(diǎn)時(shí)，盡量的減少跨度，以便達(dá)到減少資金成本的目的。

3　初步設(shè)計(jì)階段的變電站土建設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在初步設(shè)計(jì)階段對(duì)變電站進(jìn)行土建設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)切實(shí)做好規(guī)劃、平面設(shè)置以及豎向布置和建筑方案等方面的設(shè)計(jì)。

（1）在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，通常是在變電站所處區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，因此務(wù)必要跟所在區(qū)域內(nèi)的交通、水文地質(zhì)條件、地形、地貌等進(jìn)行有效結(jié)合，合理進(jìn)行規(guī)劃，并要注重保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保證施工工藝能夠符合相關(guān)要求，盡量的為運(yùn)行維護(hù)以及檢修變電站提供方便，以便提高規(guī)劃的科學(xué)性，保護(hù)好環(huán)境。

（2）在進(jìn)行平面布置時(shí)，通常要注意做好跟電氣平面布置相結(jié)合，確保跟工程整體相符合，合理的布置好變電站的工藝，以便在節(jié)約用地的同時(shí)，保證交通運(yùn)輸?shù)捻樌M(jìn)行。所以在布置變電站的總平面時(shí)，建議使用模塊化的方式進(jìn)行開(kāi)展，以便更好的區(qū)分開(kāi)配電裝置、主變、110kV配電裝置等功能，而各功能分區(qū)之間則利用站內(nèi)道路進(jìn)行連接，且站內(nèi)道路轉(zhuǎn)彎的半徑和彎度均與檢修、運(yùn)行、消防、運(yùn)輸?shù)纫笙喾Ｔ诖_保消防間距達(dá)標(biāo)的前提下，應(yīng)盡可能的將建筑物緊密的布置，達(dá)到節(jié)約土地資源的目的。

（3）在進(jìn)行豎向布置時(shí)，要先緊密結(jié)合變電站的電壓等級(jí)，確定設(shè)計(jì)的標(biāo)高，以確保設(shè)計(jì)的場(chǎng)地標(biāo)高跟最高內(nèi)澇水位的高度以及標(biāo)準(zhǔn)洪水水位高度相比，要高出很多，這樣才能更好的計(jì)算好場(chǎng)地的土方工程量，此時(shí)，需要加強(qiáng)平衡設(shè)計(jì)，盡量的降低場(chǎng)地的土方工程量，以便確定好設(shè)計(jì)的標(biāo)高值，通常豎向布置可以選用平坡式或者階梯式的，然而無(wú)論選取那種布置方式，都要跟工藝布置要求相符合，并做好與場(chǎng)地優(yōu)勢(shì)的結(jié)合工作，盡量的降低土方量。與此同時(shí)，需重視邊坡處理問(wèn)題，并跟前期的勘察資源進(jìn)行有效的結(jié)合后而確定坡度值，一旦邊坡的高度差較小時(shí)，則需要進(jìn)行擋土墻的施工，反之則應(yīng)采取護(hù)坡與擋土墻相結(jié)合的方式來(lái)處理。同時(shí)，在邊坡?lián)跬翂δ_與坡頂還應(yīng)加強(qiáng)截水溝和排水溝的設(shè)計(jì)，才能更好地避免邊坡不會(huì)被雨水沖刷，同時(shí)還能保證邊坡具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，進(jìn)而預(yù)防發(fā)生水土流失的情況，同時(shí)有利于將土地用量降到最低。

（4）在建筑方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于其包含了豎向、平面、水工、暖通、地基、基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)等方面，因此，為了降低土地使用量，則需要采取聯(lián)合布置的方式對(duì)建筑方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。一旦電氣設(shè)備符合相關(guān)要求，則要盡量的在相同的配電裝置樓內(nèi)裝置該設(shè)備，布置平面過(guò)程中，盡保證設(shè)備能夠有足夠的運(yùn)維空間。進(jìn)行立面設(shè)計(jì)時(shí)，要保證其跟周邊環(huán)境的相互融合，以便更好的實(shí)現(xiàn)二者的統(tǒng)一和諧。而設(shè)計(jì)變電站的結(jié)構(gòu)時(shí)，通常建筑物的結(jié)構(gòu)都是以鋼混框架為主，并同時(shí)采用鋼結(jié)構(gòu)作為其支架與構(gòu)架，結(jié)合防烈度與變電站重要等級(jí)對(duì)變電站抗震的登記進(jìn)行確定。而建筑物的基礎(chǔ)形式則應(yīng)緊密結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)荷載的大小和變電站所在地的地質(zhì)情況，針對(duì)性的確定基礎(chǔ)的類型，常見(jiàn)的主要以獨(dú)立基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，需結(jié)合地質(zhì)情況對(duì)處理方案進(jìn)行確定。通常來(lái)說(shuō)，如果當(dāng)?shù)氐鼗那闆r較好時(shí)，則可以利用天然地基，如果填土層比較厚的話，則需要利用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。而當(dāng)?shù)鼗挠倌噍^厚時(shí)，則主要采取灌注樁、預(yù)壓和管柱及水泥土攪拌樁等加強(qiáng)對(duì)其的處理。在變電站暖通通風(fēng)設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)緊密結(jié)合防爆要求和溫度要求及換氣等要求，采取機(jī)械、自然或空調(diào)等方式進(jìn)行換風(fēng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度和空氣的目的。

4　變電站土建的施工圖設(shè)計(jì)階段

4.1裝配式構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

4.1.1構(gòu)、支架設(shè)計(jì)

構(gòu)、支架設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式與傳統(tǒng)變電站相同，對(duì)于220kV以上的變電站構(gòu)架柱，一般選用圓形或是多邊形鋼管構(gòu)成的鋼結(jié)構(gòu)；對(duì)于構(gòu)架橫梁，則采用等比邊角鋼或者是以鋼管為主要材料而構(gòu)成的三角形斷面鋼結(jié)構(gòu)。同時(shí)，對(duì)于110kV以下的變電站構(gòu)架柱，則應(yīng)當(dāng)選用混凝土等徑環(huán)形桿；對(duì)于其構(gòu)架橫梁，則應(yīng)當(dāng)選用以等邊角鋼為主要材料構(gòu)成的三角形斷面焊接鋼結(jié)構(gòu)。對(duì)于構(gòu)、支架基礎(chǔ)，均選用重力式混凝土杯形基礎(chǔ)。此外，對(duì)于主要設(shè)計(jì)，具體如下：構(gòu)件接頭均采用螺栓連接，以此來(lái)避免工程現(xiàn)場(chǎng)火情的發(fā)生，并且避免對(duì)防腐層造成損害，或是使其出現(xiàn)色差，有利于文明建設(shè)。對(duì)于變電站鋼結(jié)構(gòu)防銹防腐設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)選用“冷噴鋅+面漆”的防腐工藝進(jìn)行，有利于環(huán)境保護(hù)。

4.1.2裝配式圍墻、防火墻設(shè)計(jì)

預(yù)制式圍墻一般由墻板、壓頂、鋼筋混凝土預(yù)制式立柱、柱帽構(gòu)成。其中，圍墻立柱、墻板壓頂、柱帽全部選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)工廠化，并且按照清水混凝土施工工藝生產(chǎn)的預(yù)制件，墻體則選用工廠預(yù)制加工的成品蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土墻板，也就是所謂的ALC板。同時(shí)，對(duì)于變電站頂部的一塊ALC板，應(yīng)當(dāng)選用預(yù)制混凝土梁壓頂。此外，在進(jìn)行安裝操作時(shí)，需要將預(yù)制件插入圍墻立柱的預(yù)留凹槽中，并采用ALC嵌縫劑處理板縫，然后還要對(duì)其涂抹一道丙乳密封液，以及涂刷一道護(hù)防水膩?zhàn)?、兩道外墻防水彈性涂料。?duì)于裝配式防火墻設(shè)計(jì)，與圍墻設(shè)計(jì)基本相同。

4.1.3裝配式電纜溝設(shè)計(jì)

預(yù)制式電纜溝一般由鋼筋混凝土預(yù)制式電纜溝單體、溝蓋板構(gòu)成，同時(shí)，電纜溝單體及溝蓋板統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工廠化生產(chǎn)的鋼筋混凝土預(yù)制段。對(duì)于電纜溝預(yù)制長(zhǎng)度，也要考慮其能夠便于運(yùn)輸、安裝，且還需要將每段的自重控制在1500kg以內(nèi)。為了給現(xiàn)場(chǎng)安裝提供便利，并確保滿足防水需求，需要在電纜溝單體的一端U形端面上設(shè)置凸緣，另一個(gè)端面設(shè)置相對(duì)應(yīng)的凹槽，連接時(shí)，需要使得凹凸槽完全吻合，對(duì)于兩者之間存在的縫隙，應(yīng)當(dāng)采用密封膠進(jìn)行密封。此外，還需在預(yù)埋在溝壁的扁鋼上焊接電纜支架，并在每一個(gè)電纜溝的單體底部開(kāi)設(shè)匯水溝槽，有利于增強(qiáng)溝底的排水能力，減少積水。電纜溝單體底面由兩側(cè)壁垂直于中間匯水溝槽方向，在工廠預(yù)制時(shí)設(shè)置為斜面。圖1為電纜溝（單側(cè)支架）示意圖。

圖1　電纜溝（單側(cè)支架）示意圖

4.2裝配式變電站建筑裝飾及設(shè)備管線的集成化設(shè)計(jì)

當(dāng)特定的工廠在進(jìn)行變電站墻板的預(yù)制時(shí)，可有效結(jié)合保溫、基層墻板、裝飾層，形成一集保溫與裝飾的一體板，此板材的外表面也用于各種類型的仿石材、仿面磚的圖案、機(jī)理的制作，內(nèi)表面則可用于各種內(nèi)飾涂料的制作。但在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，嚴(yán)禁濕作業(yè)，只需要直接將其安裝在墻上就可以了，有利于環(huán)保、節(jié)能。

在進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其與電氣、暖通等專業(yè)的有效結(jié)合進(jìn)行全面的考慮，并預(yù)先做好加工圖的設(shè)計(jì)工作，例如電氣專業(yè)的開(kāi)關(guān)、動(dòng)力箱等。在進(jìn)行土建排板操作時(shí)，還需確保其能夠符合電氣等專業(yè)的需求，然后將專用的板材設(shè)置在相應(yīng)的部位，例如插座板等，最后在統(tǒng)計(jì)好各種專用板具體種類與實(shí)際數(shù)量之后，進(jìn)行訂貨。當(dāng)這些材料都到貨之后，可以直接安裝，無(wú)需多余的操作。

5　結(jié)語(yǔ)

總而言之，變電站的土建設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)并且十分復(fù)雜的工作，在新時(shí)期背景下，土建的設(shè)計(jì)人員，要緊密結(jié)合變電站土建工程的需求，熟練的掌握好變電站土建設(shè)計(jì)的三個(gè)主要階段的設(shè)計(jì)要求，以便為土建工程實(shí)施相關(guān)提供相應(yīng)的技術(shù)支持，最終實(shí)現(xiàn)夯實(shí)土建工程質(zhì)量的目的。

［1］曾 琰.淺談裝配式變電站的土建設(shè)計(jì)［J］.建材與裝飾，2015（51）：78.

［2］趙麗平.裝配式變電站的土建設(shè)計(jì)［J］.建設(shè)科技，2013（23）：85～86.

［3］熊承偉.裝配式變電站土建設(shè)計(jì)［J］.低碳世界，2014（21）：53～55.

趙 凱（1979-），男，工程師，本科，主要從事變電站土建設(shè)計(jì)等工作。

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2095-2066（2016）11-0068-02

2016-3-9