劉官印 張勇

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)電力的需求和供應(yīng)也在快速增長(zhǎng)，變電站的增容改造也隨之越來(lái)越多。在對(duì)變電站進(jìn)行增容改造時(shí)，為了進(jìn)出設(shè)備，需要對(duì)外墻進(jìn)行拆除和再施工，尤其是主變間外墻。本文提出一種可拆卸外墻板的安裝方法，該方法方便快捷，克服了變電站在增容改造時(shí)，對(duì)設(shè)備進(jìn)出口處外墻板破壞性拆除的缺點(diǎn)，滿足了鋼結(jié)構(gòu)變電站在后期增容改造中對(duì)工期、造價(jià)和運(yùn)行設(shè)備保護(hù)的要求。并成功應(yīng)用于北京懷柔周各莊110千伏新建鋼結(jié)構(gòu)變電站的主變間外墻中。

關(guān)鍵詞：變電站;增容改造;鋼結(jié)構(gòu);可拆卸

中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2018）06-0115-03

Research and Application of Installation Technology of Removable Wall for Steel Structure Substation

LIU Guanyin*， ZHANG Yong

（Beijing electric power engineering company limted， Beijing， 100072， China）

Abstract： With the continuous development of the national economy， China's demand and supply for electricity is also growing rapidly.And substation capacity transformation also will be more and more.In the transformation of the substation capacity， in order to access the equipment， the exterior wall of transformer room need to be removed and constructed.This paper presents a installation method of removable exterior wall.The method is convenient and quick， overcome the shortcomings of destructive wall panels， meet the requirements of the duration， cost and operation of equipment protection.The method has been successfully applied to the main transformer exterior wall of 110kV steel structure substation in Beijing Huairou Zhougezhuang.

Keywords： Substation; Capacity transformation; Steel structure; Detachable

引用：劉官印， 張勇. 模塊化鋼結(jié)構(gòu)變電站可拆卸外墻板安裝技術(shù)的研究與應(yīng)用[J]. 數(shù)碼設(shè)計(jì)， 2018， 7（6）： 115-117.

Cite：LIU Guanyin， ZHANG Yong. Research and Application of Installation Technology of Removable Wall for Steel Structure Substation[J]. Peak Data Science， 2018， 7（6）： 115-117.

引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)電力的需求和供應(yīng)也在快速增長(zhǎng)，變電站的增容改造也隨之越來(lái)越多。在傳統(tǒng)混凝土變電站中，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)多采用現(xiàn)澆混凝土或砌筑結(jié)構(gòu)，在對(duì)變電站進(jìn)行增容改造時(shí)，必須將進(jìn)出設(shè)備處的墻體全部拆除后再施工，尤其對(duì)主變間等大型設(shè)備處的外墻，這即費(fèi)時(shí)費(fèi)力又影響設(shè)備運(yùn)行。所以急需一種新的技術(shù)來(lái)解決此問(wèn)題。目前，模塊化鋼結(jié)構(gòu)變電站在北京地區(qū)得到了廣泛的推廣應(yīng)用，該種變電站將土建“建造”變電站模式提升到“制造”變電站模式，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)多采用市場(chǎng)成品板材，現(xiàn)場(chǎng)模塊化拼裝。這就給變電站在進(jìn)行增容改造時(shí)，主變間外墻可拆卸技術(shù)的研究與應(yīng)用創(chuàng)造了條件。使外墻達(dá)到安裝快捷、節(jié)省人力物力、對(duì)周圍設(shè)備擾動(dòng)小、外墻面與整體統(tǒng)一美觀的效果。

1? 模塊化鋼結(jié)構(gòu)變電站的特點(diǎn)

傳統(tǒng)變電站采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，按照混凝土預(yù)拌、澆搗養(yǎng)護(hù)、模板安裝拆除、墊層制作澆筑、鋼筋運(yùn)輸綁扎等施工工序逐項(xiàng)操作，工作繁復(fù)，人工消耗大，周期時(shí)間長(zhǎng)。并且，其施工養(yǎng)護(hù)很大程度上還受作業(yè)人員技能水平及天氣情況的影響，質(zhì)量和工期難固定，澆筑搬運(yùn)也會(huì)造環(huán)境污染。

模塊化鋼結(jié)構(gòu)變電站改變了傳統(tǒng)變電站土建設(shè)計(jì)和施工模式，通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)、工廠預(yù)制生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)裝配安裝三個(gè)階段來(lái)建設(shè)。將以往土建“建造”變電站模式提升到“制造”變電站模式，減少現(xiàn)場(chǎng)“濕作業(yè)”，實(shí)現(xiàn)環(huán)保施工;建筑物構(gòu)件實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)模塊化拼接，提高土建施工質(zhì)量和效率。如圖1所示。

模塊化鋼結(jié)構(gòu)變電站的土建施工充分體現(xiàn)了“裝配式”的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)模塊化拼裝。如圖2所示。

針對(duì)傳統(tǒng)變電站內(nèi)、外裝修作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，人工投入大，不滿足變電站工期建設(shè)的難題，外墻首次提出了采用鋁鎂錳市場(chǎng)成品板材，板材生產(chǎn)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化，回收率高，綠色環(huán)保。如圖3所示。

樓屋面采用鋼筋-桁架樓承板樓、屋面體系，減少綁扎鋼筋工作量。如圖4所示。

2? 可拆卸式外墻板的發(fā)展情況

目前，鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻技術(shù)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于外墻材料材質(zhì)的革新和連接節(jié)點(diǎn)的研究。外墻應(yīng)在保證安全性和建筑使用要求的同時(shí)，充分考慮與主體結(jié)構(gòu)的配合，重點(diǎn)突出外墻材料的輕質(zhì)及節(jié)點(diǎn)安裝的快速，使之在生產(chǎn)制作和安裝等方面具備高度的工業(yè)化，以便發(fā)揮裝配式鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

建筑物的外墻是建筑物的重要組成部分，除了要求其具有足夠的力學(xué)性能外，還要求其具有優(yōu)良的保溫、隔熱、防火和防水等性能。以往單一材料的外墻板不足以滿足上述性能的要求，特別是對(duì)保溫、隔熱性能的要求。因此，國(guó)內(nèi)及國(guó)外普遍采用在外墻板的結(jié)構(gòu)中加入礦棉、巖棉、聚苯乙烯泡沫塑料等材料，使之滿足隔熱、保溫和防火性能要求的復(fù)合外墻板。主要包括混凝土巖棉復(fù)合外墻板、混凝土聚苯乙烯復(fù)合外墻板、混凝土膨脹珍珠巖復(fù)合外墻板、鋼絲水泥聚苯乙烯夾芯板、加氣混凝土外墻板、泡沫混凝土外墻板、水泥纖維外墻板、預(yù)應(yīng)力外墻板和金屬夾芯板等。

除外墻材料，鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接也是目前研究的重點(diǎn)，目前大部分都是通過(guò)連接件或鋼檁條與主體結(jié)構(gòu)相連。目前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)主要用于住宅、辦公以及工業(yè)廠房中，這些建筑對(duì)外墻板安裝的要求不同于鋼結(jié)構(gòu)變電站，不需要進(jìn)行大型設(shè)備的更換或增加，大多沒(méi)有后期拆除并進(jìn)行二次安裝的需求，所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)外墻板可拆卸性的研究還很少。

3? 可拆卸外墻板的研究

目前，模塊化鋼結(jié)構(gòu)變電站在北京地區(qū)得到利大力的推廣和應(yīng)用。該種變電站外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用鋁鎂錳夾芯板。

3.1? 鋁鎂錳外墻板的構(gòu)造特點(diǎn)

本文中外墻板采用鋁鎂錳夾芯板新型材料，在工廠壓制成型，該種板材厚度100mm，有效寬度1000mm，橫向鋪設(shè)。外板采用0.8mm厚的鋁鎂錳材質(zhì)，純平表面，表面PVDF涂層。內(nèi)板采用0.6mm厚的鋼板，表面PE涂層。中間填充容重120kg/m³的巖棉。如圖5所示。窗口四周包邊采用定做的鋁合金型，墻面板與板之間的豎縫（20mm）采用鋁合金成品U型扣槽，包邊與扣槽均按照墻面板的顏色進(jìn)行氟碳漆噴涂處理。

3.2? 鋁鎂錳外墻板的安裝方法

安裝流程：墻檁條安裝→泛水件及托架安裝→外墻板安裝→外墻板縫隙鋁扣板安裝→門窗洞口包件安裝。

在外墻板安裝前，需要進(jìn)行檁條的安裝，將外墻板檁條上部焊接固定在鋼柱上的檁條連接板上，下部焊接固定在混凝土砍墻的預(yù)埋件上。焊接完檢查檁條的位置和垂直度。

根據(jù)施工詳圖要求安裝砍墻泛水件和外墻板托架， 嚴(yán)格控制好坎墻泛水件及托架的標(biāo)高，將泛水件和托架用螺栓固定在外墻板檁條的下部。

外墻板安裝前要對(duì)板材進(jìn)行二次排版，除此之外還要標(biāo)定其支撐面的垂直度，以保證墻面垂直美觀。安裝時(shí)，從墻面一端開始，邊鋪設(shè)、邊調(diào)整、邊固定。單跨外墻板安裝時(shí)，將第一塊板材底部扣槽插入預(yù)先安裝好的托架上，確保墻板水平后將板材上部用螺栓固定在檁條上。安裝第二層板材時(shí)，確保接頭處扣槽清潔，從上面緩慢將二層板材下部扣槽滑入一層上部扣槽中。剩余板材按上述步驟繼續(xù)進(jìn)行，直到完成整面外墻板的安裝。

兩跨外墻板中間的豎向接縫采用鋁合金U型扣槽封堵，扣件與檁條固定，兩側(cè)用擠塑板填充。

本文的所有門窗洞口包邊采用鋁合金包邊，各類包邊用鉚釘固定在檁條上。

3.3? 可拆卸外墻板的方案設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)變電站在后期進(jìn)行變壓器更換或增容改造時(shí)，需要對(duì)主變間鋁鎂錳外墻板從上到下全面破壞性拆除。本文為了克服這一缺點(diǎn)，滿足鋼結(jié)構(gòu)變電站在后期增容改造中對(duì)工期、造價(jià)和運(yùn)行設(shè)備保護(hù)的要求，主變間一層外墻板采用可拆卸式。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本文通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

可拆卸外墻板四周的檁條均采用自攻釘與其他檁條連接。去除可拆卸外墻板上企口和其上面非可拆卸外墻板下企口的扣槽，做成平面式。

可拆卸外墻板上口與側(cè)口的安裝。在可拆卸外墻板與非可拆卸外墻板的接縫處先安裝內(nèi)泛水件及鍍鋅折件，再用密封膠和擠塑板填充，隨后安裝U型扣槽并用自攻釘固定，最后安裝止水壓條。如圖6和圖7所示。

可拆卸外墻板下口的安裝。可拆卸外墻板下口安裝方式與最底層外墻板下口的安裝方式一致。如圖8所示。

所有涉及可拆卸外墻板固定用的自攻釘均采用非等徑自攻釘，或采用等徑自攻釘，每拆卸一次直徑增加一級(jí)，從直徑Φ5.5、Φ6.3、Φ8.8、Φ9.3依次使用。

4? 可拆卸外墻板的應(yīng)用

為了貫徹落實(shí)國(guó)家《大氣污染防治計(jì)劃》，進(jìn)一步改善首都地區(qū)空氣質(zhì)量，滿足北京市“煤改電”負(fù)荷增長(zhǎng)需求，在北京市政府的整體部署下，國(guó)網(wǎng)北京市電力公司大力推進(jìn)全市“煤改電”工程改造工作。

周各莊110千伏輸變電工程（變電站）作為“煤改電”配套工程，位于北京市懷柔區(qū)，該變電站設(shè)計(jì)為模塊化鋼結(jié)構(gòu)變電站，總占地面積約4140m²，建筑面積2724㎡。主要建筑物包括主廠房和泵房，建筑設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)使用年限50年。

主廠房地下一層為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，地上兩層為鋼結(jié)構(gòu)，建筑高度11.1m。地下一層為電纜夾層，地上一層布設(shè)主變間、散熱器間、10kV開關(guān)室、GIS室，地上二層設(shè)置蓄電池室、主控室、接地變室、電容器室。

主廠房樓屋面采用鋼筋-桁架樓承板樓屋面體系。具體做法是將樓承板鋪設(shè)與鋼梁上，并用栓釘固定，然后在上部綁扎鋼筋，澆筑混凝土。

本工程主廠房外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)墻采用防火石膏板，外墻采用鋁鎂錳夾芯板。如圖9所示。在對(duì)外墻板進(jìn)行安裝時(shí)，由一端開始圍繞主廠房進(jìn)行外墻板的安裝，在主變間預(yù)留洞口，待變壓器安裝完畢后，進(jìn)行該處可拆卸外墻板的安裝。其余部位按外墻板材一般方法進(jìn)行安裝。為后期增容改造提供方便。

5? 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家電力需求的增長(zhǎng)和對(duì)裝配式建筑的推廣應(yīng)用，模塊化鋼結(jié)構(gòu)變電站將會(huì)在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。本文介紹了模塊化鋼結(jié)構(gòu)變電站的特點(diǎn)和可拆卸式外墻板的發(fā)展情況。目前，我國(guó)一般鋼結(jié)構(gòu)建筑對(duì)外墻板安裝的要求不同于鋼結(jié)構(gòu)變電站，不需要進(jìn)行大型設(shè)備的更換或增加，大多沒(méi)有后期拆除并進(jìn)行二次安裝的需求，所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)外墻板可拆卸性的研究還很少。本文提出一種可拆卸外墻板的安裝方案，并成功應(yīng)用于周各莊110千伏輸變電工程（變電站）中，降低了變電站后期增容改造工期和成本，有利于運(yùn)行設(shè)備的保護(hù)。

但是該種方法還是將主變間外墻板材拆卸，待設(shè)備更換完畢后，在進(jìn)行重新安裝。如何在不用拆卸外墻板的情況下，進(jìn)行設(shè)備的更換還需要進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]????? 柳國(guó)良等.變電站模塊化建設(shè)研究綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（14）.

[2]????? 侯璽莎，沈秀蘭.110kV裝配式變電站的特點(diǎn)和新技術(shù)運(yùn)用[J].電力與能源，2013，34（3）：286-288.

[3]????? 張愛(ài)林，胡婷婷，劉學(xué)春.裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅配套外墻分類及對(duì)比分析[J].工業(yè)建筑，2014，44（8）：7-10.

[4]????? 張波，李建新.建筑工業(yè)化裝配式外墻板的選擇[J].材料研究與應(yīng)用，2013，23（7）：5-8.

[5]????? 董震，張其林，吳亞舸.鋁鎂錳合金建筑板材的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[J].建筑材料學(xué)報(bào)，2007，10（1）：115-120.

[6]????? 黃浩，陳超雄.110kV裝配式多層布置鋼結(jié)構(gòu)變電站應(yīng)用研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015，28（12）：56-60.

[7]????? 宋偉，王翠英.鋼結(jié)構(gòu)新型外墻板安裝技術(shù)[J].工程技術(shù)，2013，35（01）：55.