馮麗

（南昌興華電力設(shè)計咨詢有限公司，南昌330000）

1 引言

進行地下變電站工程項目建設(shè)是適應(yīng)城市化建設(shè)的重要舉措，同時，也是滿足城市基本運行、內(nèi)部設(shè)施工作需求的基礎(chǔ)。地下變電站作為城市系統(tǒng)的關(guān)鍵組成，對其設(shè)計和施工技術(shù)進行深入研究與探討，有利于進一步提高城市電力資源運用水平，在節(jié)能降耗的同時，為城市的運行、大眾的生活、生產(chǎn)等營造理想的環(huán)境。因此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)從地下變電站運行的穩(wěn)定性、安全性、節(jié)能性與便利性等方面出發(fā)，加大對地下變電站設(shè)計與施工技術(shù)相關(guān)問題的研究力度，為城市建設(shè)提供更多幫助，加快城市發(fā)展。

2 工程概況介紹

此次研究的案例項目為全地下變電站項目。該項目中使用110 kV 配電裝置，戶內(nèi)安裝主變壓器以及10 kV 金屬鎧裝移開式開關(guān)柜。本站電氣設(shè)備按終期規(guī)模一次上齊，安裝50 MV·A 110/10.5 kV 有載調(diào)壓變壓器4 臺；110 kV 側(cè)終期進出線4 回，采用單母線分段接線，本期進出線2 回，采用單母線分段接線；10 kV 電氣設(shè)備按終期規(guī)模一次上齊，出線56 回，采用單母線八分段環(huán)形接線；主變壓器10 kV 側(cè)采用雙受電開關(guān)；安裝10 kV 電容器組8 組，其中，4 組3 000 kV·A，4組6 000 kV·A，每臺變壓器補償3 000 kV·A和6 000 kV·A 電容器各一組，均串12%電抗器。

該變電站為全戶內(nèi)無人值班、有人值守地下變電站，總建筑面積5 275 m2。變電站由1 棟變電樓和1 棟泵房組成，變電樓地下3 層，地上1 層，建筑面積約5 175 m2，建筑高度約5.95 m，建筑物室內(nèi)外高差0.45 m。泵房地上1 層，地下1層，建筑面積100 m2，室內(nèi)外高差0.30 m。泵房南側(cè)附設(shè)水容積為108 m3的消防水池。結(jié)合項目情況，進行設(shè)計與施工技術(shù)討論。

3 剖析地下變電站設(shè)計原則

對地下變電站設(shè)計進行研究，必須掌握地下變電站的設(shè)計原則，這是保證地下變電站設(shè)計與施工質(zhì)量的前提條件。遵循地下變電站的設(shè)計原則是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證整體布置緊湊的基礎(chǔ)，可以以合理的投入對有限的建筑面積進行充分利用，利用小型化設(shè)備實現(xiàn)地下變電站的正常運行。與常規(guī)變電站相比，地下變電站的設(shè)計與建設(shè)形勢特殊，在實際設(shè)計中，需要遵循以下原則：首先，如果周圍環(huán)境復(fù)雜，需要與其他建筑混合為一個整體。這個過程中，要秉持節(jié)約用地的原則，提高地下變電站的適應(yīng)性，所有建筑用地都要根據(jù)建筑情況適當(dāng)壓縮[1]。其次，在獨立建筑設(shè)計期間，要綜合考慮地下變電站的功能以及安全性，對建筑結(jié)構(gòu)合理搭配。任何地下變電站的設(shè)計都必須遵循安全性原則，注意細(xì)節(jié)設(shè)計，尤其是消防工程方面，要做好防水設(shè)計，制訂詳細(xì)的通風(fēng)計劃，有效控制設(shè)計成本。除此之外，還要對運輸成本以及維護等方面綜合考慮，保證設(shè)備性能與質(zhì)量[2]，嚴(yán)格遵循節(jié)能性等原則，為地下變電站合理設(shè)計做好準(zhǔn)備工作。

4 電氣設(shè)備運輸安裝難點剖析

對于地下變電站施工，設(shè)備運輸方面必須做到全面、到位，尤其從地上運輸?shù)降叵掳惭b的過程。地下變電站設(shè)備安裝過程中，地下條件復(fù)雜，安裝難度較大。為了確保規(guī)定工期內(nèi)能夠順利完成安裝施工，及時完成濾油操作，隨后展開微水測試，確保設(shè)備指標(biāo)達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。由于設(shè)備安裝之前，需要在地面上存儲一段時間，使其長期暴露在大氣環(huán)境中，增加了設(shè)備管理難度。安裝人員與管理人員需要實時檢測空氣狀態(tài)，隨后對設(shè)備暴露時間做出調(diào)整，若空氣相對濕度≤65%，則暴露時間需控制在≤16 h；若65%＜空氣相對濕度＜75%，暴露時間需控制在12～16 h。在設(shè)備的地下安裝環(huán)節(jié)，要提前完成與制造商代表溝通的工作，在質(zhì)檢人員保證設(shè)備沒有問題的基礎(chǔ)上，由安裝人員嚴(yán)格按照安裝指導(dǎo)完成安裝。所有設(shè)備的安裝過程必須符合地下變電站建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時還要做好監(jiān)督工作。及時對變壓器的油箱、安裝現(xiàn)場等進行清理，保證設(shè)備處于健康狀態(tài)。嚴(yán)格控制變電站開關(guān)安裝過程，及時觀察是否存在過熱或者卡澀等情況。尤其是斷路器的安裝中，應(yīng)做好應(yīng)對功能測試。電纜線方面需要對二次接線工作提高關(guān)注，制訂嚴(yán)格的電力電纜分層方案，保證變電站后期的正常運行，避免電力電纜出現(xiàn)相互影響的現(xiàn)象。為確保地下變電站正常運行，電纜線施工前期還要通過分層次、分類型的方式保證電力電纜安裝的有序進行，將地下變電站運行風(fēng)險降到最低[4]。

5 地下變電站設(shè)計與施工的可行性研究

相較于常規(guī)變電站，地下變電站的設(shè)計與施工技術(shù)更復(fù)雜。地下變電站與大眾生活息息相關(guān)，完善的設(shè)計與施工方案可以促使施工順利完成，保證地下變電站正常運行[5]。地下變電站的施工期間，所有操作都必須以作業(yè)指導(dǎo)書為基礎(chǔ)，加大質(zhì)量檢驗力度，保證所有施工項目符合質(zhì)量驗收規(guī)范。不僅如此，地下變電站所涉及的電氣安裝等施工環(huán)節(jié)，要提前對施工人員進行專業(yè)培訓(xùn)，準(zhǔn)備好施工器具與變電站設(shè)備等，保證地下變電站施工作業(yè)有序進行[6]。

5.1 科學(xué)應(yīng)用防輻射技術(shù)

在地下變電站的運行過程中，由于運行條件等因素的影響會產(chǎn)生電子煙霧，這種電子煙霧即大眾經(jīng)常提到的電磁輻射[7]。經(jīng)過國際衛(wèi)生組織的研究，地下變電站產(chǎn)生的電子煙霧會對人類健康產(chǎn)生明顯影響，因此，將其列為可疑致癌物。尤其是老人、兒童，抵抗力弱，極易受到電磁輻射的侵害[8]。在地下變電站的設(shè)計與施工期間，必須采取科學(xué)的防輻射措施，打造更安全的地下變電站防護罩，保證周圍居民不會受到影響。

5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計中，具體包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計、墻板設(shè)計以及頂蓋設(shè)計等。

1）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，應(yīng)對基礎(chǔ)埋深進行精確計算。其中，沉降量計算是重要內(nèi)容，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、沉降變形、地基處理方式等都需要參考沉降量完成設(shè)計。根據(jù)沉降計算要求，綜合土在回彈以及壓縮過程中會出現(xiàn)應(yīng)力變化，得到準(zhǔn)確的沉降數(shù)值。同時，要重視基礎(chǔ)底板的抗浮設(shè)計。結(jié)合地下變電站的結(jié)構(gòu)荷載、地基情況確定筏形板厚度[9]。根據(jù)上述已知條件，對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的參數(shù)加以確定。

2）地下變電站的墻板結(jié)構(gòu)設(shè)計難度較大，必須對墻體變形量，豎向以及水平等荷載進行準(zhǔn)確測量、計算，結(jié)合地下變電站施工過程分析邊界條件，及時完成墻板結(jié)構(gòu)設(shè)計。

3）頂蓋設(shè)計過程中，應(yīng)參考樓蓋結(jié)構(gòu)，采用預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要施工方法為明挖法，根據(jù)實際情況的不同，還會應(yīng)用蓋挖法。

4）為了有效減少變形縫，若地下變電站存在沉降不均等現(xiàn)象，可以設(shè)計施工縫[10]，及時采取有效的地基加固處理措施，減小地基沉降。考慮到地下變電站主體結(jié)構(gòu)會面臨明顯的溫差變化，可適當(dāng)對溫度伸縮縫間距進行調(diào)整，有效控制施工中與后期運行中可能出現(xiàn)的溫差變化。

5.3 防水方面的設(shè)計與施工技術(shù)

防水是地下變電站設(shè)計與施工必須關(guān)注的焦點。由于地下施工環(huán)境特殊，在增加防水難度的同時，對地下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也提出了更高的要求。在這種情況下，順利開展防水設(shè)計工作之前，應(yīng)及時總結(jié)地下變電站防水設(shè)計與施工的特點。

地下變電站的防水設(shè)計必須能夠發(fā)揮長期的防護作用，在設(shè)計和施工過程中，要注意以下要點：（1）對結(jié)構(gòu)側(cè)壓力進行監(jiān)測，避免出現(xiàn)室內(nèi)滲透。同時展開結(jié)構(gòu)施工與防水處理，科學(xué)應(yīng)對交叉作業(yè)的復(fù)雜性[11]。（2）地下變電站的空間相對較小，若遇到特殊天氣（如暴雨）導(dǎo)致地下水位發(fā)生變化，防水構(gòu)造的壓力會明顯增加。因此，進行防水設(shè)計之前，必須對天氣特點進行詳細(xì)的了解，同時，根據(jù)地下變電站防水等級的要求，克服空間狹小的困難，實時監(jiān)測地下水位變化，做好防水預(yù)處理工作。（3）防水設(shè)計中，還要對地下水的腐蝕性進行綜合考慮。地下水中的有害物質(zhì)對建筑材料產(chǎn)生腐蝕作用，加快建筑材料的老化速度，降低地下變電站的安全性、穩(wěn)定性以及耐久性。（4）地下變電站所有結(jié)構(gòu)都必須做好抗裂處理，將出現(xiàn)滲漏裂縫的可能性降到最低。（5）選擇性能優(yōu)越的防水材料，嚴(yán)格控制地下變電站防水材料的選擇與應(yīng)用，主體結(jié)構(gòu)混凝土材料的質(zhì)量和配合比等，都需要符合施工執(zhí)行規(guī)范[12]，為結(jié)構(gòu)打造理想的防腐層。（6）對于出入口以及預(yù)埋件、接縫等特殊位置，要加大防水處理力度。（7）隱蔽工程方面，嚴(yán)格地進行質(zhì)量驗收，及時檢查是否存在滲漏現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)滲漏問題，要及時分析原因并制訂處理方案。按照先高后低的地下結(jié)構(gòu)施工順序，確保所有施工操作有序完成。

5.4 積極引進新的設(shè)計與施工技術(shù)

地下變電站設(shè)計與施工中，智能化元素越來越多，固守成規(guī)必然會影響地下變電站的設(shè)計與施工質(zhì)量，需要根據(jù)地下變電站項目的要求及時引進新的技術(shù)，使地下變電站具有智能化的優(yōu)勢，實現(xiàn)自動化運行與監(jiān)測，以及數(shù)字化的管理控制模式，從而提高地下變電站的運行效率。

6 結(jié)語

綜上所述，通過對地下變電站設(shè)計與施工進行相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，為了有效協(xié)調(diào)城市規(guī)劃與空間設(shè)計，建設(shè)地下變電站是必然趨勢。在地下變電站的設(shè)計與施工過程中，必須明確各項原則與要點，科學(xué)應(yīng)用新技術(shù)，保證地下變電站的設(shè)計與施工質(zhì)量，充分發(fā)揮地下變電站對社會的作用。