500kV禎州變電站裝配式結構施工應用分析

韋芝濤

摘要：變電站裝配式結構體現了“資源節約型、環境友好型、工業化”的設計建設要求和全壽命周期理論的運用，是通過工廠預制和現場安裝兩個階段來建設變電站。本文結合某工程實際，對變電站裝配式結構施工進行分析闡述，和同行交流討論。

關鍵詞：裝配式結構；變電站；節約

1.裝配式建筑簡介

裝配式建筑體系是多年來國外開發成功的建筑科技成果。目前這種建筑體系在國外得到了迅速發展，例如德國、英國、美國、日本等廣泛采用裝配式建筑體系中預制混凝土構件。作為一套完整的建筑技術正是因為適應建筑產業化的要求，以其獨特的優勢受到建筑業的關注和重視。萬科在中國住宅建造方式上，采用“預制裝配式混凝土結構”的建造形式，進行了嘗試性的革命。如萬科已在全國推廣使用新里程預制裝配式產業化住宅樓，作為新興的綠色環保節能型建筑。隨著建筑工業化的要求，世界發達國家都把建筑部件工廠化預制和裝配化施工作為住宅產業現代化的重要標致。

那么，什么是裝配式建筑呢？工地現場的建筑材料完全是由工廠半成品（預制構件），施工隊在現場對地基做一定處理后，對半成品進行房屋的組裝。建筑工地不再把瓦工、木工、鋼筋工等工種分得那么細，建筑工人由過去那種復雜的多工種角色，轉變為單一的背著射釘槍，電鉆等專用工具的裝配工角色。這種裝配化制造房屋完全避免了傳統建房的缺點，施工速度非常快，可在短期內竣工。房屋制造對企業來說，工作勞動強度大幅度減少，交叉作業方便有序；房屋裝配中的每道工序都可以像設備安裝那樣檢查其精度，以確保房屋制造的質量；施工時的噪音降低，物料堆放場地減少，有利于環境的保護；由于工廠化的生產和現場的標準化裝配，使房屋制造成本降低，并容易滿足室內設備安裝和裝飾裝修的要求。因此，裝配式制造房屋的許多優點是傳統房屋建造方法無法比擬的。

2007年12月國家電網公司下達文件,要求變電站在通用設計的基礎上，全面推行“資源節約型、環境友好型、工業化”（簡稱“兩型一化”)變電站建設工作。裝配式變電站的建設符合了“兩型一化”變電站建設的要求。裝配式變電站的建設采用可回收利用材料，減少了混凝土、水泥砂漿等材料用量，節水、節材，減少變電站施工對環境的影響。裝配式變電站大部分構件采用工廠加工、現場組裝，減少了現場濕作業，簡化施工、規范施工工藝、保障施工質量?；A施工與建筑構件加工可同時進行，有效縮短了變電站的建設周期。2007年裝配式變電站在江蘇省電網公司建設試點，2008年各省市電力公司陸續開展裝配式變電站試點建設。

2.裝配式結構變電站特點

裝配式變電站改變了變電站傳統的電氣系統布局、土建設計和施工模式，通過工廠生產預制、現場安裝兩大階段來建設變電站。其標準化設計、模塊化組合、工業化生產、集約化施工，使變電站建設走向科技含量高、資源消耗低、環境污染少、精細化建設的道路。

1）在土建方面：改變傳統的電氣系統布局，貫徹建筑節能、節材、節水、節地方針，力求使建筑結構輕型化，利用現場快速拼裝工藝，變施工串聯流程為并聯流程來縮短施工周期。

2）電氣方面：劃分為進線模塊、主變壓器模塊、出線模塊、綜合自動化模塊、無功補償和消弧線圈模塊。其中各模塊之間的現場連接、不同設備廠家控制軟件互相兼容是技術難點。此外，需制定變電站通用設計、部件加工詳圖、工廠生產工藝、現場拼裝工藝、建筑取費定額、裝配式建造管控六大標準體系。

3）裝配式變電站建造模式需要現代預制件、鋼構件工廠作支撐，需要對傳統土建工程招標及標段劃分作調整，需要對采購方式與施工組織重新定義。

3.500kV禎州變電站裝配式變電站實施情況

3.1工程概況

500kV禎州變電站站址位于廣東省惠州市惠東縣稔山鎮園崗村東北面的臺地上，距離惠東縣城約16.6km，距離稔山鎮約3.4km。圍墻內占地面積42530m3，站內總建筑面積1367.48m2。本期變電站新建1*1000MVA主變壓器，500kV出線6回、220kV出線6回、電容器組3*60Mvar、電抗器組2*60Mvar。最終建設規模4*1000MVA主變壓器，500kV出線10回、220KV出線14回、電容器組4*（3*60Mvar）、電抗器組4*（2*60Mvar）。

主要的土建工程項目：主控通信樓；中央配電室；警傳室；消防泵房及水池；圍墻及大門；主變及500kV高抗基礎及防火墻；500kV、220kV及35kV構支架基礎；500kVHGIS、200kVGIS基礎；防雷接地；電纜溝道；站區供排水管道；站區道路；消防；照明、通風、空調、綠化等。本工程主要特點：根據省公司要求，突出新工藝特點，500kV禎州變電站工程主控通信樓、380V中央配電室、泵房、防火墻和圍墻均改為裝配式結構，也是首次廣東省內500kV變電站的一個創新。

3.2裝配式工程施工

3.2.1施工工藝

本工程NALC板材均采用150mm厚度板，由墻板生產廠家根據設計院提供的圖紙進行專門排版設計和生產，并由廠家提供專用加固配件（管板和鉤頭螺栓等）和接縫材料。水平運輸：到貨材料按使用部位就近堆放；如需搬運，現場運輸采用一個手推定制滑輪車，將板平放在滑輪車上，每頭一人扶穩推運到吊裝點。安裝形式：NALC板安裝分為豎向安裝法（主控通信樓）和橫向安裝法（防火墻及圍墻）。吊裝方式：可采用移動式腳手架加卷揚機、或采用汽車吊吊裝安裝。

NALC板是采用水泥、石灰、砂為原料制作的高性能蒸壓輕質加氣混凝土板，板內配置防腐處理的鋼筋網，板面可根據設計要求做刮膩子、涂墻漆、貼瓷磚等裝飾；NALC板可鋸、切、刨、鉆，板上可以開槽，動力照明管線可以暗敷于板內，配電箱可以部分嵌入板內（配電箱厚度超過50㎜時）?？v向開槽深度不大于1/3板厚（即50㎜）；橫向開槽時，內墻板深度不大于1/3板厚，外墻板橫向開槽深度不大于20mm，槽長不大于1/2板寬，槽寬不大于30mm。

3.2.2采用裝配式建筑物

建筑物采用現場裝配。除基礎采用現澆混凝土條基外，上部結構都由工廠制作，運到現場裝配。建筑物的結構形式是門式鋼架結構，工字型鋼梁柱;屋面采用預制大型發泡水泥復合板，屋面防水采用平屋面上做卷材防水層，外檐溝排水;外墻板采用工廠預制木纖維混凝土復合墻體。所用的材料都是建筑市場上的成熟產品，并有公開出版的標準圖集供設計選用。

建筑物材料選擇環保節能產品，有較好的防水隔熱性能。墻上開設的固定窗采用斷橋隔熱鋁合金窗框，玻璃采用中空玻璃。

變電站的建筑物所用材料為不燃體，鋼結構涂刷防火涂料。室內布置有火災報警系統和監視器。主變壓器和建筑物之間墻體按防火墻設計，中間加設蒸壓輕質加氣混凝土墻板（NALC板），整體耐火超過4 h。

變電站采用裝配式的建筑是縮短工期的關鍵。該工程的主控樓承重采用鋼框架結構，主要受力構件梁柱為鋼結構，現場直接吊裝，樓屋面板采用鋼桁架支撐體系，減去模板支撐及拆模占用的周期。墻體采用NALC板圍護，大大縮短施工工期，同時保證施工質量。因為如常規采用砌體結構，砂漿需要沉實時間才能批擋。

3.2.3采用裝配式構架、圍墻

配電裝置的構架采用工廠預制鋼結構，構支架梁和柱采用法蘭螺栓連接，安裝現場無焊接作業。圍墻柱采用混凝土工廠預制，圍墻板采用ALC板?，F場施工時將預制柱吊裝插入柱基礎固定，圍墻板插入柱間。整個變電站施工零米以上均直接裝配完成。

3.3裝配式施工效益

變電站的設備、材料按施工進度要求實現定時、定點配送，有效地解決了以往設備、材料占用非建設場地的問題。該施工方式節約了水資源以及污水、廢水的排放。整個變電站承重結構采用螺栓連接的鋼結構，減少了施工現場的噪聲、廢氣的排放，減少了對施工作業人員健康的不良影響。

同等規模的常規變電站建筑主體施工工期約為180 d（不包括地基處理）。禎州變電站建筑主體施工工期僅為90 d，工期僅為同等規模常規變電站工期的50%。減少管理費用，可提前投產多送出電量，:該變電站社會經濟效益與同等規模的常規變電站相比均大幅提高。

4工程經驗總結

裝配式建筑物的耐久性能。傳統變電站的建筑設計使用年限為50 a，而裝配式變電站的

建筑設計使用年限能否達到傳統建筑水平，使用周期中維護費用是否經濟等問題缺少實踐驗證。為此，裝配式變電站在設計時，采用了建筑行業已廣泛應用的材料，材料本身的耐用性能超過50 a，計算的標準也是按50 a標準規范設計;其使用周期中維護費用僅為屋面卷材的更新和鋼結構表面的防銹漆更新處理。

裝配式變電站在設計時，采用可回收利用材料，且復合材料的防水、保溫等各項性能都優于普通的混凝土建筑。

從500kV禎州變電站運行至今的情況看，建筑物保溫、防水、防潮效果較好，屋內恒溫干燥，屋面沒有滲漏水。

由于本站在廣東省內第一個采用NALC板，省內還沒有廠家生產，相應增加運輸成本和造價。此站作了一個造價對比（未考慮環境、社會成本以及后期維護費用等），裝配式造價高于標準常規設計20%。綜合考慮構造措施、材料、半成品加工能力等因素，建議拓寬設計思路，推廣新材料、新工藝的使用，做到廣東本地配套材料供應和技術工藝水平提高運用，以降低工程造價。

總之，通過500kV禎州變電站裝配式結構的實踐探索，有效驗證了其特點和優越性，明顯縮短了施工工期，節約了資源，填補了廣東電網在裝配式變電站建設方面的空白，在同類工程的推廣運用中具有重要指導意義，同時為廣東電網公司深入貫徹南方電網建設“3C綠色”電網指引方向。

裝配式建筑的應用與推廣，使建筑科技進步對建筑產業發展的貢獻率取得新成效，技術創新體系和工業化生產方式達到新水平，新型工業化建筑體系和通用部品體系實現新突破，建筑產業結構實現全面升級，爭取到2020年基本實現系統完備和技術領先的現代建筑產業體系，全面實現現代建筑產業化。

參考文獻：

[1] 柳國良，等．變電站模塊化建設研究綜述[J]．電網技術，2008，32（14）．

[2] 國家電網公司“兩型一化”試點變電站建設設計技術導則，2007．