變電站土建工程相關技術問題分析

摘要：文章首先分析了變電站土建結構工程的安全性問題，接著對進一步落實“兩型一化”變電站及目前國內相關單位取得的成果進行了分析，最后，針對變電站土建工作中的綠色、環保問題進行了討論，具有一定工程參考價值。

關鍵詞：變電站 土建 安全性 環保

0 引言

電力工業是我國的支柱產業，電力工程的質量關系到我國的方方面面，電力建設關系國家發展、經濟建設的命脈。

智能電網是未來我國能源可持續發展的需要，它不僅能解決當前清潔能源上網難等問題，提高能源利用效率，在產業引領、自主創新、設備制造、發展清潔能源與促進低碳生活方面具有重要推動作用。而變電站的建設是電網建設的關鍵環節。從2008年1月1日開始，我國所有新建變電站都要在通用設計的基礎上，全面實施“兩型一化”，啟動并開展資源節約型、環境友好型、新技術、新材料、新工藝“兩型三新”線路建設工作，切實加強“兩型一化”變電站和“兩型三新”線路建設的組織管理。

本文結合筆者實際工程經驗，就變電站建設及改造過程中，土建工程的相關問題進行了探討。

1 土建結構安全性

結構安全性是各種作用下結構防止破壞倒塌、保護人員不受傷害的能力。結構工程的安全性主要決定于結構的設計與施工水準，也與結構的正確使用(維護、檢測)有關，而這些又與土建法規和技術標準的合理設置及運用相關聯。

對結構工程的設計而言，結構的安全性主要體現在結構構件承載能力的安全性、結構的整體牢固性和結構的安全耐久性等幾個方面：

1.1 結構構件承載能力的安全性

與結構構件安全水準關系最大的兩個因素：一是規范規定結構需要承受多大的荷載(荷載標準值)，比如我國規定樓板承受的活荷載是2.0kPa，而美國、英國則分別為2.4kPa和2.5kPa；二是規范規定的荷載分項系數與材料強度分項系數的大小。

2010年4月，北京大興區義合莊110千伏輸變電工程土建正式開工，該變電站是北京地區首座鋼結構變電站。鋼結構變電站相對于混凝土變電站具有施工工期短、耐牢固等特點。但是，需要特別注意施工中的安全與質量問題。要求施工單位從原材料的采購入手，嚴格按照鋼結構土建標準工藝進行施工。

1.2 結構的整體牢固性

結構的安全、牢固，需要相關設計施工人員嚴把原材料關口。目前，我國電力建設工程的主要建筑物普遍采用鋼筋混凝土結構，鋼筋混凝土結構的主要材料是水泥和鋼筋，這兩種材料的質量好壞直接影響鋼筋混凝土結構工程的成品內在質量。

根據筆者多年實際經驗，科學配制混凝土是保證質量的先決條件。試驗室所確定的配合比，其各級骨料不含有超遜徑顆粒，且以飽和面干狀態。此外，混凝土澆筑振搗過程是混凝土質量控制的主要環節。混凝土配合比設計、原材料的質量、配料準確、攪拌均勻運輸，澆筑振實成型，養護等整個施工環節中，澆筑振實成型是主要的環節。

1.3 結構的安全耐久性

混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故，其嚴重程度已遠大于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害，所以這個問題必須引起格外重視。此外，由于建筑物周邊地理、氣候等環境帶來的影響也不可忽視。

例如，四川省二臺山變電站受地形和走廊限制，二臺山輸電線路部分線路仍將在地震斷裂帶內走線。為此，設計者對此也進行了充分考慮，除合理選擇塔基位置，與斷裂帶保持距離外，整個線路鐵塔及基礎均按9度采取抗震設防措施。站內主要建筑物均采用現澆鋼筋砼框架結構，按抗震設防烈度8度進行抗震計算，按9度采取抗震設防措施；其他輔助生產建筑物(除消防小間)采用現澆鋼筋砼框架結構，按設防烈度8度進行抗震計算及采取抗震設防措施。這些措施可以保證建筑物均勻受力，增強抗震性能。

2 進一步落實“兩型一化”

2007年以來，國家電網公司基建戰線貫徹落實科學發展觀和國家電網公司黨組關于深入開展標準化建設的要求，在通用設計的基礎上，按照完善設計導則、組織宣貫培訓、協調督促檢查、抓住設計龍頭等關鍵環節，全面組織開展“兩型一化”變電站和“兩型三新”設計和建設工作。

“兩型一化”：即“資源節約型，環境友好型，工業化”，是指變電站建設以實用為先，簡潔適用，優化、節約資源，倡導以人為本、環境友好。明確了變電站工業性設施的功能定位和配置要求，實現變電站全過程、全壽命周期的“資源節約、環境友好”，推進通用設計和標準化建設，降低建設和運行成本。

“兩型一化”變電站注重資源節約、環境友好、工業化方向、安全和工藝質量、推廣應用先進適用科技成果、合理造價，是落實科學發展觀的一個具體實踐，是標準化建設在基建領域的推廣和應用，對于轉變電網發展方式具有重要意義。

世界海拔最高的750kV變電站——西寧750kV變電站工程位于青海省湟中縣上新莊鎮。程采用建設部推廣的清水混凝土等十項新技術中的8項25個子項，采用全聯合鋼構架等11項國網公司新技術。該工程自主研發了高海拔超高壓防電暈及降噪技術，使站界噪聲降至45分貝，年節電約100萬千瓦時。采用全聯合鋼構架結構，是西北電力設計院最新開發的新型結構形式，節省了鋼材用量15%。針對這種結構型式安裝難度大的問題，送變電建設者自行研制開發出鋼管梁高空法蘭對接施工方法，保證了施工質量，提高了安裝效率。750千伏高壓電抗器通過13項國內首創的減振技術，有效控制了電抗器振動采用。

值得注意的是，在工程實施期間通過全面落實“兩型一化”變電站要求，推行節約型、環保型、工業化的施工工藝，主要采用了鋼木組合模板的重復利用，電纜溝定型組合鋼模，清水混凝土技術工藝等。主控樓采用高窗設計、墻體保溫，隔溫斷橋鋁合金等新型節能材料，增加建筑節能效果；利用太陽能發電并與站用電系統互為備用，為變電站節約能源做出了有益的探索。對雨雪、污水集中利用，實現污水零排放。

3 注重綠色、環保

位于南京淮海路的110千伏變電站在建設上體現出與鄰為善、和諧美觀的風格。變電站正常運行時，聲音很小，幾乎聽不見。其原因在于，這是目前國內最為先進的小型化全戶內變電站布置模式和全地下電纜出線方式。施工中，在全省首次引入大平板基礎和鋼結構建筑主體，將施工對周邊環境的影響降到了最低。在設備選型上，選用了目前國內先進、環保的電氣設備，磁場、電場強度、噪聲及排污等指標均遠低于國家環保控制標準。

上海嘉定新城的一座全新的“綠色變電站”，通過高科技手段充分利用太陽能和地熱能資源，這座小小的變電站從上到下開創了上海“節能變電站”的先河。在這座外表并不起眼的變電站地下，110米深處的地熱能通過地源熱泵系統得以利用，在冬季把地熱能中的熱量“取”出來，向室內供給熱量，作為熱泵供熱的熱源；在夏季又把室內的熱量“取”出來，“排放”到地下，作為熱泵制冷的熱匯，從而使整個系統比傳統空調系統運行效率高出約40％，同時還實現了“零排放”。

上海正在積極建設“建筑節能示范城區”，而“綠色變電站”正是這個新城區在追求生態友好目標方面的新的范例。希望能夠實現‘立體環保’的理念，不僅僅是墻體保溫，還要充分利用從天到地的各種可再生資源，充分減少從里到外的各種不必要能源浪費。

4 總結

“百年大計，質量第一”，變電站工程的設計和施工質量直接關系到建筑物的安全。因此，變電站土建工程的質量是廣大從業者必須時刻放在第一位的關鍵問題。此外，隨著國民經濟的發展，貫徹落實科學發展觀，建設社會主義和諧社會，這就要求我們在基建戰線以“兩型一化”變電站、“兩型三新”線路設計和建設電力設施，扎實推進基建標準化建設的工作成果，加快電網發展方式轉變，既注重綠色環保，又著力提高電網建設效率和效益。