淺談裝配式變電站的土建設計

趙　凱（國網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計

趙凱（國網湖南省電力公司常德供電分公司，湖南常德415000）

建設變電站時利用全預制裝配的結構，并采取生產預制以及現場裝配安裝的方式，以便縮短工程設計以及施工所需的時間，并有效減少變電站的占地面積，節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計的前期準備設計、初步設計階段以及施工圖設計階段的要點進行簡要分析，以便對每個階段進行循序漸進的優化，從而達到降低工程造價的目的。

裝配式；變電站；土建設計

1　引言

傳統的變電站土建設計、施工模式受裝配式變電站的影響，發生了一定的變化。裝配式變電站建設應符合標準化的設計、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度以及施工效率。然而現階段，我國在裝配式變電站建設方面還有所欠缺，存在著較多的缺陷，所以對其進行深入的研究有一定的意義。

2　前期準備階段的變電站土建設計要點

在變電站土建設計前提準備階段，主要要做好地點和路線的選擇工作。

2.1合理選擇地點

選擇變電站的地點時，要明確確定負荷中心所在的位置，確保其與電網規劃有機結合。通常來說，需先確定幾個站址，其后結合實際情況，對站址進行優化選擇，確保其合理性。對于水文地質條件、周邊交通運輸條件以及土地征用方面具有一定優勢的場地，要征得相關部門或單位的同意后才能夠開始建站，否則需要重新選址。

2.2合理選擇路線

選擇變電站路線時，要盡量的保證其跟所選站址之間具有一定的協調性，并注重跟線路之間的溝通，以便確定好整個輸變電方案，并且由于線路的造價要高出變電站造價很多，因此要合理科學的確定線路方案，以便前期方案的審查得以順利的通過。總的來說，要盡量的將重要的軍事、通信等設施以及城鎮密集區域和自然保護區域避開，避免軍事以及通信設計受到干擾，同時降低拆遷的補償費用，給周邊景觀所可能帶來的干擾需提前預防。如果難以避開，則需要做好跟相關部門的協調工作，選擇跨越點時，盡量的減少跨度，以便達到減少資金成本的目的。

3　初步設計階段的變電站土建設計要點

在初步設計階段對變電站進行土建設計時，應切實做好規劃、平面設置以及豎向布置和建筑方案等方面的設計。

（1）在進行規劃設計時，通常是在變電站所處區域內進行，因此務必要跟所在區域內的交通、水文地質條件、地形、地貌等進行有效結合，合理進行規劃，并要注重保護生態環境，保證施工工藝能夠符合相關要求，盡量的為運行維護以及檢修變電站提供方便，以便提高規劃的科學性，保護好環境。

（2）在進行平面布置時，通常要注意做好跟電氣平面布置相結合，確保跟工程整體相符合，合理的布置好變電站的工藝，以便在節約用地的同時，保證交通運輸的順利進行。所以在布置變電站的總平面時，建議使用模塊化的方式進行開展，以便更好的區分開配電裝置、主變、110kV配電裝置等功能，而各功能分區之間則利用站內道路進行連接，且站內道路轉彎的半徑和彎度均與檢修、運行、消防、運輸等要求相符。在確保消防間距達標的前提下，應盡可能的將建筑物緊密的布置，達到節約土地資源的目的。

（3）在進行豎向布置時，要先緊密結合變電站的電壓等級，確定設計的標高，以確保設計的場地標高跟最高內澇水位的高度以及標準洪水水位高度相比，要高出很多，這樣才能更好的計算好場地的土方工程量，此時，需要加強平衡設計，盡量的降低場地的土方工程量，以便確定好設計的標高值，通常豎向布置可以選用平坡式或者階梯式的，然而無論選取那種布置方式，都要跟工藝布置要求相符合，并做好與場地優勢的結合工作，盡量的降低土方量。與此同時，需重視邊坡處理問題，并跟前期的勘察資源進行有效的結合后而確定坡度值，一旦邊坡的高度差較小時，則需要進行擋土墻的施工，反之則應采取護坡與擋土墻相結合的方式來處理。同時，在邊坡擋土墻墻腳與坡頂還應加強截水溝和排水溝的設計，才能更好地避免邊坡不會被雨水沖刷，同時還能保證邊坡具有較強的穩定性，進而預防發生水土流失的情況，同時有利于將土地用量降到最低。

（4）在建筑方案設計過程中，由于其包含了豎向、平面、水工、暖通、地基、基礎、結構等方面，因此，為了降低土地使用量，則需要采取聯合布置的方式對建筑方案進行設計。一旦電氣設備符合相關要求，則要盡量的在相同的配電裝置樓內裝置該設備，布置平面過程中，盡保證設備能夠有足夠的運維空間。進行立面設計時，要保證其跟周邊環境的相互融合，以便更好的實現二者的統一和諧。而設計變電站的結構時，通常建筑物的結構都是以鋼混框架為主，并同時采用鋼結構作為其支架與構架，結合防烈度與變電站重要等級對變電站抗震的登記進行確定。而建筑物的基礎形式則應緊密結合建筑結構荷載的大小和變電站所在地的地質情況，針對性的確定基礎的類型，常見的主要以獨立基礎和樁基礎，需結合地質情況對處理方案進行確定。通常來說，如果當地地基的情況較好時，則可以利用天然地基，如果填土層比較厚的話，則需要利用強夯法進行處理。而當地基的淤泥較厚時，則主要采取灌注樁、預壓和管柱及水泥土攪拌樁等加強對其的處理。在變電站暖通通風設置過程中，應緊密結合防爆要求和溫度要求及換氣等要求，采取機械、自然或空調等方式進行換風，從而達到調節溫度和空氣的目的。

4　變電站土建的施工圖設計階段

4.1裝配式構筑物設計

4.1.1構、支架設計

構、支架設計結構形式與傳統變電站相同，對于220kV以上的變電站構架柱，一般選用圓形或是多邊形鋼管構成的鋼結構；對于構架橫梁，則采用等比邊角鋼或者是以鋼管為主要材料而構成的三角形斷面鋼結構。同時，對于110kV以下的變電站構架柱，則應當選用混凝土等徑環形桿；對于其構架橫梁，則應當選用以等邊角鋼為主要材料構成的三角形斷面焊接鋼結構。對于構、支架基礎，均選用重力式混凝土杯形基礎。此外，對于主要設計，具體如下：構件接頭均采用螺栓連接，以此來避免工程現場火情的發生，并且避免對防腐層造成損害，或是使其出現色差，有利于文明建設。對于變電站鋼結構防銹防腐設計，應當選用“冷噴鋅+面漆”的防腐工藝進行，有利于環境保護。

4.1.2裝配式圍墻、防火墻設計

預制式圍墻一般由墻板、壓頂、鋼筋混凝土預制式立柱、柱帽構成。其中，圍墻立柱、墻板壓頂、柱帽全部選用標準設計工廠化，并且按照清水混凝土施工工藝生產的預制件，墻體則選用工廠預制加工的成品蒸壓輕質加氣混凝土墻板，也就是所謂的ALC板。同時，對于變電站頂部的一塊ALC板，應當選用預制混凝土梁壓頂。此外，在進行安裝操作時，需要將預制件插入圍墻立柱的預留凹槽中，并采用ALC嵌縫劑處理板縫，然后還要對其涂抹一道丙乳密封液，以及涂刷一道護防水膩子、兩道外墻防水彈性涂料。對于裝配式防火墻設計，與圍墻設計基本相同。

4.1.3裝配式電纜溝設計

預制式電纜溝一般由鋼筋混凝土預制式電纜溝單體、溝蓋板構成，同時，電纜溝單體及溝蓋板統一采用標準化設計工廠化生產的鋼筋混凝土預制段。對于電纜溝預制長度，也要考慮其能夠便于運輸、安裝，且還需要將每段的自重控制在1500kg以內。為了給現場安裝提供便利，并確保滿足防水需求，需要在電纜溝單體的一端U形端面上設置凸緣，另一個端面設置相對應的凹槽，連接時，需要使得凹凸槽完全吻合，對于兩者之間存在的縫隙，應當采用密封膠進行密封。此外，還需在預埋在溝壁的扁鋼上焊接電纜支架，并在每一個電纜溝的單體底部開設匯水溝槽，有利于增強溝底的排水能力，減少積水。電纜溝單體底面由兩側壁垂直于中間匯水溝槽方向，在工廠預制時設置為斜面。圖1為電纜溝（單側支架）示意圖。

圖1　電纜溝（單側支架）示意圖

4.2裝配式變電站建筑裝飾及設備管線的集成化設計

當特定的工廠在進行變電站墻板的預制時，可有效結合保溫、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、機理的制作，內表面則可用于各種內飾涂料的制作。但在進行現場操作時，嚴禁濕作業，只需要直接將其安裝在墻上就可以了，有利于環保、節能。

在進行預制構件設計時，需要對其與電氣、暖通等專業的有效結合進行全面的考慮，并預先做好加工圖的設計工作，例如電氣專業的開關、動力箱等。在進行土建排板操作時，還需確保其能夠符合電氣等專業的需求，然后將專用的板材設置在相應的部位，例如插座板等，最后在統計好各種專用板具體種類與實際數量之后，進行訂貨。當這些材料都到貨之后，可以直接安裝，無需多余的操作。

5　結語

總而言之，變電站的土建設計是一項系統并且十分復雜的工作，在新時期背景下，土建的設計人員，要緊密結合變電站土建工程的需求，熟練的掌握好變電站土建設計的三個主要階段的設計要求，以便為土建工程實施相關提供相應的技術支持，最終實現夯實土建工程質量的目的。

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

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

［3］熊承偉.裝配式變電站土建設計［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計等工作。

TM63

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2095-2066（2016）11-0068-02

2016-3-9