變電站裝配式構(gòu)筑物的研究

張晉梅+宋堃+周潔

摘 要：目前，國網(wǎng)公司全面推廣裝配式變電站模塊化試點(diǎn)，作為核心環(huán)節(jié)，裝配式構(gòu)筑物的重要性與日俱增。從圍墻到主變防火墻，從電纜溝到構(gòu)支架及設(shè)備基礎(chǔ)都需要重新定義。該文對變電站裝配式構(gòu)筑物進(jìn)行了詳細(xì)論證并給出推薦方案。

關(guān)鍵詞：裝配式圍墻 智能站 鋼結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TU271 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）09（a）-0037-02

為貫徹國網(wǎng)公司系統(tǒng)全面開展“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、工業(yè)化”的試點(diǎn)變電站建設(shè)精神，建設(shè)更高安全質(zhì)量目標(biāo)的輸變電工程，實(shí)現(xiàn)國網(wǎng)公司建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化變電站目標(biāo)。應(yīng)用裝配式建、構(gòu)筑，實(shí)現(xiàn)了“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化加工、模塊化建設(shè)”，減少現(xiàn)場“濕作業(yè)”，提高機(jī)械化施工應(yīng)用范圍，減少現(xiàn)場勞動力投入，縮短建設(shè)施工周期，降低現(xiàn)場安全風(fēng)險，提高工程建設(shè)質(zhì)量、工藝水平。

（1）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。應(yīng)用通用設(shè)計、通用設(shè)備，全面實(shí)現(xiàn)設(shè)備型式、回路接線、建構(gòu)筑物標(biāo)準(zhǔn)化。

（2）工廠化加工。建、構(gòu)筑物主要構(gòu)件，采用工廠預(yù)制結(jié)構(gòu)型式；一、二次集成設(shè)備最大程度實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)規(guī)模生產(chǎn)、集成調(diào)試。

（3）模塊化建設(shè)。建、構(gòu)筑物采用裝配式結(jié)構(gòu)，采用通用設(shè)備基礎(chǔ)，降低現(xiàn)場安全風(fēng)險，提高工程質(zhì)量。

變電站構(gòu)筑物的裝配范圍包括圍墻、防火墻、電纜溝、構(gòu)支架、設(shè)備基礎(chǔ)、水工構(gòu)筑物等。通過統(tǒng)一圍墻、防火墻、電纜溝、構(gòu)支架等構(gòu)筑物類型、結(jié)構(gòu)形式，形成標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)工廠規(guī)模化生產(chǎn)；通過規(guī)范設(shè)備基礎(chǔ)尺寸模數(shù)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和施工，提高施工工藝。編制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，提高工程建設(shè)效率、工藝水平、安全質(zhì)量。

1 變電站圍墻的研究

變電站實(shí)體圍墻，可分為大砌塊實(shí)體圍墻（水泥砂漿抹面）、裝配式板墻等類型。

1.1 大砌塊實(shí)體圍墻（水泥砂漿抹面）

大砌塊實(shí)體圍墻（水泥砂漿抹面）墻體材料通常選用加氣混凝土砌體蒸壓粉煤灰多孔磚、加氣混凝土砌體蒸壓礦渣磚、加氣混凝土砌體蒸壓煤渣磚等材料砌筑，預(yù)制混凝土壓頂，水泥砂漿抹面。

大砌塊實(shí)體圍墻（水泥砂漿抹面）特性。大砌塊實(shí)體圍墻（水泥砂漿抹面），采用加氣混凝土砌塊砌筑，配以預(yù)制清水混凝土壓頂，減輕了墻體重量，減少了地基壓力，減少不均勻沉降，消降龜裂，有效解決墻面開裂質(zhì)量問題。

大砌塊圍墻沒有擺脫傳統(tǒng)墻體施工做法，現(xiàn)場仍存在濕作業(yè)，沒有完全實(shí)現(xiàn)模塊化建設(shè)的要求。

1.2 裝配式圍墻

變電站裝配式板墻形式主要有以下幾種：預(yù)制混凝土柱加預(yù)制墻板實(shí)體圍墻、型鋼柱加預(yù)制墻板實(shí)體圍墻。裝配式板墻由柱和墻板組成，其中柱有混凝土柱、型鋼柱，墻板有預(yù)制混凝土實(shí)心板、纖維水泥壓力板（AS板）等材料。墻柱作為圍墻的主要受力構(gòu)件，與基礎(chǔ)的固定主要采用地腳螺栓連接和杯口連接兩種做法。

1.3 國網(wǎng)公司110（66）kV智能變電站模塊化建設(shè)通用設(shè)計推薦方案

目前裝配式圍墻單位造價偏高，成為制約裝配式圍墻全面推廣的一個因素。但國網(wǎng)建設(shè)部仍期待裝配式圍墻的發(fā)展前景，在110 kV模塊化變電站推薦采用大砌塊實(shí)體圍墻的同時，提出如果價格趨同的情況下，110 kV模塊化變電站通用設(shè)計方案可以采用裝配式圍墻。

2 主變防火墻的研究

變電站主變防火墻可分為框架填充墻式、現(xiàn)澆混凝土板式和預(yù)制裝配式等類型。（1）框架式填充墻。混凝土框架清水砌體防火墻是先澆筑混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，然后澆筑上部的框架梁和框架柱，最后用節(jié)能環(huán)保磚填充框架內(nèi)部。此種做法需混凝土框架達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后才能拆除模板以及進(jìn)行填充填的砌筑，再加上對墻體的工藝要求較高，所以其施工工期較長，一般需要1～1.5個月。（2）現(xiàn)澆混凝土板式防火墻。現(xiàn)澆混凝土板式防火墻的做法通常是先澆筑混凝土條形基礎(chǔ)，然后對墻身鋼筋混凝土面板一次性澆筑施工。由于墻體較高，混凝土要分層連續(xù)澆筑，分層高度小于等于1 m，每小時澆筑高度不得超過2 m。為了保證墻體厚度一致，混凝土模板上還需設(shè)置間距小于等于0.5 m的對拉螺栓，待混凝土養(yǎng)護(hù)到設(shè)計強(qiáng)度的75%以上才能拆除模板。此法的混凝土施工量較大，施工要求較嚴(yán)，施工工期也較長。（3）裝配式防火墻。可分為框架+墻板防火墻、框架+大砌塊防火墻、鋼結(jié)構(gòu)+墻板防火墻等類型。裝配式防火墻，采用層插式安裝方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、抗荷載系數(shù)高、自潔力強(qiáng)、免維護(hù)時間長等優(yōu)點(diǎn)。柱：可采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆柱，柱頂預(yù)留地腳螺栓。板：可采用清水混凝土預(yù)制條板或ALC板。（4）國網(wǎng)公司110（66）kV智能變電站模塊化建設(shè)通用設(shè)計推薦方案。國網(wǎng)110（66）kV智能變電站模塊化建設(shè)（2015版）通用設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則中，第七章7.5.4裝配式構(gòu)筑物章節(jié)要求“防火墻宜采用框架+大砌塊，框架+預(yù)制墻板、清水鋼筋混凝土等型式。按通用設(shè)備防火墻寬10 m、6.5 m，墻體需要滿足耐火極限≥3 h要求。”

3 電纜溝研究

3.1 電纜溝類型

變電站電纜溝主要有現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土電纜溝、砌體電纜溝、預(yù)制鋼筋混凝土電纜溝、復(fù)合材料預(yù)制式電纜溝、鋼制電纜槽盒等。預(yù)制鋼筋混凝土電纜溝，由工廠預(yù)制溝體，運(yùn)到現(xiàn)場再進(jìn)行組裝。施工快捷，溝體平整，工序較少。復(fù)合材料預(yù)制式電纜溝，采用玻璃纖維及樹脂類復(fù)合制成，經(jīng)高壓、高溫模壓工藝一次成型。鋼制電纜槽盒，采用槽式加強(qiáng)型專用型材組裝而成，包括電纜槽盒、蓋板、槽盒固定隔板及支架，整體采用熱浸鍍鋅處理，能夠長期防腐防銹、整體美觀、材料可回收。由于復(fù)合材料預(yù)制式電纜溝價格較高，預(yù)制鋼筋混凝土電纜溝構(gòu)件較重，因此，變電站電纜溝仍采用砌體電纜溝、現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土電纜溝。

3.2 電纜溝蓋板

電纜溝蓋板包括細(xì)石混凝土成品電纜溝蓋板、無機(jī)復(fù)合電纜溝蓋板、有機(jī)復(fù)合電纜溝蓋板。

3.3 電纜支架

電纜支架包括角鋼電纜支架、玻璃鋼電纜支架、復(fù)合支架等。角鋼支架，機(jī)械性能高，成本較低，耐腐蝕性能稍弱，會生成渦流，100元/套；玻璃鋼支架，強(qiáng)度高、重量輕、整體絕緣，防止產(chǎn)生渦流，防腐蝕好，成本較高，130元/套；復(fù)合支架，強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)，電絕緣性好，防渦流，成本較高，120元/套。

綜合性價比，推薦采用角鋼支架。

4 構(gòu)支架及基礎(chǔ)研究

構(gòu)架上部結(jié)構(gòu)采用普通鋼管，柱桿段之間采用法蘭連接。構(gòu)架梁采用三角形格構(gòu)式桁架結(jié)構(gòu)。支架上部結(jié)構(gòu)，在變電站中設(shè)備支架采用設(shè)備廠家配送支架柱，現(xiàn)場安裝的方式，與基礎(chǔ)采用地腳螺栓連接。國網(wǎng)110（66）kV智能變電站模塊化建設(shè)（2015版）通用設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則，第七章7.5.4裝配式構(gòu)筑物章節(jié)要求“構(gòu)、支架統(tǒng)一采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)連接方式宜采用螺栓連接。戶外GIS變電站宜采用兩回一跨構(gòu)架，構(gòu)架柱采用鋼管A型柱，構(gòu)架梁采用三角形鋼桁架梁；戶外AIS變電站宜采用聯(lián)合構(gòu)架，構(gòu)架柱宜采用鋼管獨(dú)立柱和鋼管A柱聯(lián)合結(jié)構(gòu)，構(gòu)架梁采用獨(dú)立鋼管梁或三角形鋼桁架梁。構(gòu)架柱與基礎(chǔ)采用地腳螺栓連接。

5 設(shè)備基礎(chǔ)研究

GIS設(shè)備基礎(chǔ)宜采用筏板+支墩的基礎(chǔ)型式。主變基礎(chǔ)宜采用采用筏板+支墩的基礎(chǔ)型式。筏板厚度為500 mm，室外主變壓器油坑尺寸按通用設(shè)備為10 000 mm×8 000 mm。小型設(shè)備基礎(chǔ)有箱（柜）體基礎(chǔ)、投光燈基礎(chǔ)、路燈基礎(chǔ)等。箱（柜）體基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)，投光燈基礎(chǔ)可采用預(yù)制混凝土，路燈基礎(chǔ)可采用現(xiàn)澆混凝土形式，基礎(chǔ)與設(shè)備的連接均采用地腳螺栓的連接形式。

6 結(jié)語

目前裝配式圍墻在國網(wǎng)公司工程中大規(guī)模開始應(yīng)用，而裝配式構(gòu)筑物是智能變電站的重要環(huán)節(jié)之一。該文對裝配式構(gòu)筑物進(jìn)行了詳細(xì)論述和研究，對于智能變電站的發(fā)展有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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