裝配式變電站的土建設計分析

楊洪濤

摘要：裝配式變電站是根據標準配送式智能變電站的需求設計，創新了設計理念，使工業化設施的地位得以突顯，并且實現了從變電站設計到整個施工過程的組織集約化。為了減少澆筑制作等步驟所需的時間，最大幅度地提高工程效率，從而采用了即插即用的電氣設備。建設資源節約型和環境友好型社會的概念日益深入人心，隨著近幾年經濟的迅猛發展，各行各業包括電力行業的技術都得到了突飛猛進的進步，變電站的建設模式也進行了轉型發展，裝配式變電站建設技術也日益成熟。

關鍵詞：裝配式;變電站;土建設計

一、裝配式變電站土建方面的特點

1.1施工周期

就傳統變電站來說，它的土建施工周期較長：①由于傳統變電站所有的施工工序都需要一項一項步驟單獨完成，而不能同時進行，再加上比如鋼筋混凝土之類的還需要澆筑和養護的時間;②如果遇上天氣惡劣的情況就得停工，等到天氣再繼續施工，這樣一來就導致傳統變電站土建施工周期較長。裝配式變電站利用工廠化生產，有些工序能夠同時進行，這能夠大大的縮短施工周期。例如在進行某項室外的施工工序時，能夠同時在工廠里面進行某樣建筑物零部件的加工制作，利用現場快速裝拼工藝，將施工串聯流程變成施工并聯流程，能夠很有效地來提高施工效率，并且工廠化的生產受天氣等外部條件的限制很小。

1.2管理成本

傳統的變電站土建施工現場原材料多，且堆放比較雜亂，這些原材料采購渠道多樣，由于施工的工序比較復雜，現場的施工隊伍比較多，人員魚龍混雜;且傳統變電站受外部環境影響較大。這些因素使得傳統變電站土建施工有了很大的不可控性，工程質量就難以保證，風險較大。

裝配式變電站利用工廠化生產，流水作業保證了一些建筑物構件質量的可控、在控，成熟的制作工藝、優良的制作環境很大地降低了質量風險。比如，由于彩鋼板的層層緊扣使得建筑的密閉性和建筑結構都很好的保障，因此樓板采用彩鋼板，而內墻則用輕鋼龍骨石膏板替代了原來那種砌筑式的墻面，這樣大大提高了墻壁的硬度和防火度。同時，工廠化生產讓各道工序進行地井井有條，這樣就省下了一大筆管理費用。

1.3對環境的影響

傳統變電站土建的施工現場原材料、大型機械等較多且雜，會產生很多的垃圾廢水等有害于環境的污染物，且施工隊伍也比較多，這樣就會搭建很多臨時的簡易房和施工場地，同時也會有很多的生活垃圾，不利于節能減排的環保理念。

裝配式變電站使用工廠化生產，大大減少了施工現場的原材料、大型機械以及人工投入，施工現場的“減負”就使得那些對環境有害的物質得到大量的減少，且工廠化生產讓建筑物構件的質量有所保證，延長了變電站的使用壽命，且有些設備等可以循環利用，契合了建設資源友好型和環境節約型社會的要求。

二、裝配式變電站土建設計實例

2.1裝配式變電站概況

根據國家電網2013年所頒布的《標準配送式智能變電站建設技術導則》，強調在智能變電站建設中，必須堅持“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”生產理念。裝配式變電站的電氣設備布局形式、建筑物構件設計和施工模式都發生了較大變革，目前，我國裝配式變電站建設進入了快速發展階段。本文將以某220kV敞開式變電站作為研究對象，對裝配式變電站土建設計要點進行詳細探究。

2.2建筑設計

在該裝配式變電站工程土建平面設計中，需要注意規劃合理、布置緊湊。建筑外立面設計需結合預制建筑物結構特征，運用豎向模數單元進行構圖，并引入水平遮陽線條統一建筑元素，改善建筑工程外觀。建筑外觀尺度適宜，造型簡潔大方，融入當地獨特的建筑設計元素。

2.3結構選型

在該裝配式變電站工程設計中，需要遵循結構安全性、適用性和經濟性的原則，同時還應關注建筑工程施工便捷性和預制程度兩方面，保證變電站土建技術的先進性、經濟合理性、施工便捷性。該裝配式變電站建筑具有低層、平面布局靈活以及樓面荷載大的特點，綜合考慮各方面因素，采用全預制裝配式混凝土框架結構體系。該結構體系具有抗震性能好、布局方式靈活、工業化預制程度高、工程造價合理等優點。

2.4模數化設計

在裝配式變電站土建設計中，為了實現建筑設計標準化、機械裝配化以及建筑構件生產工廠化，首先需要滿足模數化要求。為了提升裝配式變電站工業化生產程度，減少生產模具數量，該變電站設計采用模數化設計方式，其中：柱網模數為7.2m、外墻模數為1.2m、外窗模數為0.6m。通過應用規整柱網、歸并構件的方式，最大程度上減少生產模具數量。該裝配式變電站應用6類構件，共計295個構件，需10套生產模具，預制率可達81.3%。

2.5主體結構設計

裝配式變電站土建主體結構設計存在著裝配式建筑普遍存在的問題，即框架梁柱節點的設計構造及傳力。在該裝配式變電站土建設計中，優選主體結構，應用清晰的傳力方式：框架柱為兩層整體預制，采用型鋼對節點進行加強處理，應用強柱弱梁以及強節點弱構件等概念設計，提升主體結構的抗震性，施工方式便捷，有利于提升施工進度;主梁和次梁采用疊合設計形式，梁端采用型鋼與柱（梁）連接。在疊合層設計中，需提高混凝土結構剪切力，避免發生漏漿問題。在樓面板設計中采用格構筋疊合板，加強板的受力性能，增加新舊混凝土的咬合力。此外，為了提高土建主體結構的整體性能，可以將現澆混凝土作為粘合劑。外墻結構和主體結構應用鉸接方式連接。

三、結束語

雖然就目前來說，我國裝配式變電站技術有了一定的發展，但是也存在著一些急需解決的問題，比如一些技術結構體系還不夠系統化，國內的市場還有待開發，國內的技術人員資源缺乏等等。并且在這個資源共享，發展迅速的信息時代，唯有不斷創新，與時具進，緊跟時代的步伐和潮流，走在技術的前端才能夠不斷地發展成長。

參考文獻：

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（作者單位：四平電力設計院）