變電站土建工程常見質量通病的產生及預防措施

黃亮 HUANG Liang

（溫州電力設計有限公司監理分公司，溫州 325000）

0 引言

變電站是電力系統不可或缺的重要組成部分，對于電網輸電具有十分重要的作用。但目前我國部分地區變電站土建工程施工中還存在著一些質量通病，不僅影響變電站的外觀，也影響變電站的使用及安全運行。因此，必須重視變電站土建工程的施工質量，針對存在的質量通病問題，應采取有效的措施加以預防，提升工程項目施工的質量，確保變電站投入使用后的安全運行。

1 變電站土建工程常見的質量通病

隨著電力技術的發展，在電壓等級上，已經由原來以少量110kV、220kV 變電站為樞紐電站，35kV 為終端變電站的小電網輸送模式，逐步發展到了以特高壓1000kV 變電站和500kV 變電站為樞紐百能電站，220kV 和110kV變電站為終端的大電網輸電模式。而在本地區，電壓等級分別是330kV、750kV 和±800kV，屬于一類變電站和二類變電站。這種類型的變電站土建工程項目與其他普通的土建工程項目具有較大的不同，其工程更加復雜繁瑣，對施工技術性要求更高。在土建工程施工過程中，任何一個環節出現問題，都會影響到整個工程施工的質量，不僅影響到變電站工程的觀感質量，更會影響到電網輸電的穩定性。

根據本地區變電站工程施工檢驗，在土建工程施工中，存在的質量通病主要包括如下幾個方面：

第一，在土方工程中，可能出現土方回填區沉陷的現象，或者是邊坡下滑填方出現橡皮土以及基坑二次回填土沉陷現象。

第二，在地基基礎工程中，樁基產生較大沉降或者是不均勻沉降現象。

第三，在混凝土工程中，常見蜂窩、麻面、露筋和夾心的現象，此外，還存在著混凝土結構裂縫以及外形尺寸偏差等問題。

第四，在鋼筋工程中，存在著鋼筋綁扎不牢固、欠綁扎或漏綁扎以及焊接不到位的現象。

第五，在圍墻工程中，常見墻面鼓包、豎向貫通裂縫，此外，還存在圍墻不均勻沉降以及墻面污染等現象。

第六，建筑整體還存在滲漏現象，主要表現為屋面滲漏、外墻滲漏和門窗滲漏的問題。

2 基本情況

某220kV 輸電、變電工程包含三條線路，其中有兩條220kV 線路，需要進行升高改造。該工程采用的是B10 孔鉆孔灌注樁基礎，樁徑為4000mm；采用長27.5m 的鋼筋籠，重45t 左右（含內籠在內），合計1 根。

3 變電站土建工程施工要點

3.1 前期準備階段的施工要點

3.1.1 科學選址

對于變電站建設的選址來說，首先應當對負荷中心位置進行明確，能夠保證使其處于變電站的中心位置，然后對城鄉規劃、負荷分布等進行全方位的考慮，合理規劃網絡結構，并根據實際情況與建設需求來對其進行不斷的調整與完善，盡最大可能少占或者不占該區域的農業耕地，此外還應在滿足建設需求的情況下降低土石方使用率。若是條件允許，可使用價值較低的荒地或者劣地來進行建設，在初步明確變電站建設地址的同時，綜合考慮以下因素：①變電站的選址建設應充分考慮周邊環境的影響，通過調查與分析，探究變電站建設是否與該區域的環境相融，不得隨意建設在軍事要地、游覽區以及機場附近，選址建設前應報于有關部門，經其批準之后才可進行后續的其他工作；②變電站建設在選址時應當充分考慮該區域城市、鄉鎮以及農村的整體規劃，不能占用鐵路、公路等線路；③變電站選址應本著“節約用地”的原則進行，在盡量節約建設資金的前提下，很多電力企業在土建工程的建設選址方面，在交通滿足變電站建設與運維需求的前提下，都會盡量選擇較為偏僻、距離城市較遠、應用價值低的地方作為土建工程建設地。

3.1.2 探究其可行性

變電站在經過選址并通過審批之后，要對變電站建設的可行性進行分析，這是后續建設順利推進的基礎與保障，主要從以下三個方面來進行變電站建設可行性的探究工作：①林木、經濟作物的補償與拆遷問題。變電站建設需要占用較為廣闊的土地資源，因此難以避免會涉及到拆遷補償與土地征用，因此變電站建設項目管理者在施工前需要對此方面的問題進行綜合分析，并收集、整理與統計相關數據信息，折算出合理的費用，便于后期施工工作的順利推進。②關于地下埋藏設備以及地基處理問題，要通過專業的技術工人以及先進設備來對變電站土建工程區域的地下情況進行全面細致的檢查，避免出現滑坡、溶洞與不良地質等問題，并根據具體的問題，通過研討與分析來制定一系列完善的應對防范措施，使其穩定性滿足變電站土建工程的建設需求。③占地規模。為使工程設計能夠達到國家以及電力企業的相關規范要求，保障后期運行階段的維護保養便利，各種形式的變電站土建工程建設方案皆有一套標準化的內容與舉措。

3.2 初步設計階段的施工要點

在經過選址階段，并使其具備可行性的同時，對設計階段的施工要點進行把握也同樣重要，施工要點如下：①總平面布置的相關設計工作。在符合國家相關規范的前提下，按照電力系統規程的相關要求進行設計工作，并且在設計的過程中對道路運輸進行綜合分析之后進行合理的優化，重點關注引接、進出線位置，把握其中的安全距離，對已經明確規模的建筑物進行恰當的安排，在保障安全運行的情況下，提升其容錯率，使其占用最小的平面用地。②建筑結構。變電站建設應滿足國家以及行業建筑規范要求，保證其達到承載力與抗震要求，使得建筑物高度始終不低于3.6m，且必須是鋼筋混凝土結構。目前已逐步采用鋼結構代替鋼筋混凝土結構，建筑物支架以及構架同樣需要鋼結構，若是建筑物根據實際情況有所變化，則低于3.6m 可使用磚混結構。③豎向布置。豎向布置可分為平坡式布置與階梯式布置，不論何種布置方式，都需以“平衡填挖方量”作為基本原則，以減少平整填挖量為目的。④地基處理。變電站工程建設所需資金投入較大，變電站內部一般多為大型電氣設備，設備質量較大且要求穩定性高，因此在基礎選型方面，設計人員應本著經濟性原則，考慮難易程度等多方面問題對總體的地基處理進行分析，選取地基處理的最優解，達到技術性與經濟性雙贏的目的。

3.3 施工圖設計

施工圖設計應緊隨初步設計完成之后，根據國家以及行業的規范化與標準化要求，進行設計圖的相關設計工作，其主要包含以下幾個方面：①全面細致核對現階段的所有資料與尺寸，對其進行反復的確認，在保證無誤的情況下，進行下一階段的設計工作；②建立健全資料共享制度，加強各個設計小組的溝通交流，避免因缺乏足夠的交流而導致問題的產生；③變電站在后期的建設階段，設計人員應與施工人員、安全人員及監督人員等進行及時的溝通，使其能夠把握工作的中心與重點，必要時可聯合管理部門制定施工反饋制度，以此來及時掌握施工中出現的問題，從而以此為基礎對設計圖或者方案進行調整與完善，使其能夠具備更好的合理性與可行性。

4 提升變電站土建工程施工質量的策略

4.1 重視基礎與結構施工

在土建施工以及電氣安裝過程中，需要重視基礎工程與結構工程的施工管理。在基礎工程施工過程中要加強質量監督，防止存在安全隱患和質量問題。在進戶電纜和墻體管道安裝時，要重視防水措施的有效運用，防止在后續施工中出現進水現象導致返工。在地面、墻體、管道線路施工中，也要加強穿孔控制，需要對隧道和空洞的承壓器材進行全面檢查與測量，保證施工的安全性。此外，務必要確保預埋管路的規格和空間位置符合設計要求，杜絕漏埋、錯埋，同時還需要核對預埋鋼管的性能是否達到技術標準，確保預埋鋼管與設計方案相吻合，避免返工，造成不必要的浪費。

在混凝土結構施工過程中，要了解混凝土結構工程對整個建設項目的積極作用，加強混凝土成品的保護工作。在混凝土結構工程質量管理過程中，需要由專業人員進行管理和監督，嚴格根據設計標準進行施工。每一個施工人員需要嚴格根據相應的技術要求，加強施工控制，保證施工質量。此外，對施工過程中所需要的鋼筋、水泥、砂石料、木材等需要做好預留準備，保證土建施工的速度。

4.2 孔壁施工中的加固

變電站基礎采用鉆孔灌注樁，要求孔徑較大，為4000mm。施工期間，為確保孔壁的穩定，杜絕塌孔現象，確保鋼筋籠能夠安全吊裝，必須以可靠措施加固孔壁。

方案1：以雙排700mm×1000mm 有效樁、長15m 的雙軸攪拌樁做加固處理，使其自表層土及首層土穿過，其水泥摻量按15%計。因吊裝鋼筋籠需用到履帶式起重機，在護筒中心10m 圓周內設置20cm 厚作業平臺，要求用C30混凝土，設18mm×250mm 雙向單層鋼筋，并固定至護筒上。同時，沿吊車移動方向以C30 混凝土鋪設20cm 厚、12m 寬、30m 長的施工重車道，要求內設18mm×250mm 雙向雙層鋼筋。

方案2：樁身附近以有效樁長15m 的四號拉森鋼板樁進行加固處理，使其自表層土及首層土穿過，因吊裝鋼筋籠需用到履帶式起重機，在護筒中心10m 圓周內設置25cm 厚作業平臺，要求用C30 混凝土，設16mm×200mm雙向單層鋼筋，并固定至護筒上。同時，沿吊車移動方向以C30 混凝土鋪設20cm 厚、12m 寬、30m 長的施工重車道，要求內設18mm×250mm 雙向雙層鋼筋。

表1 方案比對

方案2 的施工速度雖然快，可是樁基施工完成后，鋼板樁因擠土效應拔不出來，造價偏高；方案1 不但加固效果好，成本還比較低，故本次采用方案1 的形式加固。

4.3 排水和消防結構的優化

變電所給排水結構與一般給排水形式存在一定差異。變電站的供水主要用于消防安全和生活用水。變電站在新時期實現了高度自動化和智能化，運行維護人員少，相應的生活用水量不是很大。因此，在處理供水時，可通過市政供水連接區域管道和變電站供水管道，滿足變電站的用水需求。在變電站排水系統建設過程中，可采用分流排水方式實現廢水排放；在優化變電站消防設計方案時，需要對變電站內的許多建筑物和設備進行全面檢查，以觀察它們是否在安全距離內。符合行業相關規定的，應進行綠色標識；如不符合間距要求，在紅色標識后后期統一整改，并采取防火墻、防火幕等形式進行處理。情節嚴重的，應當擇地拆除重建。

4.4 室外結構支撐的優化

室外結構支架的選擇和布局通常將根據變電站電氣設備的連接方式確定。目前，通常為組合框架式，采用兩間隔一跨的形式，在框架縱向中間設置單端支撐，不僅可以縮短縱向尺寸，還可以使GIS 和HGIS 組合電氣設備成為減少用地面積的關鍵因素之一。目前，水泥桿支護很少使用。鋼管桿是室外結構支撐的常用材料。通過全壽命比較法，可選擇與變電站周期相一致的電桿材料，在一定程度上降低變電站的建設成本。

5 變電站土建工程質量通病的有效預防措施

5.1 地基沉降與土方沉降的防治措施

變電站的基礎沉降和地面沉降問題將影響變電站的使用和安全運行。針對地基沉降問題，主要原因有三個方面：一是地質勘察不夠細致；二是設計工作存在缺陷；三是施工中存在質量問題?；靥钔脸两档脑蚍譃閮蓚€方面：一是施工人員對回填土的各種土質不完全了解，導致所選回填土本身存在質量問題；二是土方回填施工時，施工人員沒有分層填筑夯實。經常在回填兩、三層土方后進行夯實，未檢測土方回填夯實程度，導致土方回填夯實不足，一段時間后逐漸下沉。

針對變電站的地基沉降和土方沉降，施工單位應積極采取預控、過程控制、事后控制等措施，防止其發生。在前期控制工作中，應考慮可能的地基沉降和土方沉降，認真做好施工現場的勘察工作，充分認識施工現場的地質環境和水文條件，制定完善的施工方案。加強技術交底。同時嚴格控制施工材料的質量，確保施工材料的性能和質量符合施工方案的要求。在過程控制工作中，加強對施工過程的監督，確保施工人員嚴格按照施工方案的要求進行施工。施工中一旦發現差錯，應及時制止，并及時返工、翻新。如土方回填過程中，嚴格按照施工方案要求控制土方含水量，不得采用腐殖質、粘土、亞粘土等原狀土回填。在回填過程中，必須回填并壓實一層。最后，在后期控制工作中，應在施工現場設置沉降觀測點，定期觀察和跟蹤地基沉降劑是否存在土方沉降，并進行觀測記錄。

5.2 混凝土質量問題的預防措施

在變電站土建施工中，混凝土工程中出現的蜂窩、麻面、露筋夾層、結構裂縫、外形尺寸偏差等問題，不僅影響變電站的外觀，而且影響變電站的使用和安全運行。究其原因，主要有以下幾個方面：一是混凝土原材料質量存在問題；二是原材料配合比不科學；三是建設環境不適宜；四是施工技術存在問題；五是混凝土養護措施不到位。

針對變電站土建混凝土工程中存在的這一系列質量通病，施工企業首先要加強事前控制，按照工程施工要求嚴格控制原材料質量，科學調配原材料，施工前采用低熱水泥進行混凝土試拌，合格后方可施工。在施工過程中，在氣溫較低、天氣晴朗的情況下，混凝土的澆筑和振搗必須嚴格按照施工方案的要求進行，以控制混凝土的坍落度，避免漏振?；炷翝仓駬v完畢后，采取有效措施進行養護，降低混凝土水化熱，確保大體積混凝土施工質量。

5.3 外墻常見質量問題的預防措施

變電站外墻較長，易出現鼓包、豎向貫通裂縫、墻體不均勻沉降、墻體污染等現象。針對這些圍欄常見的質量問題，首先針對基坑沉降不均勻的問題，在基坑工程完成后及時進行基坑回填，采用土方回填相同的方法，回填一層，夯實一層。為了使圍護結構在靠近結構支座處嚴重沉降，還應加強地基承載力的方法。例如，施工單位可以采用鋼筋混凝土地梁代替傳統的條形基礎，有效地防止圍護結構的不均勻沉降。針對墻面鼓包、污染等問題，涂裝時應掌握施工要領，涂裝后應噴一層防水涂料。針對裂縫問題，嚴格控制施工材料質量，加強施工質量監督，有效避免圍護結構出現質量通病。

6 結論

綜上所述，在變電站土建工程施工的過程中，應綜合考慮工程建設的外部環境因素以及自身建設要求內部因素，把握其中的重點因素，并根據其具體特點來采取個性化的優化措施，使其能夠滿足現階段與未來階段的發展需求。