浅谈变电站土建设计中常见问题与解决策略

刘军 王春影

摘要：伴随着国民经济的快速发展，我国变电站建设无论是从速度上还是从规模上都取得了重大进步。土建工程设计作为变电站建设的关键，直接关系到变电站建设的整体质量。新时期新背景下，加强对于变电站土建设计常见问题与控制措施的研究有着重要的现实意义。本文主要研究变电站土建设计常见问题，针对出现的问题提出相应的解决策略。

关键词：变电站；土建设计；问题；解决策略

中图分类号：TM411文献标识码： A

引言

随着我国经济的腾飞，人民生活水平的不断提高，电力设施在服务经济发展与人民生活中的地位越来越重要。为了提供更好的用电服务，各地变电站的改造和兴建工程越来越多。土建设计是变电站改造和建设的基础环节，一旦此环节出现问题，不仅会造成贵重电力设备的损坏，影响电力设备的正常运作，进而影响电网供电，甚至会造成重大的人员伤亡。因此，一定要保证变电站的土建设计合理规范。

一、变电站土建设计常见问题

变电站土建设计是一项极为复杂系统的工作，在实际的土建设计过程中，出现各种问题是不可避免的。总体来讲，变电站土建设计经常出现的问题主要体现

在以下几个方面：

1、选址不合理

变电站内电器设备电压高，电流大，电路系统交织，一旦发生洪涝、特大暴雨、冰冻、雷电等不确定的自然灾害时，电气设备极易损坏，发生短路后，极易引起火灾或者爆炸。若选址不合理，选在低洼易涝地区或者暴雨频发以及雷电多发地区，极易发生事故，影响正常供电。所以在变电站的土建设计中，应做好变电站的选址工作，力求布局合理。站址标高应高于当地50年一遇洪水位和历史最高内涝水位。

2、变电站内构支架设计不合理

变电站建设中的构支架设计影响着设备的安全运行，因此构支架设计也是变电站工程设计重点之一，构支架应根据变电站电压等级、制作水平、施工条件以及当地气候条件，经过技术经济比较选用合适的结构形式，其外形应做到相互协调，支架还应与上部设备相协调。目前变电站构支架已均采用镀锌空心钢管杆，镀锌虽然解决了钢管内部的防腐蚀问题，但由于镀锌排气孔封堵不严以及法兰之间缝隙都有可能使雨水进入柱管内部，使雨水最终聚集在钢管底部无法排出，造成钢管内部腐蚀，尤其寒冷和严寒地区，还可能因为积水冻胀对构架产生严重的不利影响。

3、变电站内建构筑存在裂缝问题

根据对已运行变电站调查，目前，变电站建设完毕移交运行单位运行一段时期后，在屋面、混凝土楼板、外墙、道路及建筑物外散水等处，经常会不同程度的出现裂缝。房屋裂缝轻微者影响建筑物美观、造成渗漏水，严重者降低结构承载力，道路裂缝会降低道路的使用年限，严重时造成路面损坏，建筑物外散水裂缝，微者影响外观，严重导致雨水沿裂缝渗入基础，将严重影响、大大缩短建筑物使用寿命。各类裂缝将严重影响变电站正常运行，造成较大的经济损失甚至引发安全生产事故。因此正确分析各类裂缝产生的原因并加以防治应引起设计和施工单位的高度重视。

二、变电站土建设计控制策略

1、变电站土建的选址

变电站应该建在平坦开阔地带，同时还要远离居民区或者距离村庄有一定的距离，这样既方便供电，又能避免噪声污染。同时避免设在低洼地带，避免洪涝对变电站造成的损害。变电站选址还应考虑地质状况，尽量选在地质比较稳定的地方，避免泥石流、滑坡等潜在的威胁变电站正常运行的灾害，充分保证变电站的运行安全。除了考虑噪声污染和运行安全问题，还应考虑方便工作人员生活，尽量建在交通比较方便的地方。

若根据城乡规划，变电站站址标高不满足防洪（捞）要求时，应综合变电站所在地区的地形地貌、土地性质、站区征地、购土土源等因素，经技术经济综合比较后采取下述措施中一种。一、购土垫高：当站区地形起伏不大，所需土方不多，周边有合适的土源且运距不是太远时，可以考虑购土垫高场地设计标高至1%或2%的洪水位或历史最高内涝水位以上，避免站区被洪水淹没。此种情形站址周边宜考虑采用挡墙（兼做围墙基础）方案，挡墙材料的选用应考虑雨水冲刷或者侵泡。这也是目前最常用的一种工程措施。二、防洪墙：当站区周边找不到合适的土源时，可考虑采用防洪墙（可兼做围墙，不足围墙高度部分用砖墙补齐）。此时进站路在站区主入口处应设计截水沟与站外排水系统相连，在较大洪水或内涝水位时，站内运行人员应采取临时措施，防止雨水从进站大门处倒灌入站区。

2、镀锌空心钢管构支架设计措施及柱底积水处理及柱脚保护

构支架和设备支架杆头板的尺寸、高度、方向、螺栓孔距应能满足设备安装和二次引下管要求，避免现场二次开孔和焊接；接地端子的位置、数量、朝向、螺栓孔距应满足相关规定要求，接地端子底部与保护帽顶部距离以不小于200mm为宜。

寒冷和严寒地区，空心管构支架柱底内应采取可靠防止积水措施，一种方法采用管底留孔埋管，在对应基础内预埋PVC排水管将积水排至地基土中，另一种方法采用管内灌混凝土，混凝土上部开泄水口；柱脚在地面以下的部分采用强度等级较低的混凝土包裹（包裹厚度不应小于80mm），并应使包裹的混凝土高出地面不小于150mm；当柱脚底面在地面以上时，柱脚底面应高出地面不小于100mm。

柱脚防护：除了地基土或地表水有腐蚀性的地区必须对柱脚提供设计保护外，一般地区需要对柱脚进行包裹保护，以增加其耐久性。柱脚在地面以下的部分应采取强度等级较低的混凝土包裹（包裹厚度不应小于80mm），并应包裹的混凝土高出地面不小于150mm，当采用地脚螺栓与柱连接时，柱脚地面应高出地面不小于100mm。

3、变电站内建构筑物存在裂缝问题的解决办法

对于站内高压配电室等长条型砖混结构建筑物，温差裂缝主要分布在两端靠近屋盖下檐的纵横墙面上，主要为水平裂缝，也有主要分布在屋面结构层的四个拐角处的斜裂缝和包角裂缝。屋面及钢筋混凝土楼板防范措施：屋面及建筑物两端单元的现浇板应设置双层向钢筋，钢筋间距不应大于100㎜，直径不宜小于8㎜。外墙阳角处应设置放射形钢筋，钢筋的数量不应小于7φ10，长度应大于板跨的1/3，且不得小于2m。钢筋混凝土楼板的厚度一般不应小于120mm。建筑物长度大于40m时，宜在楼板中部设置后浇带。墙体裂缝防止措施：房屋工程建筑物长度大于40m时，应设置变形缝，当有其他可靠措施时，可在规定范围内适当放宽。建筑物顶层和底层应设置通长现浇钢筋混凝土窗台梁，高度不宜小于120㎜，纵筋不少于4φ10，箍筋φ6@200；其他层在窗台标高处应设置通长现浇钢筋混凝土板带。窗口底部混凝土板带应做成里高外低；房屋两端顶层砌体沿高度方向应设置间隔不大于1.3m的现浇钢筋混凝土板带。板带的纵向配筋不宜少于3φ8，混凝土强度等级不应小于C20。道路及散水裂缝防治措施：道路可根据变电站所在地区设计为城市型和郊区型两种形式，对用作路基的土，应加强土质的鉴别和性能测试，尽量不采用高液限粘土及含有机质细粒土作为道路的路床填料，因条件限制而必须采用上述土做填料时，应掺加石灰或水泥等结合料改善，季节性冰冻地区、水文地质条件不良的土质路堑和路床土湿度较大时、路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时，应在层基下分别设置防冻垫层、排水垫层和半刚性垫层，缩缝间距不大于4m，宽度5～6㎜，锯切槽口深度应为混凝土面层厚度的1/3；胀缝留设间距以30～50m为宜。在道路与建构筑物衔接处，道路交叉处、路面厚度变化处、幅宽及坡度变化处、必须做胀缝，缝宽20㎜，道路混凝土应全断开。散水与建筑物、电缆沟之间必须设置沉降缝，阴阳角处、长度方向间隔3～4m处应设置沉降缝，或散水采用预制散水，如果沉降易于恢复。

结束语

以上对变电站土建设计中出现的几种常见问题进行了初步分析，并提出了一些防治措施，变电站土建设计的安全性是整个工程质量安全的基础，如果存在安全隐患，不但影响正常的供电，影响正常的经济运行和老百姓日常生活，而且还可能威胁工作人员和老百姓的生命安全。因此加强变电站土建设计中常遇到的问题进行研究并且提出相应的应对措施是非常重要。

参考文献

[1] GB 5003-2011.砌体结构设计规范

[2] DL/T 5056-2007.变电站总布置设计技术规程

[3] DL/T 5457-2012.变电站建筑结构设计技术规程