变电站预制混凝土电缆沟排水及防渗的技术处理方案

黄振喜，龚 俊，周秋鹏，张先进，刘 蕾，袁 缘

(1.国网湖北省电力公司，湖北 武汉 430077；2.湖北省送变电工程公司，湖北 武汉 430063；3.国网湖北省电力公司经济技术研究院，湖北 武汉 430077；4.华中科技大学，湖北 武汉 430074）

0 引言

随着智能变电站技术的快速发展，变电站的建设也从传统建设模式向装配式建设方向转变。电缆沟是变电站建设中重要内容之一，钢筋混凝土装配式电缆沟是装配式电缆沟的主要研究方向。钢筋混凝土装配式电缆沟与常规电缆沟相比，具有施工工期短、质量可靠、现场安全文明好控制等优点，但预制电缆沟受模具的限制，电缆沟尺寸难以连续变化，有明显的分段接缝，在电缆沟排水和渗水处理技术等方面仍处于研究探索阶段，还没有成熟的处理方案。

本文结合钢筋混凝土装配式电缆沟的自身特点及工艺的要求，比较钢筋混凝土装配式电缆沟排水和防渗的几种处理方式，并结合500 kV变电站建设装配式电缆沟的应用实践，提出变电站工程预制混凝土电缆沟排水及防渗的技术方案。

1 电缆沟排水方案

电缆沟在变电站内布置范围广泛，纵横交错，常规户外500 kV变电站电缆沟长度可达2 km。根据行业特点，在变电站运行期间，电缆沟内部不应长期积水，允许雨季有少量雨水进入，但应及时排出。

电缆沟排水方案分为顺场地坡向的电缆沟排水、垂直于场地坡向的电缆沟排水以及场地水需要从电缆沟一侧排向电缆沟另外一侧时沟道顶部过水三个方面[1]。

1)顺场地坡向的电缆沟排水方案

方案一：电缆沟坡度与场地坡度保持一致，即在预制混凝土电缆沟构件铺设前，顺着场地坡度，在浇筑混凝土垫层时形成沟道纵向排水坡度，沟道排水纵坡与场地坡度保持一致，一般不宜小于0.5%，在局部困难地段不应小于0.3%[2]。

方案二：预制电缆沟安装时按零纵坡控制，通过加密排水口的方式解决沟道排水问题，即允许电缆沟底部凹槽（“沟中沟”）适量积水，形成水头，让积水向排水口流动。预制电缆沟底部设置半圆形纵向排水槽，半径40 mm。根据试验，排水口间距超过20 m时，沟内积水会漫过沟底凹槽（“沟中沟”），在沟底形成积水。因此，考虑不超过20 m设置一处排水口，保证电缆沟的正常使用功能。

方案一排水更为顺畅，但由于场地坡度较小，预制件安装时精度要求高，影响安装工效，方案二排水效果略差，电缆沟凹槽（“沟中沟”）内可能有少量积水，但安装便于控制。

2)垂直于场地坡向的电缆沟排水方案

方案一：采取加深电缆沟方式，在安装完成后用水泥砂浆找坡，即预制电缆沟本身是零坡度，安装后在沟底用水泥砂浆找坡形成排水坡度。

方案二：预制电缆沟安装时按零纵坡控制，通过加密排水口的方式解决沟道排水问题，与顺场地坡向的电缆沟排水方案二相同。

方案一的优点是可以形成较好的排水坡度，排水通畅，缺点是增加了现场湿作业的内容，与装配式施工减少现场湿作业的初衷不符。方案二无湿作业，但排水效果不如方案一顺畅。

3)沟道顶部过水问题

电缆沟安装完成后，其顶面高出沟外站区场地地面150 mm，局部电缆沟切断站区排水通道，需考虑电缆沟顶的过水问题，设置过水装置。为保证电缆沟的有效使用净空高度，提出如下两种解决方案。

方案一：在预制电缆沟侧壁上预埋套管，套管内径110 mm，套管数量根据排水流量大小确定。电缆沟预制构件就位及电缆安装完毕后，安装PVC过水管，如图1所示。过水管与预埋套管之间的缝隙用硅酮耐候胶密封。

图1 预留过水口详图(单位：mm)Fig.1 The detail of reserved drainpipe(Units∶mm)

方案二：采取预制混凝土“U”型过水槽方式，预制混凝土过水槽宽度490 mm，槽内过水断面净宽度370 mm，过水槽设在电缆沟盖板之下，如图2所示。

图2 预制过水槽拼装详图(单位：mm)Fig.2 The detail of precast water channel(Units∶mm)

在预制电缆沟侧壁顶部预留槽口，待电缆沟预制构件就位及电缆安装完毕后，铺设预制混凝土过水槽，预制混凝土过水槽与预制混凝土沟道壁之间的缝隙采用专用腻子密封，再用硅酮耐候胶勾缝。

方案三：在场地被电缆沟分割、容易积水的地方，增设场地雨水口，规避电缆沟过水的问题。

方案一实施起来更为方便，不影响盖板铺设，相对较好，方案二设计的过水构件重量大，安装不方便，方案三会少量增加排水工程的投资。

2 电缆沟防渗方案

与砖砌或现浇电缆沟不同，预制电缆沟在分段拼接处存在缝隙渗水问题。在混凝土防渗技术措施的基础上，结合预制混凝土电缆沟的防水要求，提出下述三种预制电缆沟接缝防渗措施，并提出与之适应的电缆沟的细部断面形式。

2.1 填充发泡剂+硅酮耐候胶勾缝止水

在每段预制混凝土电缆沟的两端沿端面内外壁边缘（底板下部除外）预留20 mm×3 mm槽口，考虑制作及施工偏差，拼缝宽度取5 mm，预制电缆沟拼接就位后，在预留槽口内填充发泡剂，后用硅酮耐候胶勾缝形成止水缝，如图3所示。

填充发泡剂除具有一定的止水效果外，其主要作用是一旦外层硅酮耐候防水胶遭到破损时能有效防止沟外泥浆渗入沟道内。

该方法施工简单，没有湿作业，施工速度快，而且经济实用。

图3 发泡剂+硅酮耐候胶止水措施详图(单位：mm)Fig.3 The detail of sealing up steps for aerating powder&silicone sealant(Units∶mm)

2.2 外侧螺栓拉结+止水橡胶条止水

每段预制沟的沟壁外侧预设螺栓孔，每侧安装2个对拉螺栓，孔径20 mm，螺栓外径16～18 mm；预制电缆沟端面中心位置均预设梯形或半弧形公槽或母槽，安装前将6 mm厚的通长橡胶条固定在每段电缆沟端部的母槽内，构件就位后拧紧外侧对拉螺栓挤压橡胶条形成止水缝，如图4所示。

图4 橡胶条止水措施详图(单位：mm)Fig.4 The detail of sealing up steps for rubber sealing strip(Units∶mm)

该方法止水效果较为可靠，缺点是需设置螺栓拉结并挤压橡胶条，成本增加，安装时橡胶条容易跑动，增加安装的难度。

2.3 微膨胀浆料灌缝止水

预制电缆沟沟壁端面及底板端面中心位置均预设1/2圆弧凹槽，直径40 mm，构件就位后从顶部浇灌微膨胀浆料形成止水缝，见图5。

图5 微膨胀灌浆材料止水措施详图(单位：mm)Fig.5 The detail of sealing up steps for expansion filling material(Units∶mm)

在微膨胀浆料灌缝前，应事先固定好拼缝外侧的专用止浆橡胶条及夹具，以防漏浆。专用止浆橡胶条及夹具制作简单，且可重复使用。

浇灌前应保证孔道及排气孔畅通，必要时可采用钢筋浇捣，以保证灌缝浆料浇灌密实。

该方法施工较为简单，成本不高，缺点是存在湿作业，电缆沟底部存在漏浆的可能。

3 工程实践

500 kV卧龙变电站位于湖北襄阳境内，该工程为湖北省内首座500 kV全装配式变电站。变电站地下水位-2.0 m，电缆沟位于粉质粘土层。根据上述研究成果，结合工程情况，此工程采用装配式电缆沟，采用下述方式进行实施。

采用预制U形电缆沟，预制电缆沟每段长2 m，沟底自带横向排水坡度为2%，并在沟底中部设置半圆形纵向排水槽，半径40 mm。每20 m设置一处排水口，排水口尺寸为250 mm×250 mm，预留在预制电缆沟中部（普通预制电缆沟位于1/2长度处、T形和L形预制电缆沟位于轴线相交处）底板上，排水口顶面设钢丝网篦子并连接场区排水管。顺场地坡向和垂直于场地坡向的电缆沟均按零纵坡控制，适当增加沟底排水口数量，控制排水口间距不大于20 m。在需要过水处的预制电缆沟侧壁上预埋套管，预制电缆沟安装就位且电缆安装完毕后，安装PVC过水管解决电缆沟“过水”问题。

本工程地下水较少，电缆沟所在土层透水性不强，故预制电缆沟接缝采用填充发泡剂+硅酮耐候胶勾缝的止水方式，成本低，施工方便。

该工程已经投产送电，预制钢筋混凝土电缆沟防水、防渗效果良好。

[参考文献]（References）

[1]DL/T5056-2007变电站总布置设计技术规程[S].北京：中国电力出版社,2008:17-18.DL/T5056-2007 Technical code of general plan de⁃sign forsubstation[S].Beijing:ChinaElectricPower Press,2008:17-18.

[2]DL/T5457-2012变电站建筑结构设计技术规程[S]:北京：中国计划出版社,2012:55.DL/T5457-2012 Technicalcode forthe design of substation buildings and structures[S].Beijing:Chi⁃na Planning Press,2012:55.