10千伏钢筋混凝土预制式配电站的研发与建设

董艳林

摘 要：浅析了珠三角地区10千伏传统配电站建设存在的问题，阐述了混凝土预制式配电站的设计理念、施工工艺、建设流程及优势和效益，为经济发达、土地稀缺地区的配电站建设提供了新参考。

关键词：钢筋混凝土；预制式；配电站；研发；建设

中图分类号：TD611+.2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）29-0174-03

Abastract： Problems existed in construction of 10kV traditional distribution substations in the Pearl River Delta were analyzed， expounding design concept， construction technology， construction procedures， advantages and benefits of prefabricated reinforced concrete distribution substations， providing a new reference for construction of distribution substations in the areas with developed economy and scarcity of land.

Keywords： reinforced concrete； prefabricated； distribution substations； research and development； construction

1 传统配电站建设问题分析

城市配电网是城市规划的重要组成部分，是国民经济和社会发展的基础。随着珠三角地区经济迅速发展，土地资源日益稀缺，特别是中山市辖区面积小、经济体量大、电力设施布点多，加上人民群众对电力建设的认识误区，导致10千伏配电站建设也逐漸因选址难、项目所在地周围居民抵制等因素而难以实施。同时，传统配电房土建工程采用现场绑扎钢筋、现浇混凝土的方式施工，存在工期长、人力投入多、作业风险高、对周围环境影响大等问题，如何安全、高质、快速、节约、环保地完成配电房建设，已成为经济发达地区急需解决的现实问题。传统的配电站在建设主要存在以下主要问题：

1.1 施工作业面广，现场作业工期长、任务重

1.1.1 传统的配电站土建工程施工时除占用本体土地面积外，因施工场地需要，还需占用配电站外围周边较大的施工作业面，且需进行全封闭围蔽施工，在目前土地使用价值越来越高的情况下，长时间大面积围蔽施工阻扰重重。

1.1.2 传统的配电站施工大约需要62个工作日，同时受到雷雨、大风等天气的干扰比较严重。而中山市的雨水天气比较多，造成了工期延误，导致了赶工期的情况经常出现，对保证配电站的施工进度、安全、质量是极其不利的，而且施工周期长，对于项目及时投运以解决用电问题及发挥经济效益方面均有较大影响。

1.2 难以满足“安全、健康、环保”的管理理念

1.2.1按照目前工作流程的运转，配电站的建设主要集中在夏季，施工人员的作业环境恶劣，长时间暴露在32℃以上的烈日下工作，对施工人员的身体健康不利，且影响施工效率。

1.2.2 配电站往往建设在亟需用电的居民区附近，土建工程施工过程中，不可避免地会出现扬尘、噪声等环境危害并产生建筑垃圾，而酷暑和雷雨天气又加重了扬尘和周围环境污染的程度。此种情况下，一方面对施工现场作业人员的健康造成损害，另一方面也会给施工地点附近的居民生产生活及周边环境带来影响。

1.3 传统配电站易存在质量通病

（1）参建单位现场管理和施工人员的水平参差不齐，经常出现作业标准执行偏差较大、安装标准不统一、施工随意性大，施工工艺水平差等情况，影响了配电站工程建设的质量。

（2）传统的配电站门窗的镶嵌处和配电站的墙体、楼顶容易出现裂缝甚至漏水的情况。

2 预制式配电站研发及建设

针对以往配电站建设过程中存在的突出问题，通过了解，目前预制式房屋已在国内普遍开展建设，220千伏及110千伏预制装配式变电站也在国家电网和南方电网范围开展建设，建设模式基本是地面主要建筑构件均在工厂车间统一批量生产，不需要在施工现场进行制作，现场施工只需要对各部位的构件按照设计图纸进行逐一吊装拼接就可以完成主建筑工程建设。借鉴预制式房屋和预制装配式变电站的设计思路和建设经验，中山供电局通过系统梳理预制式配电站的整体建设流程、设计思路、施工要求等环节，形成了完整的预制式配电站建设标准并已在中山地区推广建设。

设计思路及建设流程：

预制式配电站的设计重点在于解决配电房的抗震、防雷、防水等问题，解决措施主要为以下几点：

（1）根据抗震要求，基础施工时，配电房墙角、墙中位置处预埋插筋，加强墙体与基础的连接，组装后采用C60高强度灌浆料二次灌注。

（2）墙板组装后，在墙板连接处，插通长钢筋，并采用C60高强度灌浆料二次灌注，加强墙体间的连接，提高整体抗震性能。

（3）根据防雷要求，预制构件制造时，预埋好防雷带。

（4）天面组装后，增加现浇60mm厚抗渗砼，然后再作二级防水处理，保证天面的防水效果。

具体实施过程如下：

（1）各构件在工厂内按照设计图纸尺寸及要求完成生产，电房基础完成后开始构件吊装，墙板构件就位，用专用支撑杆临时固定，调整墙板垂直度。

（2）预制混凝土墙板，门窗直接预埋在墙体里，防止窗框二次安装造成的雨水渗漏现象。

（3）墙板连接节点，构件对接部位为凹槽设计，墙与墙之间的连接通过墙侧预埋的钢丝套强，节点内现场灌注C60高强灌浆料（无收缩），构件之间设10mm安装调节缝，灌浆完成后，用密封硅胶进行填缝处理。

（4）墙板利用本身的预留抽孔（间隔150mm），与地基预留钢筋穿插，通过现场灌注C60高强度灌浆料，与基础有效连接。屋面板是通过预留孔及后插钢筋，与楼板进行灌浆连接。

（5）屋面为预制60mm叠合楼板，叠合楼板现场吊装完成后，铺设上层钢筋并立即进行上层钢筋绑扎，以叠合楼板作为免拆模板，直接在上面浇注60-90mm混凝土。该做法为万科地产部分产业化小区采用的预制方案，在香港该做法被广泛应用于公屋工程。

（6）预制混凝土墙板外饰面于工厂内完成瓷砖粘贴施工，或采用反打工艺与混凝土一次成形。外墙砖饰面外墙板采用反打工艺，即饰面砖紧贴钢平模，浇筑出装饰性外墙板，其允许偏差不大于2mm。

（7）预制混凝土墙板室内面层平整，无需进行二次抹灰打平施工，只需进行简单内墙腻子灰施工后即可粉刷刷面。

（8）室内照明电源、设备安装预埋件等均可在构件生产时进行预留预埋，避免现场对墙体开槽或钻墙工序。

（9）天面防雷由设计单位提供图纸给厂家，厂家在厂内按图纸生产带天面防雷带的预制墙体。防雷工程利用女儿墙抽孔位置，预埋避雷带支撑圆钢，插入深度需满足锚固要求；防雷引下线安装，可在相应位置预埋螺栓，安装固定支架，然后与引下线进行焊接。

3 效果分析

在前期试点实施的基础上，截止2016年12月，中山供电局已在全市6个镇区进行了7个预制式配电站的推广建设，取得良好的成效。以2015年投运的石岐分局中兴大街公用配电站为例，该电房位于多栋居民楼中间，电房外墙与居民楼的平均距离不足2米（现场图片见图8、图9、及图10），按照传统电房的施工工艺，即使将道路完全封闭也难以满足施工要求，而且长达两三个月的封闭施工，所带来的施工噪音、建筑垃圾、现场扬尘等环境问题也几乎无法被居民接受，工期更加难以保障。采用预制式配电站建设，可以全面解决上述问题，相关效益如下。

（1）社会效益及经济效益：地面主体建筑吊装仅用1天即完成，加上屋顶及女儿墙收尾，整体地上建筑施工仅用时5天，对周边居民的生产生活几乎无影响，实现了建设全过程居民“零投诉”，带来了良好的社会效应；主建筑施工周期比传统配电房施工周期缩短近两个月，实现了提前增资增收。

（2）环保效益：主建筑全预制式工厂化生产，大大降低现场施工周期，地面建筑施工几乎全过程不产生建筑垃圾，并消除了传统施工模式带来的扬尘、噪声等不良影响。

（3）安全效益及质量效益：地面主建筑各构件全部实现工厂预制化，降低了施工人员高空作业时间和风险及在扬尘环境、高温环境中的工作时间，同时也统一了各构件的流程化、标准化工厂化生产，避免了因施工工艺及施工质量不良带来的质量隐患。

4 结束语

经过研发及建设实践可以看出，10千伏钢筋混凝土预制式配电站在经济发达、土地资源稀缺的地区配电网建设中具有明显优势和效益。主建筑所有地上构件均通过工厂标准化预制生产，排除了现场人工浇筑可能出现的质量通病问题，建筑质量得到有效保障。而现场吊裝施工时间大幅缩短、施工风险大幅降低、施工占地范围大幅减少、对周围环境影响远远小于常规建设模式，充分体现了安全、高质、健康、环保和节约资源等特点。接下来，通过完善设计标准、生产要求、施工流程、造价取费等标准，10千伏混凝土预制式配电站的建设将逐步走向成熟，成为配电网建设的重要选择之一。

参考文献：

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[2]吴海涛，刘巍.浅论全预制装配式变电站的研究、现状与发展[C].江苏省电机工程学会输配电及电力系统专委会2009年学术年会，江苏，2009.

[3]陈世永，单晖.装配式变电站技术与应用[J].科技创新与应用，2016（12）：186-187.