装配式结构在变电站建设中的应用探析

姜程瀚

【摘 要】随着国家住房和建设部相关文件的不断发布，建设产业化势在必行。装配式建筑是建筑产业化的代表，其在施工周期、能耗、产品质量等方面的优势是普通建筑无法比拟的。论文主要针对装配式建筑结构在国内变电站建设中的应用展开讨论，以提高电网供电水平。

【Abstract】With the continuous release of relevant documents of the ministry of housing and construction， the industrialization of construction is imperative. Prefabricated building is the representative of the construction industry， and its advantages in construction cycle， energy consumption， product quality and other aspects are incomparable to those of ordinary buildings. This paper mainly discusses the application of prefabricated building structure in domestic substation construction， so as to improve the power supply level of the power grid.

【关键词】变电站;装配式结构;工业化生产

【Keywords】 substation; fabricated structure; industrialization production

【中图分类号】TU271;TM63                                  【文献标志码】A                                【文章编号】1673-1069（2019）02-0166-02

1 引言

近年来，国内建筑行业对节能、节材、节水和环保四个方面提出了越来越高的要求。在建设变电站的过程中，现有的现浇式混凝土施工技术在电力建设周期越来越短的大背景下显得有些无能为力，主要表现为：野外作业周期长，易受天气影响，施工占地多。除此之外，现有的施工技术需要大量的水泥和砂浆，因此，会产生一定的垃圾，会对环境产生一定的损害。与此同时，现浇施工的建筑模式需要现场人工实施。考虑到现在国内施工队伍的水平参差不齐，很难对施工质量提供保障。当前，国内两大电网公司国家电网和南方电网都对变电站建设提出了更高的要求，其核心内容主要涉及人性、绿色、环境保护和环境协调。作为后起之秀的装配式施工模式与电网建设的发展趋势在一定程度上是一致的。

2 装配式变电站概述

2.1 装配式变电站的定义

当前，国家电网公司为了满足工业对电力负荷的需求，一直致力于提升电网供电能力，提出要建设完善的供电体系。在这种大背景下，各种电压等级的智能变电站应运而生，各地区的变电站建设规模也逐年扩大。装配式变电站通常是由先进、可靠、环保的智能模块化单元组成的集成式变电站，能够将数字化、网络化、标准化集为一体，并将高质量高水平视为技术标杆，能够自主完成信息采集和测量等工作职能。相较于传统意义上的变电站，装配式变电站具有节约占地面积、节省施工周期、降低施工成本、保护生态环境等优点。

2.2 装配式变电站的优势

相较于现有的现浇混凝土施工模式，装配式变电站的占地面积都相对较少，且其建设更有利于现场控制，能更好地遵循“资源少、成本控制、效率提高、安全可靠”的原则，实现资源减少对电力系统的影响。同时，在工厂对装配式变电站的主要部件进行制造和调试，并在施工现场对主要部件进行组装。由于建筑物与构筑物是平行建设的，所以装配式变电站的施工效率会远高于现有的现浇变电站，其施工周期也会明显缩短。

值得一提的是，除了现浇混凝土基础外，所有的装配式钢结构和蒸压轻质加气混凝土板都被用于制造变电站的围护结构、闸门、结构支架和设备支架。所有钢结构构件都需要在工厂完成预制，然后通过工程运输车送至施工现场，这样会大大减少现场作业的工作量，也在一定程度上降低了施工人员的劳动强度。除此之外，装配式变电站坚决贯彻国家所提的智能环保政策。在建设装配式变电站时，现场施工基本无湿作业。与传统的现浇变电站有所区别，装配式变电站的主要建筑材料（钢材）能够实现回收再利用，其他建筑材料经有效回收和合理破碎后能够再生加工。

裝配技术已经充分应用于装配变电所的土建施工和电气安装，改变传统变电所的施工方式，按工厂加工预制和现场组装两个环节建设智能变电站。当前，装配式变电站虽然没有在我国得到广泛推广，但其已经成为未来发展的必然趋势。装配式变电站将对提高电网建设水平和促进强智能电网建设做出了积极贡献。

3 装配式变电站结构技术方案

拼装结构主要分为混凝土结构拼装和钢结构拼装两种形式，装配式混凝土结构是指由工厂预制混凝土构件经现场安装设计建造的混凝土结构建筑。构件拼装方法通常可以分为现场后浇叠合混凝土、后浇混凝土与钢锚具的连接等几个主要组成部分，而钢筋连接可应用套筒灌浆连接、配件焊接和预留孔搭接等多种连接技术。预制混凝土拼装结构包括梁、板、柱、墙等工厂，预制后运至现场进行安装。与现浇混凝土结构相比，降低了施工现场协调难度。装配式建筑在美国、日本等许多国家和地区得到了广泛应用，并经受住了实际地震的考验。近年来，随着我国节能减排要求的提高和劳动力价格的急剧上涨，预制混凝土构件在我国的应用呈现出快速上升的趋势。然而，如何将结构体系应用于变电站多层组合楼内，需要从变电站的特点出发，借鉴近年来住宅产业化的新技术，对变电站的连接方式和施工技术进行进一步的应用研究。钢结构是建筑结构发展较为成熟的建筑形式，钢结构构件体积小、重量轻、便于运输和安装，能大大降低地基的造价，且其生产周期短、抗震性能高、可回收利用。由于钢结构适用于跨度较大、负压较高的结构，因此，国内部分变电站的原材料采用的是钢结构。

一方面，相较于普通钢筋混凝土结构，钢结构的施工周期比较短且抵御自然灾害能力强。另一方面，钢结构不耐热且耐腐蚀性不强，尤其当环境比较恶劣时容易出现生锈的情况。通常来讲，钢结构需要施工人员对其进行定期防锈养护。因此，设计人员根据工程实际情况合理选择两种结构的使用比例，并充分考虑现场工程地质条件、层高、建筑外观要求等诸多因素。

4 国内电网装配式变电站工程应用现状

随着区域经济的蓬勃发展和电网技术的迅猛变化，国内各省供电公司都在致力于推动电网建设向智能化转变，多项装配变电所试点工程稳步推行。本文以吉林省长春电网洋浦220kV变电站为例进行了分析，调查发现，长春电网是吉林省电网骨干网架的中枢点之一，也是吉林省电网重要负荷中心和东北电网北电南送的重要通道。长春市经济发展迅猛，是吉林省最大的最集中的电力负荷中心，经济越发达，开辟线路走廊越困难，经济集中区域的城市规划与电网规划结合度很差，多个变电站的联网线路受线路走廊的限制，建设缓慢甚至不能实施。为将土地资源利用最大化，在变电所方案选择中，整体式GIS变电所的应用较多，装配式结构的应用更为有利。装配式变电站的应用还没有在吉林省地区得到充分发展，因此，应该根据吉林省地区的特点和电网的运行现状，积极推广装配式变电站是必要和迫切的，但也存在许多技术难点，包括消防技术、钢结构防腐技术和壁板连接等[1]。

4.1 防火技术

依据《建筑设计防火规范》文件中GB50016的具体要求，变电站的柱和梁的耐火极限必须应该分别达到2.5小时和1.5小时。为了增强建筑的防火能力，所有的柱、梁及其与墙板的连接钢件都应该进行防锈处理，在表面涂加防火层。与此同时，施工单位通常会选用ALC材料作为墙面施工，根据国家相关调研报告得出的结论，150mm厚度ALC板的墙体耐火极限必须要大于4.0 h，满足相关技术标准文件规定的防火墙耐火极限不小于3.0 h。

4.2 钢结构防腐

作為装配式变电站的主要施工材料，钢结构防锈防腐技术主要有：所有钢结构配件的最低除锈等级都要满足Sa2 1/2级，而且喷涂“冷喷锌+面漆”进行防腐：首先喷涂ZD96-1冷喷锌，然后复涂聚氨酯面漆。值得一提的是，冷喷锌层中的锌含量必须在96%以上，而且喷锌层的耐盐雾考核应该满足1800h以上。钢结构防腐技术中常见的还有有气喷涂或无气喷涂，两者的防腐要求必须要满足30年的免维护使用寿命，至于埋在地下的钢构件，施工材料方面必须要满足外包至少50mm厚混凝土。

4.3 墙板缝处理和防水

考虑到具体工程的差异，ALC墙板与墙板、楼地面、墙板梁柱之间的缝隙处理技术会有一些区别。通常情况下，施工采用的填缝剂会由厂家提供。施工人员在刮腻子之前应该对墙板缝使用耐碱玻纤网格布以防止墙板出现裂缝。除此之外，为了防止构件拼接处出现漏水的情况，应该在水平拼缝处施加多种防水技术。施工人员还应该利用材料的特性对拼缝进行密封，进而实现有效的防水。需要注意的是， 施工人员还可以通过构造一定的空腔来实现防水和排水功能，也可以借助空心橡胶密封条实现有效防水。

【参考文献】

【1】王丰. 装配式结构在变电站建设中的应用[J]. 江西建材， 2016（12）：87-87.