裝配式變電站土建設計探究

張有利

摘要：裝配式建筑具有綠色施工、環(huán)保節(jié)能、工期節(jié)約、質量提高等優(yōu)點，裝配式建筑的應用順應了電網(wǎng)建設的發(fā)展潮流。闡述了變電站裝配式土建設計原則，敘述了裝配式變電站的優(yōu)點。本文研究了某110KV全戶內(nèi)裝配式變電站新建工程，其綜合樓采用的是鋼結構裝配式，介紹了裝配式綜合樓土建設計過程，可為日后裝配式變電站建設過程提供借鑒。

關鍵詞：裝配式變電站;土建設計

引言

近年來，裝配式鋼結構逐漸應用于戶內(nèi)變電站，國家電網(wǎng)開始大力推廣“兩型三新一化”和變電站模塊化等理念。2009 年，國家電網(wǎng)公司全面推行“兩型一化”變電站建設，但是推行效果不是很理想，裝配式部品部件沒有統(tǒng)一的標準，市場上各種各樣的部品部件非常多，沒有系統(tǒng)成套的參考，這導致設計不成熟，達不到安裝所需要的精度。

1.變電站裝配式土建設計原則

（1）建筑的使用功能

建筑物根據(jù)使用性質和環(huán)境條件，需要滿足基本的作業(yè)運轉要求及特殊設備的工藝要求。戶內(nèi)變電站內(nèi)設有變壓器、高壓斷路器、母線、電容器、電抗器等，在進行土建設計時，需要滿足這些設備的正常使用。

（2）建筑的工業(yè)化

為適應建筑工業(yè)化需要，提高建設速度，應大力推行“標準化設計、工廠化加工、模塊化建設”，推動電力系統(tǒng)等生命線系統(tǒng)的發(fā)展。結構建筑所有的部件均在工廠制作加工，有利于實現(xiàn)產(chǎn)品的工業(yè)化，將大量勞動力轉移到工廠進行生產(chǎn)部件，改善了工人們的作業(yè)環(huán)境。

（3）結構的安全

裝配式變電站土建設計要根據(jù)建筑規(guī)模、功能要求、電壓等級及自然環(huán)境條件等因素，合理進行平面布置與立面布置，滿足結構的強度、剛度、穩(wěn)定及抗震等要求。

（4）經(jīng)濟合理

在土建設計中，應注意考慮建筑物的整體經(jīng)濟問題，同時考慮造價和使用功能，當多種結構形式都能滿結構的設計條件時，要對比一下造價，采用造價較低的結構形式。

（5）注意美觀

進行設計時，除了滿足建筑的功能要求，保證其安全及耐久性外，還要考慮美觀及造型等因素。因此，我們在設計時，同時兼顧安全實用、經(jīng)濟合理、美觀大方等特征。

2.變電站裝配式優(yōu)點

（1）可以有效縮短施工周期

由于裝配式鋼結構建筑的部品部件都是在工廠加工完成的，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行裝配，這樣可以減少現(xiàn)場濕作業(yè)，有效的縮短工期。通常相同規(guī)模的變電站采用裝配式建筑與采用傳統(tǒng)建筑相比具有明顯的優(yōu)勢，可使工期縮短 20%到40%。

（2）有效減少環(huán)境污染

裝配式鋼結構建筑構件都是工廠預制現(xiàn)場拼裝，這樣既可以有效減少模板等各種材料的消耗，又可以減少現(xiàn)場濕作業(yè)，即減少了現(xiàn)場周轉材料、施工工序、大型設備的使用及建筑垃圾的產(chǎn)生。并且與傳統(tǒng)的施工作業(yè)方式相比，裝配式鋼結構建筑在裝配過程中產(chǎn)生的噪音很小，產(chǎn)生的粉塵和污水也有很大程度上降低，不會對周圍居民的生活產(chǎn)生困擾，具有很強的環(huán)保性。

（3）有效減少建筑成本

由于前幾年我國沒有大規(guī)模使用裝配式建筑，且裝配式建筑的部品部件需前期在工廠生產(chǎn)，這也就導致前期造價較高。但是，變電站一般建立在地勢較為惡劣的偏遠地區(qū)，這樣會增大建筑材料、大型機械的運輸費用，而且還需要很多現(xiàn)場施工人員，會大大增加人工費。而采用裝配式鋼結構建筑會大大降低大型機械運輸和使用的費用以及人工成本，據(jù)統(tǒng)計可知，裝配式鋼結構建筑具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢，其造價與傳統(tǒng)的建筑模式相比要少 10%～30%左右。

近幾年，在政府的大力號召下，各行各業(yè)積極響應發(fā)展綠色裝配式建筑，我國陸陸續(xù)續(xù)出臺相關的技術標準以及文件來推動綠色裝配式建筑的發(fā)展，并針對不同的地方性裝配式建筑相繼出臺具體的、細化的政策以扶持行業(yè)前進。隨著國家的大力推行，各業(yè)界的熱烈響應，很多裝配式建筑以及相配套的基礎系統(tǒng)、屋面樓面系統(tǒng)、墻面系統(tǒng)等相繼問世，對我國裝配式建筑的發(fā)展具有至關重要的作用。

從以上介紹可以發(fā)現(xiàn)，將裝配式鋼結構建筑應用于戶內(nèi)變電站，可以充分發(fā)揮鋼結構綠色環(huán)保、可回收再利用、生產(chǎn)簡便等優(yōu)點，同時縮短工期、降低造價，推動工業(yè)建筑的發(fā)展。

3.裝配式變電站工程實例應用

本文以某110KV全戶內(nèi)裝配式變電站新建工程為依托，介紹了裝配式綜合樓設計過程。

3.1工程規(guī)模

站區(qū)圍墻內(nèi)用地面積為0.203km2，站內(nèi)僅有1棟綜合樓，為地上2層（有錯層）。本期設計規(guī)模為2臺50MVA主變，2回110KV出線，16回110KV出線，4臺低壓并聯(lián)電容器，2臺接地消?。孀髡居米儯?。綜合樓為地上2層，采用鋼裝配式，總建筑面積約1530m2。綜合樓一層設有衛(wèi)生間、110KV電容器室、110KV開關室、主變室、110KV電纜出線通道以及樓梯間;綜合樓二層設有110KVGIS室、二次設備室、安全工具間、資料室、GIS運輸通道以及主變進線平臺。屋面為坡屋面，結構找坡。

3.2裝配式綜合樓設計過程

綜合樓采用裝配式鋼裝配式。鋼柱鋼梁均焊接H形鋼，鋼柱采用寬翼緣型，鋼梁采用窄翼緣型，鋼框架柱下設置混凝土短柱;鋼柱腳采用埋入式柱腳連接，地腳錨栓采用Q235鋼制作;主梁與鋼柱采用栓焊連接;主梁與次梁采用螺栓鉸接;樓面板和屋面板采用在壓型鋼板底模上澆注鋼筋混凝土。計算模型為柱腳剛接、梁柱剛接、梁柱鉸接、梁梁鉸接，屋面板按組合樓板計算，樓板鋪設方向設置為單向板。屋面板設置了剛性防水層以及柔性防水層，外墻墻筋采用槽鋼、方鋼管、矩形鋼管等，外墻采用金屬巖棉夾心板，內(nèi)墻采用防火石膏板。因綜合樓二層房間功能的差異性，二樓各個房間的樓面建筑做法也存在差異，由于二層鋼梁的梁頂標高不在同一標高，需要進行降板處理。

結語

本文主要闡述了裝配式變電站產(chǎn)生背景及其發(fā)展，詳細敘述了裝配式變電站的特點。通過大量裝配式建筑的實踐探索，有效驗證了其特點和優(yōu)越性，其在統(tǒng)一質量標準、節(jié)省人力物力、縮短工期、綠色環(huán)保等方面具有一定優(yōu)勢。本文以某110KV全戶內(nèi)裝配式變電站新建工程為依托，詳細介紹了裝配式綜合樓設計施工全過程?？蔀槿蘸笱b配式變電站建設設計過程提供借鑒。

參考文獻

[1]國家電網(wǎng)公司基建部.國家電網(wǎng)公司“兩型一化”試點變電站建設設計技術導則[S].2017.