變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題及對策

肇慶市恒電電力工程有限公司 伍倩瑩

電力資源為社會各界的生產(chǎn)生活提供了發(fā)展保障，但人們物質(zhì)生活水平的提升也對電力資源提出了更高的需求。受變壓器容量及電氣設(shè)備落后等因素的影響，我國現(xiàn)有變電站工作能力與居民用電需求匹配程度不高，甚至已出現(xiàn)供電不足等現(xiàn)象，為解決這一問題，電力企業(yè)還需從設(shè)計層面出發(fā)，進一步完善變電站施工設(shè)計，提高設(shè)計合理性，提高其電力供應(yīng)能力。作為變電站建筑基礎(chǔ)，土建結(jié)構(gòu)設(shè)計是各企業(yè)進行變電站設(shè)計的首要工作，相關(guān)管理者應(yīng)提高對這一環(huán)節(jié)的重視程度，確保其建筑結(jié)構(gòu)合理性，增強變電站運營效果。

1 我國變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

變電站地址選擇考慮因素過于片面。變電站施工涉及方面較為廣泛，后續(xù)運營也與多方生產(chǎn)與發(fā)展存在緊密聯(lián)系，也正因如此，變電站內(nèi)部系統(tǒng)存在大量電氣設(shè)備，運營過程中容易給周邊環(huán)境及居民生活造成嚴(yán)重影響。如設(shè)備運行中的噪音污染影響居民生活質(zhì)量，而電磁輻射等因素對周圍居民的身體健康也有較大損害。此外暴雨、洪澇等自然災(zāi)害還易引起設(shè)備電路短路，進而導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事件的發(fā)生，若變電站建筑選址位于人員聚集區(qū)內(nèi)，相關(guān)事故就會導(dǎo)致大量的人員傷亡。實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)施工設(shè)計人員專業(yè)性不足，缺乏選址分析能力，以至于出現(xiàn)變電站選址不合理問題，甚至存在不經(jīng)實地考察盲目選址現(xiàn)象，不僅影響變電站后續(xù)運營，也為周圍居民埋下安全隱患，是現(xiàn)階段變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中面臨的重大問題。

變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性能缺失。盡管變電站運營過程進行多方防護，仍無法徹底避免事故發(fā)生，因此設(shè)計人員需對變電站內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)進行合理化設(shè)計，保障內(nèi)部工作人員的生命安全[1]。但結(jié)合變電站實際施工情況來看，設(shè)計人員在進行內(nèi)部設(shè)計時考慮不夠全面，未對火災(zāi)、洪澇等事故進行安全防護設(shè)計，具體表現(xiàn)為逃生通道設(shè)置不合理、建筑防火效果不達標(biāo)等，這使得變電站對安全事故的應(yīng)對能力大大降低，不僅影響到變電站的正常運營，還會給企業(yè)及周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響。另一方面，設(shè)計人員忽略了變電站門窗處的防護設(shè)計，使得小型動物進入變電站內(nèi)部，對電氣設(shè)備造成破壞，甚至引發(fā)短路情況。

變電站地基結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮不夠全面。地基質(zhì)量過關(guān)是變電站施工的前提，但受到自然及人為等多方因素影響，變電場地基易產(chǎn)生裂縫或破損等問題，如設(shè)計過程中忽略這一問題，在問題未解決的條件下進行施工易破壞變電站施工的整體質(zhì)量。

2 針對土建結(jié)構(gòu)設(shè)計問題提出的有效解決方式

調(diào)查研究顯示，我國變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計所遵循的原則大致相同。變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計普遍從實際施工角度出發(fā)，將其建造規(guī)模及安全性與企業(yè)發(fā)展相結(jié)合，同時考慮變電站施工對企業(yè)資金的消耗，協(xié)調(diào)變電站功能與企業(yè)資金投入間的關(guān)系。另一方面即變電站建設(shè)的實際效用，不僅要緊跟時代發(fā)展的潮流進行設(shè)計更新，還要保證設(shè)計施工符合國家環(huán)保政策的要求，兼顧經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)保工作。

2.1 提高建筑選址科學(xué)性

為降低變電站選址不當(dāng)現(xiàn)象發(fā)生的概率，我國政府對變電站選址做出詳細(xì)規(guī)劃與要求，電力企業(yè)工作人員在進行建筑選址工作時，應(yīng)對政府出臺的政策與規(guī)定進行明確，嚴(yán)格按照其標(biāo)準(zhǔn)與要求進行變電站建筑選址。相關(guān)政策提出，變電站建造選址應(yīng)優(yōu)先考慮荒地、不適宜耕種或經(jīng)濟效益較差的區(qū)域，盡可能避免占用耕地及高收益地區(qū)，降低變電站修建對社會經(jīng)濟效益的損耗。我國土地使用相關(guān)政策明確規(guī)定，除國土部門重新規(guī)劃土地利用方式外，任何企業(yè)與部門不得占用基本農(nóng)田，電力企業(yè)與設(shè)計人員需牢記這一點，在符合國家政策要求的前提下進行建筑選址[2]。

考慮到變電站施工與運營會對周圍電場等因素產(chǎn)生一定影響，企業(yè)進行建筑選址時應(yīng)避開有軍事設(shè)施的場所，同時還要遠離機場、導(dǎo)航臺、通信設(shè)施等地，以免對其運營造成影響。如無法避開上述區(qū)域，還要按照國家標(biāo)準(zhǔn)進行距離測量，將變電站與上述建筑物距離處于安全水平。值得一提的是，變電站選址還需考慮區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源與歷史文物，防止變電站施工與運營對城市資源與文化發(fā)展造成負(fù)面影響。另一方面，企業(yè)設(shè)計人員還應(yīng)將環(huán)境對變電站施工與運營的影響納入建筑選址考慮范圍，對天氣、地質(zhì)、資源等直接影響變電站運營效果的因素進行全面思考，盡可能選擇地勢平穩(wěn)，周邊施工頻率較低，水源等資源豐富、交通便捷的區(qū)域進行變電站建筑施工。

2.2 提高建筑設(shè)計科學(xué)性

變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中，首先要考慮建筑的整體安全性，降低變電站使用過程中供電事故的發(fā)生概率，為變電站工作人員及周邊居民提供安全保障。變電站土建結(jié)構(gòu)安全性主要體現(xiàn)在四個層面，設(shè)計人員需針對各層面存在的安全隱患做出有效防護設(shè)計，以確保變電站使用安全。首先，設(shè)計人員需提高配電室設(shè)計安全性，即結(jié)合以往設(shè)計經(jīng)驗與相關(guān)參考資料，計算出配電室穿墻套管與地面的最佳距離，并將其應(yīng)用于設(shè)計方案中，這不僅能為相關(guān)管理人員的工作提供方便，也在一定程度上為其生命安全提供保證；其次，設(shè)計人員還應(yīng)提高配電室及主控室疏散通道設(shè)計的合理性，一旦災(zāi)害發(fā)生，應(yīng)確保工作人員能通過疏散通道順利逃生。

火災(zāi)是變電站安全事故中對企業(yè)經(jīng)濟與人員損害最大的災(zāi)害，為降低火災(zāi)影響，設(shè)計人員還應(yīng)對主變壓器附近的門窗進行合理設(shè)計，提高其防火性能。結(jié)合變電站火災(zāi)發(fā)生原因相關(guān)分析來看，部分火災(zāi)發(fā)生是由于動物進入變電站內(nèi)部引起的，因此企業(yè)設(shè)計人員要在門窗處增設(shè)防護設(shè)施，從根本上消除這一隱患?？紤]到觀測主控屏等設(shè)備的反光性，變電站主控室應(yīng)避免陽光直接照射，但黑暗環(huán)境也會影響數(shù)據(jù)觀測，因此還要確保變電站主控室設(shè)計符合采光要求。

2.3 提高施工建設(shè)科學(xué)性

高度科學(xué)化的地基施工是變電站整體施工質(zhì)量的可靠保證，也是確保變電站運營效果的關(guān)鍵因素，因此在進行變電站地基施工設(shè)計時，還應(yīng)采取多方措施提高地基建設(shè)質(zhì)量，增強變電站土建結(jié)構(gòu)的合理性。地基表面的平整程度對變電站的整體穩(wěn)定性有直接影響，因此地基施工基本完成后應(yīng)及時處理其表面產(chǎn)生的不平整因素。設(shè)計人員需考慮到這一施工過程、提前設(shè)計好應(yīng)對措施，指導(dǎo)施工人員使用混合稀漿原料對地基表面進行抹平。該施工過程需到乳化劑與特定級配骨料等材料[3]，應(yīng)將其劃分進施工材料購置范圍內(nèi)，接著根據(jù)實際地基情況計算出物料最佳混合配比，確保抹平工作的有效性。經(jīng)此處理的路基能受到稀漿封層的保護，延緩衰老速度，降低裂縫等問題的發(fā)生概率，一定程度上為電力企業(yè)節(jié)約施工成本。

荷載取值是變電站施工整體質(zhì)量的決定性因素之一，因此要規(guī)范化荷載取值計算流程，不僅要考慮全跨式結(jié)構(gòu)的承力范圍，半跨式結(jié)構(gòu)的應(yīng)力承受能力也不能忽視。荷載承受能力是一個較為模糊的范圍，具體荷載值由建筑實際施工情況決定，因此設(shè)計人員在進行土建結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)取該范圍的極點進行設(shè)計，避免計算誤差給變電站施工造成無法挽回的影響。同理，變電站屋面設(shè)計過程中也應(yīng)從全跨式結(jié)構(gòu)與半跨式結(jié)構(gòu)雙方進行考慮，計算荷載范圍，并取極值作為設(shè)計參考。受地下水影響，變電站土建結(jié)構(gòu)可能會出現(xiàn)質(zhì)量問題，需對地下水腐蝕性進行調(diào)查，了解其對變電站土建結(jié)構(gòu)的影響效果，適當(dāng)對混凝土保護層進行厚度調(diào)整，或改變混凝土拌合中的材料配比，降低地下水對土建結(jié)構(gòu)的影響，從而提高施工設(shè)計科學(xué)性。

2.4 提高人員管理科學(xué)性

提高變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性還需人員方面考慮，電力企業(yè)管理者應(yīng)意識到自身在變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中的管理職能，加強對變電站施工設(shè)計流程的管控力度，建立較為完善的人員管理機制，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計及施工過程中存在的問題，并積極探索有效解決方式。另一方面，電力企業(yè)還應(yīng)加強對設(shè)計人員的培訓(xùn)力度，提高其專業(yè)知識水平、豐富其設(shè)計經(jīng)驗，建設(shè)起高效設(shè)計團隊，為變電站施工進行科學(xué)化設(shè)計。

為提高設(shè)計人員工作能力，電力企業(yè)可與同行間建立合作關(guān)系，定期舉辦設(shè)計人員技術(shù)交流會議等相關(guān)培訓(xùn)活動，設(shè)計人員通過技術(shù)交流學(xué)習(xí)他人先進經(jīng)驗，在培訓(xùn)學(xué)生中達到提升自身設(shè)計水平的目的。另一方面，電力企業(yè)還應(yīng)強對人員綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，使設(shè)計人員明確自身工作在變電站整體施工中的重要性，培養(yǎng)其責(zé)任意識，降低預(yù)算工作的失誤概率，提高變電站土建結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)性。

設(shè)計人員應(yīng)對以往設(shè)計過程中的工作經(jīng)驗進行總結(jié)，積極主動參與專業(yè)知識培養(yǎng)與交流活動，切實提高自身設(shè)計能力，為設(shè)計施工質(zhì)量提供技術(shù)保障。此外在進行土建結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，還應(yīng)加強與施工人員的聯(lián)系，聽取其對施工設(shè)計的意見及建議，進一步提高設(shè)計方案在變電站施工中的使用程度，保障變電站土建結(jié)構(gòu)施工的順利進行。

綜上，我國現(xiàn)階段變電站建造設(shè)計中還面臨較多問題，電力企業(yè)應(yīng)對建筑選址及施工設(shè)計等方面做出詳細(xì)分析，及時發(fā)現(xiàn)相關(guān)設(shè)計過程中存在的問題，規(guī)范化施工設(shè)計流程，提高施工設(shè)計專業(yè)水平。同時還要從人才隊伍創(chuàng)建角度著手，提高設(shè)計團隊綜合素質(zhì)，提高變電站設(shè)計合理性，為企業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)，也為社會發(fā)展起推動作用。