談對變電所建筑設計的分析

摘要 文章對變電所建筑設計進行了分析。

關鍵詞 變電所 設計等

隨著我國經濟持續穩定的發展，電力建設也取得前所未有的發展。通過大量的工程設計實踐，設計經驗和設計水平得到了前所未有的發展，但設計出經濟、先進、安全、實用的工程仍是每個設計者需要思考的問題。本文作者分四個階段概述合理化設計個人的觀點，對各階段觀點詳細論述，有待進一步收集具體數據及相關資料后論述。

1 可行性研究

可行性研究階段重點從占地面積、所址位置、拆遷、地基及地下隱蔽設施等方面考慮，確定最終站址位置。

1.1占地面積

一般情況出線回數和主變數量為合理布置規模的決定性因素，合理調整室外配電裝置場地與建構物之間的關系，同時采用先進設備及工藝布置方式，向空間發展，能有效減少占地面積。建筑物在滿足使用功能條件下，盡量合并為一棟綜合樓，減少占地面積，相應附屬的擋土墻、圍墻、場地平整費用也降低。通過對多個戶外220KV站布置技術經濟分析，僅從土建造價比較，采用兩臺主變壓器，220KV出線間隔在7-8個，110KV出線間隔在13-15個，110KV與220KV對稱布置，占地面積小。若采用3臺主變壓器，220KV出線間隔8～15個，110KV出線間隔在18-20個，110KV與220KV對稱布置，占地面積小。因此，要求前期科研設計人員，必須做出科學的規劃，主變數量應和出線間隔成比例，以上僅為個人觀點，僅供參考。重慶市郊某變電所，220KV和110KV開關場地對稱布置，中部為主變和功能建筑，建筑側立面采用防火墻，主變位于兩建筑物之間。占地面積僅為20多畝。

1.2所址位置的選擇

所址應結合規劃部門和國土部門的要求，同時應靠近負荷中心，選擇地形平坦、道路連接短、拆遷量少、能直接利用水源、市政設施的區域，對高差較過大的地形應盡量避開。在平原地區，站址位置不同，場地平整費用影響較小；對于丘陵山溝地區，場地平整費用對整體造價影響特別大。利用市政設施可以節約給排水及消防設施費用和職工配套設施費，節約進站公路費用等(該筆費用不容忽視)。作者曾做某220KV站施工設計，由于該站在選址階段考慮不周，站址選在兩座小山堡之間，中間為一條沖積溝，最大高差接近30米，該站址經過本人多次優化，采用三個階梯設計，最終土石方挖方量也8萬立方米，條石擋土墻量約約6000立方米。而最近設計的某220KV站可行性報告，該站址在選址階段經過充分考慮，站址位置比較平坦，最大高差約4米，經過優化后場地平整挖填方與擋土墻與平原地區相同，僅基礎及管溝開挖土石方量滿足場平填方區，其余土就近平場，條石擋土墻量僅600立方米。以上兩例僅從土石方開挖場平和擋土墻費用比較，可以看出選站址對造價的重要性。

1.3拆遷和經濟作物或林木賠償

所址位置確定后，必須收集當地土地征用費、拆遷賠償費、建筑材料供應情況。選擇所址位置盡量少占經濟農田或經濟林木，盡量不拆遷房屋或搬遷線路或墳墓。必要時采用總平面局部切角、平移、旋轉等減少賠償費用，降低總體造價。

1.4地基處理及地下隱蔽設施

可研階段應了解地下情況，是否位于高回填區或滑坡地段、地下有無防空洞、主要管道等，可以減少不必要地基處理和搬遷費用。

某110KV戶內站在可研階段發現地下回填土厚度達15米，全部為開挖亂石回填，土層密實度較差，不能作為主要建筑物持力層，處理費用高大150萬，同時地下埋藏有直徑1.2米主污水管道，搬遷費用高大60萬，設計確定重新選址。

可研階段主要從上述四方面考慮，可以確定合理的站址位置，達到節約造價目的。

2 初步設計

初步階段設計，主要對確定站址位置從總平面及豎向布置及挖填方量、擋土墻、邊坡、建筑、基礎、道路、上下水等不同設計方案比較后提供經濟合理的方案，確定站址最終征地面積，一般要求設計三個方案比較合理。

2.1總平面布置

主要從進出線、道路接口、排水接口、安全距離、消防、運輸方面進行優化。根據規范、規程對已確定規模的各建構筑物合理布置，盡量合并共用設施，減少道路占地面積，盡量向空中發展，使平面布置更加緊湊，節約用地。例如：電容器室和配電室合建為一字型，可以取消消防間距。配電室、電容器室、控制室合為一體，減少占地，也無須考慮建筑物之間消防間距。例如：重慶市郊區某220KV變電所，擴建時充分進行平面優化，控制樓兩側為兩臺主變，背后為一字型10KV配電室和電容器室，布置緊湊合理，110KV戶外配電裝置采用半高型布置，向空間發展，節約土地約5畝。

2.2豎向布置

無論平坡式還是階梯式布置，必須盡量利用原有地形，場地平整挖填方小，減少不必要的開挖量。根據所址位置地形高差大小，確定采用階梯形或平坡式布置，降低平整場地和基礎費用，設計中應考慮基坑開挖土石方及邊坡和擋土墻開挖量。

2.3擋土墻

挖填方量變化微小的條件下，擋土墻高度越小越好，高度低于6.0米擋土墻是比較經濟節約，高度超過8.0米，一般采用鋼筋混凝土扶壁式擋土墻。經過平面和豎向優化后，擋土墻高度一般也較為優化，根據不同地質條件和用途選擇不同斷面形式。挖方區高度不超過5米，盡量采用挖方區擋土墻，減少邊坡開挖和占地。此處不在舉例。

2.4邊坡

開挖高度6米以內做邊坡不經濟，因為假若按1：1放邊坡，多增加征地面積為6平方米／米，同時增加挖方量約18立方米／米，還需做護坡，經比較采用挖方區條石擋土墻經濟合理。高度大于7米以上，適宜采用放邊坡，擋土墻斷面較大，不經濟。

2.5建筑結構

根據變電站設計規模確定建筑面積，盡量在滿足使用功能要求時，減少不必要的附屬面積。根據現有規范，多層建筑層高超過3，6米，磚混結構已不滿足抗震要求。建議電容器室、配電室、控制室等房間盡量采綜合建一棟樓房比較合理，降低建筑單位面積造價，適宜采用框架結構，形成大空間，便于電氣設備布置。節約占地面積。也節約房屋間消防間距面積，節約造價。

初步設計方案一般主要從上述六方面考慮，比較后推出方案基本達到優化設計目的。

3 施工設計

對初步設計審查確定的方案，按現行的規范及規程或國家標準，設備的訂貨尺寸，先局部后整體調整，調整原則不得超過初步設計確定原則。所有尺寸確定無誤后，對初步設計估算的各建構筑物結構尺寸進行詳細計算和經濟比較，應按照因地制宜，就地取材原則。采用先進的技術工藝和合理的斷面，選用地方的材料，減少不必要運輸費用。根據地質詳堪資料合理處理基礎，盡量條形基礎，一般基礎埋深要求達到2.0米左右，超深不足3米不采用樁基礎。

4 施工

施工階段加強基坑驗槽工作，確保施工開挖達到設計要求地基土層，地質條件好的部位，滿足規范和設備運行要求時，盡量少挖，對個別設計地基與實際不符時，應現場臨時挖探坑或現場測試，能達到設計承載力時，盡量利用天然地基，不滿足承載力時，采用放大基礎處理或臨時局部換填處理。施工回填區應要求回填土人工或機械夯實，密實度系數達到0.91-0.95之間，施工單位必須提供最終測試數據，確保地面不沉降。