常寧220 kV變電站的豎向布置設計

柳燦，曾琰，陳可人

(湖南省電力勘測設計院，湖南長沙 410007）

常寧220 kV變電站的豎向布置設計

Changning 220 kV substation vertical layout

柳燦，曾琰，陳可人

(湖南省電力勘測設計院，湖南長沙 410007）

結合常寧220 kV變電站工程實例，為了盡可能地維持站址原貌，豎向設計采用放坡式布置，在建設環境友好型變電站方面進行了有益的探索。

環境友好型變電站;豎向設計放坡式布置;原始地貌布置;保護環境

變電站豎向布置的目的是要妥善解決總平面布置中各種具體地形地貌與工藝布置的關系，豎向設計一方面強調土石方綜合平衡，另一方面也強調位于山區、丘陵地區的變電站盡量避免深挖厚填〔1〕。

變電站的豎向設計常規采用平坡式或階梯式布置〔2〕，站區場地進行平整后再布置建構筑物和電氣設備，而湖南省多屬丘陵地貌，變電站一般布置在山區或丘陵地區，按常規方法設計，對山體的破壞較大，給山體的穩定帶來影響，對水土保持破壞較大，給環境造成影響。

隨著國網公司“兩型一化”變電站設計導則的發布〔3〕，變電站的設計更加強調生產活動對自然生態環境的影響，“兩型一化”變電站建設要以人為本，盡可能實現環境友好。常寧220 kV變電站的設計改變了傳統思路，強調保護環境，采用放坡式布置，減少了土石方的開挖，基本維持了站址原貌。

1 設計簡介

常寧變站址呈丘陵地貌，占地為一個大山包，中部高，四周低，自然地面高差較大，自然標高約84.62～101.66 m，最大高差達 17.04 m，山坡上為油茶林，山坡下為旱土。

該變電站為常規戶外布置方案，結合電氣工藝，對同一總平面布置方案，在豎向設計上提出了常規布置及放坡式布置2種方案。

常規布置采用平坡式布置。由于站址地勢較高，自然地形坡度較大，為避免產生較高的挖、填方邊坡以及合理設計進站道路坡度，場地標高擬定為95.6 m，這樣確定，進站道路坡度在6%以內，場地土方挖填自然平衡，由于場地中間高四周低，站區邊界大部分為填方區，站區西北部、西側、南側形成了較深的填方區，最深處達8.0 m左右，支擋處理工程量比較大，站區西北部、西側、西南部較深的填方區需進行地基處理。

按常規豎向布置方法設計，場平、支擋及地基處理的費用較高，為了滿足國家電網公司提出的建設“資源節約型、環境友好型”變電站的要求，經過充分研究站址地形，選擇一種與地形結合較好的豎向布置方式，以場地土方挖填自然平衡為前提，達到降低擋土墻高度，減少土石方量，方便地基處理，減少圍墻外護坡和占地面積的目的，對常規布置進行了豎向設計創新，形成具有本站特點的放坡布置。

結合總平面布置調整落點，將場地劃分為3個大的區域。220 kV配電裝置、110 kV配電裝置分別位于站區內山包的東西向山坡，在進行豎向設計時，考慮沿垂直于母線方向放坡，這2部分順應自然坡度設計成分別向東西方向放坡，中部區域的主變場地考慮到安裝運行的方便，設計為平坡布置。這樣，110 kV配電裝置西側場地基本平行于等高線，設計標高定為自然地面標高92.5 m，220 kV配電裝置東側場地設計標高定為95.0 m，主變場地設計標高定為98.25 m，全站場平設計標高為90.7～98.25 m，與自然地面標高相差不大，通過土方計算，綜合考慮土方挖填自然平衡，西側110 kV配電裝置區域順著自然地形向西以15.97%的坡度放坡，東側220 kV配電裝置區域順著自然地形向東以6.13%的坡度放坡，中部區域的主變場地為平坡，在東西向放坡的基礎上考慮靠南、北側36.0 m處分別向南北以5.0%的坡度放坡，放坡式布置如圖1。這樣的豎向布置比較符合原始地形地貌，挖方、填方工程量大大減少，填方區域最深處控制在4.5 m以內，場地內無需樁基處理，支擋處理工程量、地基處理工程量大大減少，經濟效果非常明顯。

圖1 放坡式總平面布置

豎向布置在同一地形位置分別采用平坡式和放坡式布置，區域地形平面圖如圖2，通過站址區域的典型地表剖面圖 (如圖3)，可以看出，放坡式豎向設計標高和地面等高線基本吻合，這樣布置對當地的地形地貌的破壞降至最低，盡量確保了站址周圍水土、植被不受影響，同時減少了占地面積，符合“兩型一化”導則要求。

圖2 站址區域地形平面圖

圖3 典型地表剖面圖

經計算，2個方案的占地、土方、擋土墻、邊坡、地基處理等工程量見表1。

表1 豎向布置方案技術比較表

通過豎向布置設計的優化，放坡布置在占地、土方、擋土墻、地基處理、護坡等工程量方面均有較大幅度的降低，比常規布置節省投資約225.88萬元，考慮由于場地放坡需特殊處理引起的工程量增加，此部分費用約為6.81萬元，實際節省投資約219萬元，經濟效益非常明顯，本工程最終的豎向布置設計確定為順應自然地形的放坡布置。圖4為建成后的常寧220 kV變電站。

圖4 建成后的常寧220 kV變電站

2 設計時需注意的問題

該變電站的豎向設計采用放坡式布置最大程度地利用了地形，節約了投資，但應注意處理幾個問題:①建筑物及構支架的布置，如何滿足帶電距離的要求。②場地排水的設計。③施工過程中水土的保持措施。④施工組織措施的編寫。⑤如何滿足運行維護要求。

在豎向設計采用放坡式布置的前提下，首要保證的是滿足電氣設備帶電距離的要求，結合地形特點，構架受力及防雷等多方面的因素，調整了站內構架高度及導線型號，采取了一系列的創新設計，配電裝置構架采用的是預應力環形桿，為了保證配電裝置的母線和出線在一個高度上，采取了將構架基礎設計成高杯口基礎形式，既保證了帶電距離要求，又使構架根開一致，方便了施工。

采用放坡式布置的變電站要考慮雨水順應地勢收集，沿站區圍墻內側的四周設排水渠，盡量減小施工時降雨所帶走的泥沙對周邊環境的影響，在排水渠終點處設沉砂池，站內雨水順暢地沿地形坡度流入四周排水渠，通過沉砂池處理后，排入站外雨水管。

因110 kV配電裝置的場地內坡度近16%，考慮施工過程中降雨對坡面的沖刷，設計對施工過程中的水土保持提出了要求，“三通一平”施工時站區的表土全部剝離，為防止表土剝離后，裸露場地的水土流失，在裸露的空地采用防雨布臨時覆蓋。配電裝置區域及建筑物四周都存在空坪隙地，設計要求在這些空地進行一般綠化，減少施工期間的水土流失量。通過對水土保持監測，坡面土壤侵蝕模數小于常規布置變電站坡面，減小了水土流失。

放坡式布置的變電站比常規平坡式布置的變電站施工會增加一些難度，變電站場平后形狀像一個山包，中間高，四周低。應選擇塔式起重機作為主要機械，地面以上的運輸及構件安裝均由起重機進行，這樣既可提高設備利用率，又可提高施工效率和加快進度。

為了滿足變電站建成后運行和維護要求，在坡度較大的道路加大了轉彎半徑和道路寬度，同時為了防止雨雪天氣道路濕滑影響，在東西坡度較大的道路設熱熔性標線減速帶;配電裝置坡度較大的區域，為了防止溝蓋板起揭困難，與場地放坡方向平行的電纜溝的溝蓋板設置了定位裝置，使溝蓋板不會滑移;另外在溝蓋板表面預留了突出的小棱，以防行走在蓋板上打滑;操作小道在配電裝置場地坡度較大區域則設計成平臺型式。

3 結論

設計人員開拓思路，大膽創新，根據國家電網公司“兩型一化”變電站的設計理念，結合湖南省兩型社會建設方針力創環境友好型變電站，是全國首例依照站址原始地貌設計，以與自然和諧相處為原則建設的變電站，具有良好的經濟、環境和社會效應。該變電站投產運行已經1年，運行情況良好。

〔1〕DL/5056—2007變電站總布置設計技術規程〔S〕.北京:中國電力出版社，2008.

〔2〕張玉珩，王永滋，譚魁悌.變電所所址選擇與總布置〔M〕.北京:水利電力出版社，1986.

〔3〕國家電網公司.“兩型一化”變電站設計建設導則〔S〕.2007.

TM621.9

B

1008-0198(2014)02-0056-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.02.018

2013-11-20 改回日期:2013-12-29