試析變電站土建工程中的安全性與耐久性

摘要：變電站土建工程是電網建設中的重要工程，具有電力施工的特性和土建工程的特性，在實際建設過程中，保證變電站的安全性和耐久性是非常重要的。本文首先對變電站土建工程進行簡單介紹，然后分析變電站土建工程的安全性和耐久性，進而研究影響變電站土建工程安全性與耐久性的因素，提出保證其安全性和耐久性的措施。

關鍵詞：變電站；土建工程；安全性；耐久性；措施

一、變電站土建工程簡介

隨著廣東電網公司電網建設“安全、優質、文明”工程的全面開展，變電站的土建工程將會在施工方面實現統一化、標準化、規范化等。因此在變電站的土建工程設計中需要從多個方面進行考慮，如變電站的選址、可行性研究以及設計后的優化處理等。變電站的選址需要盡量避免架空線路的交叉和跨越，而應選擇廢地和荒地。而在變電站土建工程的可行性研究方面主要是對占地面積部分進行研究，從而保證變電站進站道路和交通配置的合理性，因此需要對變電站土建工程的結構等方面進行設計，保證在合理的范圍內滿足變電站功能需求。設計后的優化處理主要是對變電站的主要建筑和抗震兩個方面進行優化，要求施工完成后的變電站具有安全性和耐久性兩種性能。

二、變電站土建工程的安全性和耐久性分析

（一）變電站土建工程的安全性

變電站土建工程的安全性就是指變電站抵抗破壞的能力，因此其安全性主要體現在兩個方面：1）變電站土建工程的構建承載能力的安全性。變電站土建工程的承載能力主要是指變電站建筑物在使用過程中的承載力，用來判斷衡量承載力的強度系數和荷載系數就是變電站土建工程承載能力的標準。根據我國對不同建筑物的荷載能力的標準，變電站土建工程建設過程中要保證變電站樓板的荷載能力達到每立方米200kg，這樣才能保證變電站的承載能力在安全的范圍。由于對承載能力的要求，在變電站土建工程中，需要對土建材料根據荷載參數（如表1）計算來篩選、在施工工藝方面進行細化的設計以及施工過程嚴格按照設計方案進行等三個方面保證變電站構建承載能力的安全性。2）變電站土建工程的整體牢固性。在考慮變電站土建工程構建的安全性之外，還要考慮變電站土建工程的整體牢固性，才能確保變電站的安全性。整體牢固性主要是指變電站整體結構的防倒塌能力、抗震能力、抗災害能力。因此，在變電站建筑過程中，要有充分的延展性，在冗余上也要進行度量，從而減少倒塌的脆度。當變電站遭受人為或者自然的破壞時，保證一定的完整性。

表1" 變電站土建工程樓板承載參數

樓板各層材料

荷載力計算

恒載

20mm水泥砂漿面層

0.02×20＝0.4kN/m²

120mm鋼筋混凝土板

0.12×25＝3kN/m²

板底為20mm石灰砂漿

0.02×17＝0.34kN/m²

考慮裝修的面層

0.7kN/m²

總計

4.4kN/m^2"" 取4.6kN/m²

活載

住宅樓面活載取2.0kN/m²

（二）變電站土建工程的耐久性

變電站土建工程的耐久性主要是指變電站的使用年限和功能保持性。變電站的耐久性也包括兩方面的內容，首先是變電站土建工程的安全耐久性。主要是指各種荷載作用下的結構強度上的承受時間和強度。另外還要考慮的因素是變電站在自然因素作用和人為因素作用下，變電站的抵抗能力。綜合兩方面形成了變電站土建工程安全性的年限和壽命。其次則是變電站使用功能耐久性，變電站在使用周期內不僅要保證其安全性還要具有功能性，也就是說，變電站能否持續使用發揮功能主要是由材料的耐用性和結構的穩定性決定，因此在變電站土建工程中必須把住材料關和結構設計關，讓變電站的使用年限延長，在保證安全性的基礎上，加強變電站的耐久性。

三、影響變電站土建工程安全性和耐久性的因素

影響變電站土建工程安全性和耐久性的因素很多，主要從土建的材料、設計的結構以及環境變化因素三個方面來進行考慮，材料方面影響安全性和耐久性最大的就是混凝土的質量，在結構方面不僅從設計方面進行優化還要形成結構的檢測性。以下是對三個方面的具體闡述：

（一）混凝土結構和質量因素

變電站土建工程使用的最主要原料就是混凝土，因此混凝土結構和質量是影響變電站土建工程安全性和耐久性的重要因素。混凝土是指用膠凝材料將粗集料和細集料膠結成整體的工程復合材料的統稱。在變電站土建工程中，一般將水泥作為膠凝材料，然后將砂和石作集料與水按照一定的比例混合，形成混凝土。下圖是變電站土建工程混凝土建筑結構圖：

圖2" 變電站土建工程進站道路的混凝土建筑斷面圖

如上圖1所示，該進站道路的路面采用的是混凝土路面，且厚度約為22cm厚，在這個部分要求混凝土的彎拉強度標準值為4.5MPa，才能保證進站道路在交通過程中承受壓力時不會出現斷裂的現象。因此在混凝土結構上要對水灰比進行合理的控制，計算出在不同環境下的混凝土的最大石灰比和最小水泥的用量，如干燥環境下最大的石灰比為0.65，最小的水泥用量則為200～300kg，在潮濕的環境下，分為有凍害和無凍害兩種情況，在以上進站道路混凝土路面則屬于有凍害的結構類型，因此最大的石灰比應為0.55，最小水泥用量為250～300kg。在混凝土質量上面就是要保證混凝土級配顆粒之間的黏合質量，在外加劑選擇方面出現差錯也會導致混凝土質量差，結構上產生裂縫等，從而影響變電站土建工程的安全性和耐久性。

（二）結構檢查和維護因素

為了更好地控制變電站土建工程的安全性和耐久性，還需要定期對變電站結構進行檢測。也就是說，在變電站建設完成后，需要定期對變電站使用情況進行檢修和維護，預測和評估變電站的使用年限和風險因素，這對保持變電站土建工程的安全性和耐久性具有重要的作用。然而大部分變電站土建工程對于這方面作業的設計是不夠的，甚至完全忽視了該項操作。其次在結構檢查方面，沒有建立相關的參數指標，因此也存在安全檢測的困難。在檢查維修頻率上也沒有一定的規律性，對于變電站的安全性和耐久性評估功能沒有發揮出來。最后在環境的考慮上，變電站對于不利于環境變化的土建項目并沒有及時進行維護，造成變電站的薄弱環節容易受到侵害，影響變電站的耐久性。

四、保證變電站土建工程安全性和耐久性的措施

要保證變電站土建工程的安全性和耐久性，需要從混凝土原材料和結構、工程方案設計和優化以及施工過程的防護等三大方面來進行，因此，保證其安全性和耐久性的措施也可以從這三個方面展開，以下是具體措施：

（一）混凝土方面

混凝土是保證變電站土建工程安全性和耐久性的關鍵，因此，在混凝土方面可以采取以下一些措施：1）混凝土結構設計上進行優化。變電站土建工程的混凝土結構設計混凝土的配合比上來進行分析。一般來說，在一定范圍內，混凝土各種材料混合中，內部水分含量越少，混凝土強度越高。因此在混凝土構建的過程中需要嚴格按照含水量的標準，即“一高、二摻、三低的原則”。在混凝土澆筑和澆縫的過程中也要選擇較為溫和的氣候，另外還要注意采取混凝土的防裂措施，確保后期使用過程的安全。2）對混凝土原材料進行質量的控制。在土建工程中保證混凝土的質量還要從混凝土的原材料選擇方面來進行。變電站的土建工程一般適合采用熱量較低或者

適中的水泥，且在用量上要減少水泥的配合比。其次，對于水泥的物理性質上要選擇收縮變化較小的，保證水泥在遭受水化膨脹時產生的壓應力能夠降低內部的拉應力，從而使混凝土的抗裂性增強。在耐久性方面，可以通過添加粉質的煤灰來實現混凝土的耐久性。另外，在混凝土的其他混合集料上，要選擇帶堿性的骨料進行混合，增加各個集料之間的黏合度，防止裂縫的出現。

（二）土建工程方案方面

變電站土建工程方案的設計方面主要包括變電站施工設計和變電站結構設計。在前期對變電站整個設計過程中，要以結構安全性和耐久性作為重點，對自重、施工、自然環境等方面的影響因素進行精確的計算，然后根據計算結果配置完善的受力鋼筋骨架，進而對構造系統形成完整的、合理的方案。在施工圖的繪制過程中，不僅要多各項數據進行清楚的顯示，還要寫明注意事項和特點。設計好初步方案后，還需要對變電站土建工程方案進行優化，主要從國家標準、施工實際環境以及總平面設計等方面來開展優化工作，經過詳細計算安全度和經濟比較得到優化后的方案。

（三）工程施工方面

變電站土建工程施工過程的安全性和耐久性保證主要通過以下方面來進行：首先由于廣東地區屬于溫度較高的地區，因此在混凝土澆筑的內部通道要適時地進行冷卻處理，使混凝土盡快達到穩定的結構狀態。其次在混凝土澆筑過程中，要采用分層的方式來散發水化時產生的熱量，使混凝土內部產生的壓應力降低。最后，需要在每一層混凝土中間進行隔離，防止裂縫出現。

五、結語

變電站土建工程的安全性和耐久性是變電站工程建設的重要問題，不僅對電網的安全起到重要的作用，還對電力事業的經濟效益產生影響，必須保證變電站土建工程的安全性和耐久性，滿足現代化電網建設以及運行的需求。

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