裝配式變電站土建設(shè)計(jì)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(zhì)量提高等優(yōu)點(diǎn)，裝配式建筑的應(yīng)用順應(yīng)了電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展潮流。闡述了變電站裝配式土建設(shè)計(jì)原則，敘述了裝配式變電站的優(yōu)點(diǎn)。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(jié)構(gòu)裝配式，介紹了裝配式綜合樓土建設(shè)計(jì)過(guò)程，可為日后裝配式變電站建設(shè)過(guò)程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：裝配式變電站;土建設(shè)計(jì)

引言

近年來(lái)，裝配式鋼結(jié)構(gòu)逐漸應(yīng)用于戶內(nèi)變電站，國(guó)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(guó)家電網(wǎng)公司全面推行“兩型一化”變電站建設(shè)，但是推行效果不是很理想，裝配式部品部件沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)上各種各樣的部品部件非常多，沒(méi)有系統(tǒng)成套的參考，這導(dǎo)致設(shè)計(jì)不成熟，達(dá)不到安裝所需要的精度。

1.變電站裝配式土建設(shè)計(jì)原則

（1）建筑的使用功能

建筑物根據(jù)使用性質(zhì)和環(huán)境條件，需要滿足基本的作業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)要求及特殊設(shè)備的工藝要求。戶內(nèi)變電站內(nèi)設(shè)有變壓器、高壓斷路器、母線、電容器、電抗器等，在進(jìn)行土建設(shè)計(jì)時(shí)，需要滿足這些設(shè)備的正常使用。

（2）建筑的工業(yè)化

為適應(yīng)建筑工業(yè)化需要，提高建設(shè)速度，應(yīng)大力推行“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化加工、模塊化建設(shè)”，推動(dòng)電力系統(tǒng)等生命線系統(tǒng)的發(fā)展。結(jié)構(gòu)建筑所有的部件均在工廠制作加工，有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工業(yè)化，將大量勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行生產(chǎn)部件，改善了工人們的作業(yè)環(huán)境。

（3）結(jié)構(gòu)的安全

裝配式變電站土建設(shè)計(jì)要根據(jù)建筑規(guī)模、功能要求、電壓等級(jí)及自然環(huán)境條件等因素，合理進(jìn)行平面布置與立面布置，滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定及抗震等要求。

（4）經(jīng)濟(jì)合理

在土建設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意考慮建筑物的整體經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，同時(shí)考慮造價(jià)和使用功能，當(dāng)多種結(jié)構(gòu)形式都能滿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)條件時(shí)，要對(duì)比一下造價(jià)，采用造價(jià)較低的結(jié)構(gòu)形式。

（5）注意美觀

進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，同時(shí)兼顧安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理、美觀大方等特征。

2.變電站裝配式優(yōu)點(diǎn)

（1）可以有效縮短施工周期

由于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的部品部件都是在工廠加工完成的，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配，這樣可以減少現(xiàn)場(chǎng)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(shì)，可使工期縮短 20%到40%。

（2）有效減少環(huán)境污染

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件都是工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)濕作業(yè)，即減少了現(xiàn)場(chǎng)周轉(zhuǎn)材料、施工工序、大型設(shè)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(jié)構(gòu)建筑在裝配過(guò)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(huì)對(duì)周圍居民的生活產(chǎn)生困擾，具有很強(qiáng)的環(huán)保性。

（3）有效減少建筑成本

由于前幾年我國(guó)沒(méi)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(dǎo)致前期造價(jià)較高。但是，變電站一般建立在地勢(shì)較為惡劣的偏遠(yuǎn)地區(qū)，這樣會(huì)增大建筑材料、大型機(jī)械的運(yùn)輸費(fèi)用，而且還需要很多現(xiàn)場(chǎng)施工人員，會(huì)大大增加人工費(fèi)。而采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑會(huì)大大降低大型機(jī)械運(yùn)輸和使用的費(fèi)用以及人工成本，據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，其造價(jià)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(hào)召下，各行各業(yè)積極響應(yīng)發(fā)展綠色裝配式建筑，我國(guó)陸陸續(xù)續(xù)出臺(tái)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及文件來(lái)推動(dòng)綠色裝配式建筑的發(fā)展，并針對(duì)不同的地方性裝配式建筑相繼出臺(tái)具體的、細(xì)化的政策以扶持行業(yè)前進(jìn)。隨著國(guó)家的大力推行，各業(yè)界的熱烈響應(yīng)，很多裝配式建筑以及相配套的基礎(chǔ)系統(tǒng)、屋面樓面系統(tǒng)、墻面系統(tǒng)等相繼問(wèn)世，對(duì)我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。

從以上介紹可以發(fā)現(xiàn)，將裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用于戶內(nèi)變電站，可以充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)綠色環(huán)保、可回收再利用、生產(chǎn)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)縮短工期、降低造價(jià)，推動(dòng)工業(yè)建筑的發(fā)展。

3.裝配式變電站工程實(shí)例應(yīng)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(shè)計(jì)過(guò)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(cuò)層）。本期設(shè)計(jì)規(guī)模為2臺(tái)50MVA主變，2回110KV出線，16回110KV出線，4臺(tái)低壓并聯(lián)電容器，2臺(tái)接地消弧（兼作站用變）。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(shè)有衛(wèi)生間、110KV電容器室、110KV開關(guān)室、主變室、110KV電纜出線通道以及樓梯間;綜合樓二層設(shè)有110KVGIS室、二次設(shè)備室、安全工具間、資料室、GIS運(yùn)輸通道以及主變進(jìn)線平臺(tái)。屋面為坡屋面，結(jié)構(gòu)找坡。

3.2裝配式綜合樓設(shè)計(jì)過(guò)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(shè)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(jì)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(jì)算，樓板鋪設(shè)方向設(shè)置為單向板。屋面板設(shè)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(gè)房間的樓面建筑做法也存在差異，由于二層鋼梁的梁頂標(biāo)高不在同一標(biāo)高，需要進(jìn)行降板處理。

結(jié)語(yǔ)

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(xì)敘述了裝配式變電站的特點(diǎn)。通過(guò)大量裝配式建筑的實(shí)踐探索，有效驗(yàn)證了其特點(diǎn)和優(yōu)越性，其在統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、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(shì)。本文以某110KV全戶內(nèi)裝配式變電站新建工程為依托，詳細(xì)介紹了裝配式綜合樓設(shè)計(jì)施工全過(guò)程。可為日后裝配式變電站建設(shè)設(shè)計(jì)過(guò)程提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]國(guó)家電網(wǎng)公司基建部.國(guó)家電網(wǎng)公司“兩型一化”試點(diǎn)變電站建設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則[S].2017.