“鋼結構+裝配式”變電站建設過程中存在的問題及對策

吳 俊 黃 俊 張 璐 陳 亮

1“鋼結構+裝配式”變電站建設過程中存在的問題

1.1 鋼材檢測報告中存在的問題及鋼材型號引發的安全問題

在項目的實際執行過程中，發現鋼材第三方檢測報告中缺少對硫、磷、碳等化學元素的檢測。此外，鋼材型號的略微差異也會觸發安全報警[1]。

以某鋼結構變電站項目為例，設計圖紙要求使用Q345 型鋼材，但根據《低合金高強度結構鋼》（GB/T 1591-2018）中的規定，2019 年2 月1 日起，Q345鋼材牌號已改為Q355，項目部購買了Q355 型鋼材，結果相關部門開展“四不兩直”檢查時，督查人員仍然依據設計圖鋼材號檢查裁定，對項目部出具了整改通知單[2]。

1.2 旋挖機鉆孔塌孔問題

地勘報告是變電站基礎工程的重要支撐材料，如果在開挖過程中發現地勘報告與實際情況不相符，可能會導致施工方案變更，從而增加工程造價。以某鋼結構變電站為例，其采用回轉鉆成孔灌注樁，設計采用泥漿護壁工藝成孔，但在旋挖機挖樁過程中，發現鉆孔10 m以上連續出現了塌孔或縮孔，導致樁孔無法成型。

1.3 混凝土試塊養護及送檢程序不規范問題

地基工程結束后，需開展混凝土結構工程，此環節中項目部需按要求準備試塊并送檢。實際執行過程中，施工班組往往沒有按照標準對混凝土試塊進行養護，甚至不向第三方機構送檢。這些現象導致混凝土試塊匯總及評定記錄不全，直接影響了關鍵工序的驗收效率。

1.4 地腳螺栓與鋼結構尺寸不符問題

以110 kV 裝配式變電站為例，鋼結構安裝施工工藝可被拆解為以下流程：工廠預制→施工準備→鋼柱安裝→鋼梁安裝→高強度螺栓連接副安裝→梁柱節點焊接→鋼柱地腳螺栓二次澆筑→樓承板安裝→防腐修復及防火→外墻檁條安裝→外墻板安裝→質量驗收[3]。其中，工廠預制階段鋼結構生產廠家需要按設計文件要求采買鋼材，按照設計圖紙生產并開展預拼接。預拼接工作結束后，鋼結構生產廠家應編制預拼接記錄。

在實際建設過程中，經常出現地腳螺栓尺寸與鋼結構尺寸不符問題，導致這樣問題的原因在于土建班組和鋼結構班組之間缺少充分的溝通，雙方都在閉門造車，未提前開展有效的交流，導致項目現場安裝的時間大幅增加，降低了項目利潤。

1.5 鋼梁翼板焊反問題

鋼結構材料在工廠內完成生產、加工，在現場開展拼接，在現場安裝過程中，出現了工人將翼板焊反的情況，結果導致連接板孔距不夠，無法將橫梁和立柱連接起來。鋼結構主梁焊孔問題如圖1所示。

1.6 鋼結構橫梁安裝時安全帶“高掛低用”問題

鋼結構完成立柱的安裝后，將開始連接橫梁，一般都屬于高空作業，雖然高空作業車可以降低部分環節的風險，但仍然有部分區域需要掛設安全帶由工人進行焊接。此時，立柱頂部無安全帶附著點，只有在下方才有安全帶附著點，但在下方系安全帶不滿足“高掛低用”的使用原則，帶來安全隱患。

1.7 屋頂避雷帶密封不嚴導致漏雨問題

在鋼結構內墻水泥纖維板施工過程中，項目部發現氣體絕緣全封閉組合電器（Gas Insulated Substation，GIS）室內側安裝完畢的水泥纖維板出現泡水現象，部分水泥纖維板已開始斷裂脫落。經查勘發現，漏水處為鋼結構配電室屋頂避雷帶處，雨水從預埋圓鋼及扁鋼位置直接漏進內墻，且由于預埋圓鋼及扁鋼處與女兒墻蓋板位置相抵觸，預埋圓鋼及扁鋼尺寸不統一，造成蓋板開孔位置及尺寸不統一，導致女兒墻蓋板無法安裝。

1.8 設備安全、計量、運檢等消缺問題

變電站建設完工后，需按業主單位要求開展消缺。消缺的問題多種多樣，結合供電公司實際驗收情況，可從設備類型及使用安全上展開討論，主要涉及的消缺包含主變及其附屬部分消缺、GIS 消缺、開關柜消缺、光纜消缺及運檢消缺5大類，主要問題包括接地問題、泄壓閥朝向問題、銘牌與內部件不統一問題、計量問題及安裝問題。

2“鋼結構+預裝式”變電站建設過程中的問題及應對策略

2.1 鋼材檢測報告中存在的問題及鋼材型號引發安全問題的對策

項目部應在材料進場時首先復核鋼材型號并要求第三方檢測機構檢測硫、磷、碳等化學元素，如條件允許，項目部可考慮派專人駐場監造。采購鋼材時，項目部應及時告知設計單位鋼材新舊標準之間的偏差，并取得設計變更文件。在“四不兩直”檢查時，項目部應及時出具設計變更文件，避免誤會。

2.2 旋挖機鉆孔塌孔問題的對策

針對旋挖機鉆孔塌孔問題，項目部應從地質情況開始調查。

第一，調查前期勘察報告中是否出現漏項，如缺失、漏項應向勘察單位反饋并向業主單位爭取補償。

第二，調查原有場地的地質情況和回填情況，這也可能是導致塌孔的原因。比如，本文提到的變電站使用旋挖機鉆孔無法成孔。調查發現，該場地之前是溝壑地區，種植農田多年，現堆積大量回填土，回填土的密實度不夠，這可能是淺層土無法成孔的原因之一。

第三，考慮在地勘期間，地質情況是否發生了變化。比如本文中提到的問題，經研討發現詳勘時間與實際開挖之間有較大的時間差，在這一時間差內存在地下水長時間浸泡回填土的情況，造成地下淤泥軟土層厚度增加、積水低處聚集并導致旋挖機干式轉法無法成孔。

對于旋挖鉆機成孔遇卵石、流沙、涌水引起的塌孔，建議結合塌孔部位具體分析。如果塌孔部位在淺部，可先采用人工挖孔澆筑混凝土護壁，然后進行旋挖鉆機成孔；如果塌孔部位位于樁孔中、底部，先采用旋挖鉆機挖至塌孔部位，迅速清除已輕微塌孔的泥沙，及時采用水下灌注成本較低的C15 混凝土，回填至塌孔頂部，待初凝后鉆機繼續作業，此時混凝土已填充塌孔部分，旋挖機掏出其中間部分，剩余部分將形成混凝土護壁阻止塌孔的加劇。若塌孔較為嚴重，表現為塌孔泥沙清理不凈、樁孔進尺反彈、地下水量較深等現象，則需要分層進行C15 混凝土灌注、鉆進，直至處理到塌孔底部[4]。

針對地下水量匯集、塌孔部位較大這一情況，考慮到混凝土澆灌量無法控制，項目部可采用鋼護筒作為輔助成孔措施。實施方案有2 種：一是租賃適合管徑的鋼護壁，澆筑后歸還，成本相對較低；二是遇樁徑較小或在當地租賃不到合適口徑的鋼護筒時，可考慮購買鋼材加工制成合適管徑的護壁，循環利用并在澆筑結束后考慮聯系租賃廠回收或變賣鋼護筒以回收殘值。相比自行制作合適口徑的鋼護筒這一方案而言，租賃大口徑鋼護筒，雖然在鋼護筒上節約了成本，但是卻澆筑了更多的混凝土，工程造價可能相對高一些。

無論是采用泥漿護壁還是使用鋼護筒護壁，都不是唯一的方案，施工項目部應綜合考慮造價、現場實際情況及施工便利等因素，統籌對比后制訂合適的施工方案。樁基礎制作完畢后，項目部應按程序報審并提供檢測報告，其目的在于通過試驗判斷旋挖鉆孔灌注樁樁身的完整性。此外，樓房的壓實系數試驗檢測報告中應注明標高，便于判別回填深度及厚度。

2.3 混凝土試塊養護及送檢程序不規范問題的對策

在混凝土澆筑施工過程中，項目部應嚴格遵守《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB 50204-2015）[5]。混凝土試塊的匯總及評定記錄資料依據為標準養護混凝土試塊強度值，項目部應做好現場澆筑混凝土的標養試塊和見證取樣送檢，還應按要求編制同條件試塊留置方案并報審。此外，應按要求做好混凝土試塊的匯總及評定記錄。

2.4 地腳螺栓與鋼結構尺寸不符問題的對策

項目部應在土建預埋階段就加強地腳螺栓的質量管控，建議鋼結構生產廠家派技術員到現場指導。地腳螺栓澆筑前要復核尺寸，澆筑完成后，還要二次復核，建議鋼結構生產廠家以復核的尺寸為依據打孔，便于現場安裝。

2.5 鋼梁翼板焊反問題的對策

鋼梁主梁和次梁通過連接板固定。實際安裝過程中，發現預制時廠家將主梁焊板焊反導致連接板孔洞無法完全重合，解決方案是縮短主梁和次梁間的可調節空間并將連接板右側切掉一些。

2.6 鋼結構橫梁安裝時安全帶“高掛低用”問題的對策

鋼結構橫梁吊裝前，需要編制施工方案，但鋼結構立柱頂部無安全帶綁扎點，不滿足安全帶“高掛低用”原則，施工方案存在安全隱患。此種情況下可考慮在鋼結構上端預設水平安全繩。

2.7 屋頂避雷帶漏雨問題的對策

為降低施工難度，同時避免后期圓鋼及扁鋼預埋處漏雨對墻體材料造成浸泡導致的內墻水泥纖維板腐爛垮塌，通過將原設計位置的直立扁鐵及圓鋼彎折90°預留出女兒墻蓋板安裝位置，再彎折90°從女兒墻蓋板下方檐口往上伸出。

2.8 設備安全、計量、運檢等消缺問題的對策

主變消缺問題主要涉及變壓器本體線芯搭接面寬度問題、避雷器附件接地問題及主變附件安全防護設施相關問題。按主變施工驗收規范，對主變鐵芯夾件搭接面進行處理，搭接面應不小于兩倍寬度。主變低壓側避雷器計數器應單獨加裝接地線。安裝銅牌時，應對所有裸露部分覆蓋熱縮管，并在變爬梯上加裝五防鎖。主變隔離防火墻上的報警電話及照明開關不能防雨，日曬雨淋后容易損壞，應加裝防雨罩。

GIS 消缺問題主要涉及防爆片泄壓口朝向安全問題。GIS 防爆片泄壓口應朝向安全的方向，避免緊急事故時壓力向安全通道或其他有人經過的地方涌出造成二次傷害。

開關柜消缺問題主要涉及開關柜銘牌信息與柜內實際參數不一致、橋架防腐問題、計量問題及“五防”問題。開關柜到貨時，項目部宜安排專人接收，并仔細復核開關柜銘牌信息，確保銘牌信息與柜內互感器的實際變比一致。項目部應對主變10 kV 母線橋及支架進行防腐處理，邀請供電公司現場檢查前，開關間內的所有電能表和采集終端均應送省計量校驗，并建立資產，采集終端參數應設置好并接入綜合數據網信號。每面10 kV 開關柜下電纜溝內均應砌防小動物堵墻。

光纜消缺涉及的問題主要是光纜綁扎方式不合理和轉彎半徑過小。針對光纜綁扎方式問題，可考慮將終端塔光纜扎帶變更為線夾式。實際施工過程中，還應充分考慮光纜轉彎半徑問題，保證光纜因轉彎半徑過小而出現破損。

在變電站交付后，站點的運行維護一般由供電公司運檢部負責，通常變電站驗收時，運檢部也會參加。運檢消缺主要涉及設備接地、安全問題、操作便捷、網絡監控4 個方面的內容。

消缺開始前，項目部應開展自查自糾，重點檢查室外照明燈桿、主變區域金屬材質圍欄、室外消防箱等是否接地。同時，應對全站各設備的穿管進行防火封堵，完善設備二次標簽。網絡監控方面，項目部應保證視頻監控系統盡量與供電公司互聯網辦公室采用同品牌型號的監控，如果品牌不同，應與對方取得聯系，協調聯網準入、協議匹配和系統調試相關事宜。

3 結語

安全、質量、進度及成本是變電站建設的關鍵要素。本文以110 kV“鋼結構+裝配式”變電站建設為背景，從原材料檢驗、地基基礎工程及混凝土工程（混凝土試塊的養護及送檢）、鋼結構安裝過程（地腳螺栓、立柱翼板焊反、安全帶“高掛低用”、避雷帶工藝改進）和消缺過程（設備安全、計量和運檢）這4個方面闡述了可能存在的問題及解決方案。本文列舉的相關案例能夠為變電站建設提供依據，具有較高的應用價值。