變電站土建結構設計問題及處理對策

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［摘要］現(xiàn)階段，隨著我國電力企業(yè)的壯大發(fā)展，變電站的建設數(shù)量和速度也在不斷攀升。因此，在開展變電站的土建結構設計時很容易出現(xiàn)各類問題，這些問題會大幅影響后期變電站的正常運作，甚至會產生較大的安全事故。所以，需要對變電站土建結構設計中存在的問題引以重視，且采取有效的對策妥善處理。主要圍繞變電站土建結構設計中可能出現(xiàn)的問題及解決對策進行分析，以供參考。

［關鍵詞］變電站；土建結構；施工設計

由于人們用電需求的增加，變電站的建設規(guī)模不斷擴大，安全、穩(wěn)定的變電站建設成為人們用電需求的重要保障。在變電站的建設過程中，土建結構的設計是非常重要的環(huán)節(jié)，也是確保變動性、穩(wěn)定性與安全性的重要內容，所以，我們需對變電站土建結構設計環(huán)節(jié)加以重視，以確保后期變電站可順利建設、正常運作。

1變電站土建的框架結構設計

1.1基礎設計要點

在開展變電站天然基礎設計時，需結合現(xiàn)場實際情況，如發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場柱下擴展基礎下的地基土質呈現(xiàn)出松軟、松散情況。那么，在開展變電站框架結構設計時，為確保地基處于穩(wěn)定狀態(tài)，建議使用柱下條形基礎，并適量擴大各個節(jié)點處的基礎寬度，然后在條形基礎的下面鋪設厚度為100mm左右的墊層，鋪設原材料的型號為C20混凝土。如果現(xiàn)場的地基基礎的埋設深度超過3m，并且地基土層的承載能力較差，在進行基礎設計的時候，可使用筏板或樁筏基礎建設地下室，以有效支撐地基的承壓負荷，大幅減少地基沉降的問題。在開展筏板基礎設計時，需要以建筑為中心，然后向四周適量擴大地下室的筏板，以提高對上部建筑的承壓性能。如果筏板面筋較大，可設計適當距離的后澆帶，等到完成筏板混凝土澆筑60d后，就可對后澆帶進行堵封，使用的施工材料為微膨脹混凝土。

1.2平面結構設計要點

對于變電站結構而言，樓板的作用是將建筑物內部隔成若干層，以滿足不同空間樓層的需求。所以，對于樓板的受力是需要重點關注的內容，尤其是對于墻、柱所承受的水平方向壓力，更是至關重要，是關乎到墻柱穩(wěn)定的關鍵性因素。所以，在進行板筋配置時，需要使用2級或3級鋼筋，且盡可能采用強度、硬度較高的鋼筋，以最大程度滿足樓板的承壓負荷需求，并且避免面筋被不斷踩踏而減弱承壓力的情況。此外，在進行板筋間距設計時，根據(jù)施工需求，一般控制在150~200mm。如果有防裂縫、防水等方面的需求，板筋之間的距離需要小于150mm。另外，如果是普通樓蓋，其厚度要求大于100mm；如果是天面層樓板，尤其受到溫度差異的影響，很容易出現(xiàn)裂縫，因此，厚度需控制在200mm以上，且鋼筋之間的距離小于150mm。

1.3框架梁設計要點

對于變電站而言，框架梁的作用十分重要，主要為2個方面。第一，將樓屋蓋所承受的壓力轉移到框架柱外，減少變電站的承壓負荷。第二，可以和框架柱進行剛接，形成梁柱抗側力體系，一起發(fā)揮抗壓、減震的效果。在設計梁的截面寬度時，需要大于200mm，而梁截面的高寬比例要小于4。如果梁高較小或使用扁梁時，除了需要計算承載力、受剪截面外，還要符合剛度、撓度、抗裂縫等要求。對于梁撓度的計算方式，一般是直接減去梁的合理起拱值。此外，如是現(xiàn)澆梁結構，需將梁受壓翼緣的有利作用考慮在內。在進行變電站抗震設計時，梁端縱向受拉鋼筋的配筋率需要小于2%，對于梁端截面的底面、頂面縱向鋼筋截面面積的比值要按照一級大于0.6，二、三級大于0.4來進行計算；對于沿梁全長頂面和底面的設計，需要配置2根以上的縱向鋼筋，并且確保鋼筋的直徑大于14mm，以滿足抗震需求。

1.4框架柱設計

變電站的框架柱結構主要作用是承受整個框架結構中梁和板的負荷壓力，然后將此荷載壓力傳輸給基礎，屬于主要的豎向支撐構件。因此，在開展框架柱設計時，為更好地提升抗震時結構柱需要的延伸性能，柱需要符合對軸壓比的需求，主要實現(xiàn)途徑為提升截面面筋和混凝土標號。

1.5樓梯設計

在變電站中，樓梯也是建筑中不可或缺的重要組成結構之一。對于變電站的結構設計而言，樓梯是獨自承受壓力的構件。所以，樓梯的設計需要滿足2個需求：第一，豎向承壓荷載力；第二，良好的抗震性能。另外，對于梯梁的布局需盡可能符合變電站的各項功能，使其梯板的受力均勻、合理，一般情況下，設計形狀為：A型樓梯。對于梯柱的設計，箍筋要求全高加密，并且將樓梯梯板的厚度設計為樓梯跨度的1/30~1/25。如果發(fā)現(xiàn)樓梯的撓度不符合規(guī)定時，可采用以下方式解決：（1）提升梯板的厚度；（2）增加梯板縱向底筋面筋；（3）調高梯板跨中起拱值。

2變電站土建結構設計中存在的問題

2.1變電站選址合理性的問題

眾所周知，我國變電站的情況較為復雜，變電站內部分布著許多設施設備，并且這些設施設備會產生大量的電流，各設備之間的電路錯綜復雜，一旦觸碰很容易引發(fā)較大的安全問題。因此，在進行變電站的土建結構設計時，變電站的選址是首要解決的問題，也是十分關鍵的問題之一。變電站的選址是否合理直接關乎到后期的變電站的設計、建設問題。例如，有些變電站所處的區(qū)域地理環(huán)境惡劣且復雜，洪水、地震現(xiàn)象頻發(fā)，這些自然災害會直接影響變電站的正常運轉，給變電站內部的設備運作帶來較大的破壞性，不僅會發(fā)生線路短路等各類事故，嚴重時還會直接引發(fā)火災等危險事故，從而給人們帶來較大的人身財產損失。所以，變電站土建結構的選址是否具備合理性非常重要。例如，將變電站的地址選擇在雷電頻發(fā)或地勢較低的地區(qū)，這些都會為后期變電站出現(xiàn)安全事故埋下較大的安全隱患。

2.2變電站結構穩(wěn)定性的問題

現(xiàn)階段，我國的變電站設計涵蓋了很多土建建筑結構設計，這些結構設計環(huán)節(jié)也是變電站設計的重點內容，會直接影響變電站的正常運作，也是確保變電站穩(wěn)定性與安全性的關鍵環(huán)節(jié)，直接影響變電站的使用壽命與使用時間。但目前在開展變電站結構設計時，很多設計師對結構穩(wěn)定性問題未引以重視，在設計環(huán)節(jié)沒有增加加固變電站穩(wěn)定性的保障結構或體系，如此一來，也會大幅影響后期變電站各項功能的正常發(fā)揮。

2.3變電站站內布局問題

經研究發(fā)現(xiàn)，很多變電站的站內布局設計不太合理，出現(xiàn)了很多矛盾現(xiàn)象。目前，我國的變電站內不僅有許多建筑結構，還配備有很多電氣運作的設施設備。因此，在開展變電站設計時，如何合理規(guī)劃站內布局問題，確保建筑結構與電氣設備相互配合、互不干擾，也是值得深入探究的問題。如果僅重視結構設計，忽視變電站內部的電氣設備布局，就會出現(xiàn)隱患問題。例如，防護網與通風口不匹配，會大幅影響變電站的正常運作等。這些問題也會進一步增加內部運作發(fā)生故障的概率。

2.4變電站基礎混凝土結構裂縫的問題

在開展變電站土建施工時，稍不注意就會出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象，其產生裂縫的原因主要有以下幾點。（1）施工中的水泥、砂的性能參差不齊，質量不佳。由于水泥是變電站施工的重要基礎材料，因此，在選擇水泥的種類、型號、性能等方面需要結合現(xiàn)場的施工需求，如果沒有選擇合適的水泥種類，那么后期就很容易出現(xiàn)混凝土裂縫等問題。另外，配料比例設計不合理也會影響水泥質量，進而影響整個變電站的施工質量。（2）環(huán)境因素的影響力較大，有些變電站使用的水泥很容易受到環(huán)境的影響，如果周邊環(huán)境的溫度或濕度出現(xiàn)變化，那么也會導致混凝土表面出現(xiàn)裂縫。（3）施工人員的專業(yè)素質不高。在開展變電站結構設計施工時，如果施工人員自身專業(yè)能力不高，技術不過關，或未嚴格遵守前期的設計施工要點，也會導致變電站混凝土結構出現(xiàn)裂縫等問題。

3變電站土建結構設計問題及對策

3.1合理選擇變電站的地址

變電站土建結構設計中最為重要的內容是做好變電站地址的選擇工作，這不僅是整個土建結構設計方案的重要前提，也是后期變電站快速施工、正常運作的重要保障。所以，需要對變電站的選址工作引以重視。在進行變電站選址時，首先需要對該區(qū)域的地形、氣候、水土等方面信息了如指掌，并且結合該區(qū)域對變電站的功能需求，進行合理選擇。需要注意的是，在進行選址的過程中，確保變電站的地址可滿足各類電氣設備進出線的要求。其次，在選址變電站時，應符合該城市的規(guī)劃建設，杜絕土地鋪張浪費的情況，盡可能提升土地的利用率。一般情況下，變電站會建設在污染源上端或前段，盡可能避開特殊地形，防止變電站施工處于開風口與斷層位置。最后，變電站不應設計在容易出現(xiàn)山體滑坡的位置，防止滑坡滾石對變電站內部基礎設備產生破壞。如果是洪水頻發(fā)的區(qū)域，那么需要將變電站建設在高處，且增加相關的抗洪、防洪措施，以實現(xiàn)保護變電站的目的。

3.2提升變電站結構的穩(wěn)定性

為保障變電站結構的穩(wěn)定，重點在于做好變電站基礎地基的建設工作，以加固變電站結構的穩(wěn)定性與安全性。所以，在開展變電站土建結構設計時，需使用針對性的防護措施以保障基礎地基的穩(wěn)定。例如，在建設變電站過程中，發(fā)現(xiàn)基礎地基有些松動，可使用墊層的方式進行地基加固，提高地基的強度與穩(wěn)固性。此外，在建設溝槽施工的過程中，不僅需要使用規(guī)范性、科學性的施工技術，還需結合現(xiàn)場溝槽、管道的分布情況。

3.3做好變電站站內布局設計

對于變電站土建結構設計而言，做好變電站站內布局設計十分重要，也是變電站長期、穩(wěn)定運轉的關鍵性因素。首先，在前期設計階段，需要全面了解變電站內的結構、設備、線路等信息，然后進行深入分析，并結合變電站內部整體結構特征，進行合理化、科學化布局，以確保變電站內的各個結構、設備、線路相互配合、互不干擾，從而保障變電站的正常運作。例如，變電站主控室的設計，要盡可能避免被噪聲污染，且根據(jù)電纜的長度，選擇最佳的建設位置，從而確保變電站可高效、快速地運作。

3.4預防變電站基礎混凝土結構裂縫現(xiàn)象

為有效預防變電站基礎混凝土結構出現(xiàn)裂縫，需重視施工原材料的品控，尤其是水泥、砂石等需求量較大的基礎施工材料，其質量水平至關重要。首先，在進行施工材料采購時，需選擇品質過關、質量可靠的原材料，且結合變電站建設的現(xiàn)場情況進一步篩選，盡可能避免混凝土結構出現(xiàn)裂縫問題。其次，對變電站的施工隊伍，需要做好技術把關，確保施工人員具備良好的專業(yè)技能，盡可能規(guī)避人為因素造成的混凝土結構裂縫現(xiàn)象。

4結束語

綜上所述，由于變電站的正常運轉是滿足人們用電需求的重要保障，因此，需重視變電站土建結構設計中出現(xiàn)的問題，且采用相關的對策解決，從而提升變電站的建設質量水平，為我國的電力企業(yè)發(fā)展提供強有力的動力基礎。

參考文獻

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作者：王紅賓 高紀云 單位：河南九域博慧方舟咨詢發(fā)展有限公司