变电站土建结构设计存在问题及处理对策--中国期刊网

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变电站土建结构设计存在问题及处理对策

发表时间：2021/6/16 来源：《探索科学》2021年5月作者：高超

[导读] 近几十年来，国内电力行业的建设技术取得了飞速发展。变电站工程是我国电网建设工程中的重要一环。本文通过探讨变电站土建结构设计存在的问题，并提出相应的解决对策，旨在确保变电站土建结构设计工作能顺利开展。

上海艾能电力工程有限公司高超

摘要：近几十年来，国内电力行业的建设技术取得了飞速发展。变电站工程是我国电网建设工程中的重要一环。本文通过探讨变电站土建结构设计存在的问题，并提出相应的解决对策，旨在确保变电站土建结构设计工作能顺利开展。
关键词：变电站；土建结构设计；存在问题；处理对策
        引言：
        随着人们生活水平的提高，居民用电需求不断增加，变电站工程建设项目数量也随之上升。这也导致了变电站土建工程的数量增多，土建结构设计的要求也逐年变高。基于此背景下，施工人员必须做好变电站土建工程的结构设计及技术控制工作，提升其安全性及可靠性。但是，目前为止，在实际的变电站土建结构设计工作中还存在一些问题。
        一、当前变电站土建结构设计存在的问题
        （一）选址不适
        由于变电站内含有大量的带高压电属性的配电装置，这些配电装置很容易受到周围环境的不良影响。与此同时，自然灾害或者恶劣气候条件也会对配电装置产生不良影响[1]。一旦工作人员没有仔细考虑位置及区域的利弊条件、没有深入的进行调研及考察选区，选择了地理位置不佳或自然环境恶劣的区域来建造变电站，就会引发一系列地不良后果。不仅变电站无法正常发挥其功能，并且人民的财产和人身安全也会因此受到严重威胁。
        （二）站内结构设计不合理
        结构设计图纸能为工程施工提供参考，科学性高，规范性强的图纸是使变电站能够投入安全使用的前提条件。导致站内结构设计不合理的首要原因是尺寸设计偏差。这种情况往往发生在缺乏设计经验的新手设计师中，由于他们不了解工程构建的尺寸及配电架等厚度时，仅仅依靠计算数据的结果来开展设计工作，导致后期的设计构造无法满足实际工程需求。除此以外，站内间距设计不合理也是常见的问题之一，由于许多设计人员没有考虑到材料的伸缩性，导致某些建筑在投入使用中，出现温差裂缝现象[2]。由于变电站内的不同电气设备对工作环境有不同的要求。一旦设计人员忽略考虑了站内结构设计的合理性，并对变电站内部的安全隐患没有预防措施，极容易引发火灾。在这种情况下，不但变电站无法发挥供电功能，还会对周围居民的生命财产安全造成威胁。除此以外，忽略站内设计的细节，也会引发一系列的安全隐患问题。当站内预留的通风口过大，在没有防护网的阻拦下，老鼠、爬虫等动物会通过通风口进入到变电站中，不仅会对设备产生损失损坏，并且极容易导致设备短路问题，引发火灾。　
        （三）建筑质量较差
        在开展变电站土建结构工程建设工作中，某些施工团队为了节省建设资金，购买并使用了较为劣质的建筑材料，并在实际工程中，没有做好混凝土材料的配比工作；与此同时，某些施工人员为了减少工作时长，在变电站土建地基未牢固时便匆匆地并开展下一项工程。这些因素都会引发严重的变电站土建结构地基不牢固问题，从而导致变电站使用寿命变短、安全风险高。
        （四）荷载设计不合理
        通常情况下，变电站土建工程荷载的设计值是永久组合值的1.5倍[3]，但是很多设计师都将这两个数值混淆，使用错误的数据进行设计，而当实际地基变形不超过设定值时，此值无法满足设计要求。此时需要通过增加基底面积、加深基底深度来补救设计错误，造成了工程材料的巨大浪费。还有，在变电站土建结构设计中，混淆全跨式及半跨式的设计荷载量，也会对变电站土建结构的稳定性产生极大地影响。
        （五）组织施工不合理
        变电站的功能是为周围居民提供生活、商业用电。所以在开展变电站的土建结构建设工作时，要重点关注土建结构的安全问题及解决问题，以延长变电站的使用寿命。如果施工团队在进行施工前，没有对施工中可能会出现的风险问题进行预测及评估工作，没有设立安全基准来合理的组织和规划变电站土建工作。那么变电站整体工程的安全性及实用性就无法得到保障。
        二、变电站土建结构设计问题的改进措施
        （一）做好选址工作
        要做好变电站的选址工作，首要条件是选取合适的区域，满足变电站与负荷中心接近的条件，以降低电网损耗、节省工程投资；其次，应当选择交通便捷的区域，满足变电站内生产及运输的基本需求；最后应当从安全的安全的角度出发，规避易燃易爆、人员密集、粉尘纤维沉积等场所，选取防水、防污、防震、防雪的开阔平地来作为变电站的建造场所。

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与此同时，在开展变电站的选址工作时，应当遵守国家的土地规划法规，避免土地资源破坏问题、避免变电站土建工程的噪音干扰居民日常生活。
        （二）合理设计站内结构
        在进行变电站站内结构设计工作时，设计人员应当着重考虑安全问题，并对防护线进行优化设计，以此确保变电站结构整体的稳定性。通过控制好变电站的土建结构的延展性及赘余度，来提升内部结构的稳定性，提升变电站抗荷载及抗震能力。首先，在变电站主体结构的设计工作中，要确保结构设计符合防火标准。其次，要根据市配电室的安全标准，让配电室穿墙套管与地面保持安全的距离。与此同时，设计人员还要在配电室及主控室处的设计工作中注意预留通道位置，作为紧急撤离绿色通道。在门窗及通风口出铺设防护网，来避免因昆虫或动物进入站内引起设备故障问题、引发火灾。除此之外，设计人员还要做好变电站主控室光线控制问题，让主控室保持充足的光线来提升工作人员的工作效率。针对某些电子设备需要在无尘条件下使用的情况，设计人员应按要求选取防尘的建筑材料。
        （三）提升工程质量
        要确保变电站工程整体质量，首先要确保变电站的地基牢固。针对桩基问题，施工人员应通过提前开展地质勘查工作，来确定地基承载力的大小。当其偏小时，通过使用桩基础来代替常见的的独立柱基础，以此提升地基稳固性。与此同时，针对深度不高、承载能力较弱的土层，采用级配碎石换填法来清除软弱土层，从而使地高达到设计标准[4]。而像电缆沟这种上部自重小、长度长的条状地基，采用上部砂石填底来增加基底面积，当施工面积过大时，先将土层上挖，通过土灰混合层回填至内，来加强施工地区的紧实度。与此同时，混凝土材料作为变电站土建工程结构的主要建筑材料，其质量也会影响整个工程质量。所以，施工人员要严格控制好混凝土施工材料的质量，根据工程的实际标准来做好混凝土的配比工作，做好抗腐蚀测试及抗渗透测试，并淘汰使用质量不合格的混凝土材料。以此提高变电站混凝土结构施工质量。
        （四）做好荷载处理
        在施工过程中及投入使用后，变电站的土建结构都会承受到不同程度的荷载压力。这些荷载压力，会对变电站的土建结构设计的安全及持久性能产生一定的影响。所以在开展土建结构的设计工作时，设计人员应当充分考虑变电站的土建结构本身要承受的荷载量，认真做好荷载计算工作。并依据国家的规定要求，结合变电站选址要求，来选取合适的荷载数据。与此同时，通过提高混凝土的最低强度来提升变电站土建结构的安全及持久性。一般情况下，现浇混凝土的强度应高于C30，预应力混凝土强度应高于C40，并且最高氯离子含量不超过0．08%。其次，还要规范规定材料强度分项系数及荷载分项系数的大小，保证构件材料自身的安全性。
        （五）升级土建结构检测方案
        要实现全面升级变电站土建结构设计的安全及稳定性，设计人员需要在结构设计阶段拟定测试方案，使结构设计方案能够与实际工程建设相适应。首先，在变电站土建结构设计工作是，设计人员可以运用现代化技术结合现代化技术来开展数据分析工作，构建参数模型，不断优化设计结构数据。其次，在进行项目结构检测的工作中，测试人员的需要严格的开展荷载测试、安全测试及防火测试，确保变电站项目符合国家的安全建设标准。与此同时，检测人员还要根据施工方案，结合变电站实际施工情况来检测土建结构的合理性。除此之外，还要加强工作人员与设计人员的工作交流。针对变电站土建施工图纸及施工方案中表述不清晰的内容及现场情况，施工人员及时地与设计人员进行沟通，调整好施工方案，提升变电站土建结构工程的稳定性，不断地优化土建结构性能。
        三、结束语
        综上所述，本文通过探讨当前变电站土建结构设计中存在的选址不合适、站内结构设计不合理、建筑质量差、荷载设计不合理、组织施工不合理等问题，针对性地提出了改进措施。希望以此不断地优化变电站土建结构设计质量，确保变电站土建结构的安全性，避免产生安全风险问题。与此同时，希望相关工作人员总结变电站建设工作经验并认真落实变电站土建施工安全要求，让竣工后的变电站工程能够投入正常运行，满足广大人民的日益增长的生活及商业用电需求。
参考文献：
［1］王钢.变电站土建设计中的结构安全性与耐久性探析[J].中国新技术新产品，2017（23）：251-252.
［2］吴国军.变电站土建设计方案优化的合理化思考[J].宿州学院学报，2019，24（05）：125-126.
［3］周倩.现阶段变电站土建设计常见问题与控制措施研究[J].科技风，2018（01）：25-26.
[4]李朋.浅谈变电站土建结构设计存在的问题及针对性措施[J].信息化建设，2016（01）：89-90.