史学涛
中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 四川省成都市 610021
摘要：随着土地资源越来越紧张，变电站的场地条件越来越难以满足常规布置方式的需求，本文基于金山500千伏变电站的工程实例，对山区复杂地形、地质条件下的架空平台式户内变电站的总平面布置方案做了初步分析研究，总结了一些可供后续工程实际操作的布置原则和方法。
1 前言
随着中国社会经济发展的变化，电网建设受到限制条件越来越苛刻，例如地理位置越来越偏僻、地质条件越来越复杂、场地尺寸越来越狭小、限制条件导致进出线难度大、大件运输困难，地质复杂，地基处理难度大，地震烈度高，水源选取较难，土壤电阻率高等方方面面困难，不少的变电站从选址开始就无法按照教科书要求的那样选出令人满意的建设场地，存在着诸多困难和挑战，受场地限制限的电网工程建设管理、设计和施工的难度都非常大。
此区域的变电站选站，能够基本满足要求的站址位置很多位于河滩地、稍平坦的阶地、冲积洪积扇、坡积扇、山前堆积台地。有以下显著的特点：自然地面高差较大、地质条件较差、冲积洪积扇及坡积扇稳定性差、常常受河流、山洪及泥石流影响、交通运输困难、出线条件较差、民房较多、土地多属于基本农田，站址周边环境是两岸山岭险峰兀立，谷壁峻峭、多个地震断裂带集中、同时河谷两岸山洪、泥石流、滑坡、崩石等地质灾害特别突出，故工程选站工作特别困难。
随着基础设施和城市建设的开发，大量良田被占用，耕地资源更加匮乏。山区变电站建设应在确保变电站安全的前提下，尽可能不占良田，避开村民较多的地方及地方规划的移民安置点，减少拆迁。
2 总平面布置原则研究
随着建设用地资源越来越稀缺，场地受限的问题在变电站的建设中越来越突出，初步归纳主要受三种限制条件：（1）地形条件受限；（2）水文地质条件受限；（3）规划条件受限。一个变电站可能是其中单一种限制，也可能是2～3种综合限制。因此受限制条件的变电站设计原则是：因地制宜，灵活考虑，电气方案、总平面布置等不拘泥于常规变电站设计设计，空间立体发展，通过户内站、架空平台、支挡桩等措施尽可能的缩减平面尺寸，通过布置与规划相协调解决掉受限条件的难题。
空间立体发展，相比常规布置，更加集约化，整合化，设计难度相对更高，这就需要土建专业和电气专业精密配合，既充分满足工艺布置的要求，同时最大限度地节约占地面积，充分利用立体空间。
对于地形条件受限的场地，宜尽量顺应地形对变电站围墙尺寸进行压缩，避免高挖高填。极限情况可以采用架空平台方案，但需要较好的地质条件以满足平台的稳定要求。
对于地质条件受限的场地，应明确安全边界，在安全边界内布置变电站并充分考虑周边出线终端塔和附属设施的用地。
对于规划条件受限的场地，应充分与当地规划部门沟通，落实场地周边的规划设施、道路、建筑，并熟悉当地的规划文件，既要避免变电站用地与规划冲突造成工程审批过程中受阻，又要用足红线范围。
以上三种场地受限的情况在具体的变电站建设过程中可能会综合出现，因此在总平面布置方案设计中需灵活考虑，以保证工程安全和满足使用要求为基本原则。
3 工程实例分析
3.1 工程概况
金山500kV变电站站址位于重庆市两江新区鸳鸯社区黄茅坪村附近的金渝大道岚峰隧道北侧山坡，岚峰村立交以东，北临长安福特汽车有限公司重庆公司、东南临重庆市耀中国际学校。变电站距东北面渝北城区直线距离约11km，是两江新区规划局指定的唯一站址。站址场地为高陡斜坡地貌，场地斜坡总体为由西南倾向东北方向。其中站址场地的西部区域及西南部区域地形相对较陡。西部区域斜坡自然坡度约20～28°，局部大于30°。中部及东部地形相对较缓，约10～15°左右。场地西南部附近的边坡的局部为陡崖，崖高约10～15m。站址区域内海拔高程约356～378米，场地原始地貌如图3－1所示
图3－1 站址地貌
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此外，变电站的总平面布置除了考虑自身的用地需求，还需要充分考虑规划红线退距的问题。根据重庆市两江新区规划部门提供的《重庆市城市规划管理技术规定》，第三章第十四条规定，建筑计算高度24米及以下的非居住建筑，主采光面半间距为计算高度的0.5倍，且不小于4米；山墙面半间距为4米。规划部门据此要求金山500kV变电站平台外沿按半间距要求退让该红线9.5m左右。常规变电站的建设无需如此受限是因为常规变电站站内建筑到站外红线之间一般还有环形道路、围墙和边坡，其距离可以满足规划退距的要求，但本站为一栋独立建筑，其在划定红线的过程中就需要考虑退距的问题。
3.2 总平面布置
由于站址处于重庆主城区规划范围内，变电站的建设必须依照当地规划部门给定的范围进行建设。在给定范围内自然地面高差较大且周边有垃圾站、水库等设施必须避让，还需要考虑与当地规划市政道路进行衔接，经与当地规划部门多方配合，确定了站址位置和布置方案。变电站为户内500kV变电站，依据电气设备布置方案，综合考虑地形受限情况，站址场地为高陡斜坡，自然地面高差较大，标高在356～378米之间。配电装置楼采用架空方案，四周设置架空平台，消防小间、雨淋阀间布置在北侧的平台上，事故油池、生活污水处理装置、含油废水调节池、中水回用设备布置在北侧平台下的自然地面上，配电装置楼布置在站区的中间。配电装置楼周边平台作为消防车道使用，临时进站道路从北侧接入，待站址附近的规划市政道路建设完成后，最终的进站道路经由南侧的市政道路接入，平台框架三维图和总平面布置图如图3－2、3－3所示：
图3－2 平台框架三维图
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图3－3 站区总平面布置图
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3.4总平面布置优化成果
根据受限条件，通过各专业优化，金山变电站主要指标如下表所示。
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4 总结
山区自然地面高差大，基本农田资源有限，拆迁安置困难，在确定推荐站址时应优先考虑不占基本农田，拆迁量少的站址，实现可持续发展，构建和谐社会。受限变电站给出了超出常规设计方案限定的特出条件，也同时给出了设计创新的机遇，如何创新设计思路，总结经验因地制宜把受限变电站，利用原有地形避免大挖大填是一个重要思路。
大挖大填的弊端：1、扰动已稳定的自然边坡，诱发滑坡；2、由于场地受限，很难完全做到土石方平衡，增加非法弃土风险，环评水保压力大，雨季来临安全风险大；3、土石方量大，工程费用高；4、作业面小，机械施工受限，高陡边坡施工难度大，作业风险大。
应尽量利用已有的地形地貌，通过平面不够、空间补的思路，把大手术变为微创手术，减少扰动，降低各种风险。此外，少量的基槽余方必须合理规划，不能随意堆放，诱发次生灾害。
参考文献：
[1] GB50330-2013.建筑边坡工程技术规范[S].
[2] DL/T5496-2015.220kV~500kV户内变电站设计规程[S].
[3] DL/T5056-2007.变电站总布置设计技术规程[S].