110kV变电站土建结构设计存在的问题及策略

王仲纬

摘 要：110kV变电站比较常用，其建设数量较多，为保证质量，须做好其土建结构设计；但在施工中实际还存在一些问题，例如选用的混凝土质量不合格，浇筑后混凝土出现裂缝；在变电站大体积主设备施工中，或因材料质量不过关和综合设计不到位，设计中没有考虑设备的特殊性，导致出现裂缝好空鼓问题，进行变电站选址中，受到综合因素的制约，很多变电站不得不选择在复合地基，软土地基中建设，导致施工难度加大，如果处理不到位，就会出现变电站沉降、裂缝等问题。下面就分析问题和具体的处理方法，希望给有关人士一些借鉴。

关键词：110kV变电站；土建结构设计；问题策略

变电站土建工程主设备基础施工非常重要，直接决定主设备的使用情况，常见的主设备基础有户外GIS设备、电容器、电抗器、变压器等，这些都属于大型设备基础，进行施工过程中，技术人员都选用无筋扩展基础方式，当设备荷载出现较大的偏心时，技术人员可以使用钢筋混凝土作为扩展基础，对于这种大型的设备基础而言，进行混凝土浇筑时，设计的整体体积会非常大，因此在设计中要予以重视。

1 110kV变电站土建结构设计存在的问题分析

1.1混凝土材料出现问题

对变电站进行设计过程中，经常发现其周围道路出现裂缝，例如某市变电站道路修建中，为了方便建设和资源的利用，施工中选用了永临结合的方式，将其作为道路的永久性基础，有利于节省资源，但是具体落实过程中，先进行面层的铺设，由于施工时间为夏季，温度在35°以上，永临结合的道路出现的了严重的裂缝。技术人员根据情况进行了分析，由于温度变化幅度较大，混凝土材料对温度比较敏感，导致混凝土表面温度和环境温度差异大，温差导致膨胀问题的发生，横向胀缝不能满足要求，因此导致裂缝的出现，在以后的施工中，必须有效进行预防和处理[1]。

1.2主设备施工中存在的问题

施工前做好交底工作，但是实践施工中经常出现混凝土施工工艺、后浇带、沉降缝等没有按照标准，那么在工程中的表现为混凝土出现收缩裂缝，不仅影响结构外观，也会影响结构的应力和承载力，导致主设备基础的使用寿命降低。对于主设备基础而言，其表面的预埋件表面积很大，当没有对其进行二次振捣时，浇筑后基础层会出现空鼓问题，一般露出地面的设备基础都是直角，当检修人员和施工人员不注意时，就容易出现擦碰，角部混凝土如果没有完全凝结，其硬度没有达到标准要求，角部会出现严重的破损，为了解决这一问题，设计中要增加倒角设计，并在其硬度达到要求后再在其周围进行其他方面的施工。大体积主设备施工存在问题，主要是主设备自身的特殊性，当前的工程文件中对其没有具体要求，导致实际施工不符合根本要求，进而出现裂缝问题。主设备自身有一定的特殊性，体积大、表面积大，需要进行预埋件的埋设，当没有对材料进行二次振捣时，就会出现空鼓问题。

1.3变电站复合地基出现变形问题

在进行变电站建设中，由于地形复杂，容易发生变形问题，例如在很多地区，存在黄土和红土，或者在海陆交互时产生大量的沉积，进而出现了大量的软土，进行变电站选址过程中，经常会发现一些承载力低、压缩性高的软土分布，为了保证工程质量，通常都是使用置换法，对软土进行置换，如果软土比较深，置换时施工量很大时，技术人员会选择使用深层水泥土搅拌桩技术，有效对地基进行处理。但是技术人员往往会忽视在正常情况下，对竖向承载搅拌桩符合地基变形情况进行计算，最终导致施工中出现地基变形问题[2]。

2 110kV变电站土建结构设计的具体策略分析

2.1对混凝土裂缝问题有效进行处理

在对上述道路进行施工操作中，对临时路面进行打毛，并进行破碎处理，在此基础上，在道路基础中铺设一些柔性材料，减小胀缝的间距，减少路面的膨胀，使用混凝土材料时，先结合实际需求，对配合比进行优化，掺入一定量的防水剂，可以降低内部水化热问题，有效避免出现裂缝和起拱问题。建设110kV变电站时，必须对环境因素和天气因素进行考虑，严格按照设计标准执行，保证使用钢筋和混凝土的安全系数，使用钢筋时，可以选用耐久性最强的最小配筋率，结合工程实际情况，适当增加限裂钢筋，对道路进行抗裂计算，配置足够的受力钢筋骨架，保证整体的施工质量。

2.2主设备施工的策略

为了控制混凝土出现大裂缝，进行变电站设计时，采取后浇带的设计方式，在设计中明确要求好后浇带和沉降缝工艺，保证满足工程要求。另一方面，为了降低混凝土裂缝，拌合混凝土时，可以适当添加一些减水剂，选用分散性好、减水率高的减水剂，严格对其质量进行检查，检验合格后才能使用。在施工设计中，对于容易发生空鼓的设备，可以在预埋件中间开孔，然后进行二次振捣，在设计中可以增加对倒角施工工艺要求，对于露出地面的部分，采取倒圆角的方式处理，避免在检修和施工中出现损坏。另一方面，完成浇筑工作后，还要做好后期的养护工作，做好保温、保湿、降溫等工作，如果对其没有设计要求，要求混凝土表面和内部的温度差控制在25℃范围内。对于设备基础中的预埋件而言，同样要在其中间开孔，并对其进行二次振捣，避免出现空鼓问题。设置的排气孔间距为200mm，对外露的设备基础设置倒角，其半径最佳在20-30mm范围。

2.3严格对地基进行处理

设计110kV变电站时，根据变形控制原则操作，对沉降情况进行验算时，必须对正确的使用情况进行分析，计算竖向承载搅拌桩符合地基变形计算时，必须也要对搅拌桩复合土层压缩变形情况进行计算，对桩端加固土层的压缩变形情况进行计算等。如果变电站工程选用了预应力混凝土管桩作为地基基础，那么在具体施工过程中，要先对桩基的水平承载力进行验算，进行抗震方面的验算时，水平地面的地震剪力必须满足不同的抗震强度，如果施工遇到强腐蚀性的场地，而且还必须使用预应力混凝土管桩施工，技术人员必须严格按照场地要求进行试验，通过理论论证合格后才能正式使用，确保施工的可靠性。另一方面，为了避免变电站基础出现下沉和不均匀沉降问题，在变电站选址过程中，必须进行综合分析，尽量不选择软土层和其他土层，选择基础坚实的土层，保证变电站的质量。

总结：通过以上对110kV变电站土建结构设计存在的问题及策略分析，虽然实践施工中存在一些问题，但是都是可以避免的，因此在以后的变电站建设中，要求管理人员选择有资质的施工单位，保证技术水平和质量标准，在此基础上，对施工过程进行严格的监督管理，对存在的问题制定针对性解决方案，例如混凝土裂缝问题，要求工作人员重视对混凝土材料、混凝土施工的检查，对地基下沉问题，要求工作人员科学进行选址，合理对软土地基进行处理，避免类似问题的发生。如果实践中出现这些问题，对相关责任人进行严格的惩罚。

参考文献：

[1]汪宇.浅析110kV变电站土建结构设计存在的问题及针对性措施[J].华东科技：学术版，2017（3）：211-211.

[2]杨曰利.新形势下110kv及以下变电维修中存在的问题对策研究[J].经济管理：全文版，2016（7）：00089-00089.endprint