姜程瀚

（吉林省送變電工程有限公司，長春130000）

1 引言

近年來，國內(nèi)建筑行業(yè)對(duì)節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和環(huán)保四個(gè)方面提出了越來越高的要求。在建設(shè)變電站的過程中，現(xiàn)有的現(xiàn)澆式混凝土施工技術(shù)在電力建設(shè)周期越來越短的大背景下顯得有些無能為力，主要表現(xiàn)為：野外作業(yè)周期長，易受天氣影響，施工占地多。除此之外，現(xiàn)有的施工技術(shù)需要大量的水泥和砂漿，因此，會(huì)產(chǎn)生一定的垃圾，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的損害。與此同時(shí)，現(xiàn)澆施工的建筑模式需要現(xiàn)場人工實(shí)施。考慮到現(xiàn)在國內(nèi)施工隊(duì)伍的水平參差不齊，很難對(duì)施工質(zhì)量提供保障。當(dāng)前，國內(nèi)兩大電網(wǎng)公司國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)都對(duì)變電站建設(shè)提出了更高的要求，其核心內(nèi)容主要涉及人性、綠色、環(huán)境保護(hù)和環(huán)境協(xié)調(diào)。作為后起之秀的裝配式施工模式與電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展趨勢在一定程度上是一致的。

2 裝配式變電站概述

2.1 裝配式變電站的定義

當(dāng)前，國家電網(wǎng)公司為了滿足工業(yè)對(duì)電力負(fù)荷的需求，一直致力于提升電網(wǎng)供電能力，提出要建設(shè)完善的供電體系。在這種大背景下，各種電壓等級(jí)的智能變電站應(yīng)運(yùn)而生，各地區(qū)的變電站建設(shè)規(guī)模也逐年擴(kuò)大。裝配式變電站通常是由先進(jìn)、可靠、環(huán)保的智能模塊化單元組成的集成式變電站，能夠?qū)?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化集為一體，并將高質(zhì)量高水平視為技術(shù)標(biāo)桿，能夠自主完成信息采集和測量等工作職能。相較于傳統(tǒng)意義上的變電站，裝配式變電站具有節(jié)約占地面積、節(jié)省施工周期、降低施工成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 裝配式變電站的優(yōu)勢

相較于現(xiàn)有的現(xiàn)澆混凝土施工模式，裝配式變電站的占地面積都相對(duì)較少，且其建設(shè)更有利于現(xiàn)場控制，能更好地遵循“資源少、成本控制、效率提高、安全可靠”的原則，實(shí)現(xiàn)資源減少對(duì)電力系統(tǒng)的影響。同時(shí)，在工廠對(duì)裝配式變電站的主要部件進(jìn)行制造和調(diào)試，并在施工現(xiàn)場對(duì)主要部件進(jìn)行組裝。由于建筑物與構(gòu)筑物是平行建設(shè)的，所以裝配式變電站的施工效率會(huì)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的現(xiàn)澆變電站，其施工周期也會(huì)明顯縮短。

值得一提的是，除了現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)外，所有的裝配式鋼結(jié)構(gòu)和蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板都被用于制造變電站的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、閘門、結(jié)構(gòu)支架和設(shè)備支架。所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件都需要在工廠完成預(yù)制，然后通過工程運(yùn)輸車送至施工現(xiàn)場，這樣會(huì)大大減少現(xiàn)場作業(yè)的工作量，也在一定程度上降低了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。除此之外，裝配式變電站堅(jiān)決貫徹國家所提的智能環(huán)保政策。在建設(shè)裝配式變電站時(shí)，現(xiàn)場施工基本無濕作業(yè)。與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆變電站有所區(qū)別，裝配式變電站的主要建筑材料（鋼材）能夠?qū)崿F(xiàn)回收再利用，其他建筑材料經(jīng)有效回收和合理破碎后能夠再生加工。

裝配技術(shù)已經(jīng)充分應(yīng)用于裝配變電所的土建施工和電氣安裝，改變傳統(tǒng)變電所的施工方式，按工廠加工預(yù)制和現(xiàn)場組裝兩個(gè)環(huán)節(jié)建設(shè)智能變電站。當(dāng)前，裝配式變電站雖然沒有在我國得到廣泛推廣，但其已經(jīng)成為未來發(fā)展的必然趨勢。裝配式變電站將對(duì)提高電網(wǎng)建設(shè)水平和促進(jìn)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)做出了積極貢獻(xiàn)。

3 裝配式變電站結(jié)構(gòu)技術(shù)方案

拼裝結(jié)構(gòu)主要分為混凝土結(jié)構(gòu)拼裝和鋼結(jié)構(gòu)拼裝兩種形式，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是指由工廠預(yù)制混凝土構(gòu)件經(jīng)現(xiàn)場安裝設(shè)計(jì)建造的混凝土結(jié)構(gòu)建筑。構(gòu)件拼裝方法通?？梢苑譃楝F(xiàn)場后澆疊合混凝土、后澆混凝土與鋼錨具的連接等幾個(gè)主要組成部分，而鋼筋連接可應(yīng)用套筒灌漿連接、配件焊接和預(yù)留孔搭接等多種連接技術(shù)。預(yù)制混凝土拼裝結(jié)構(gòu)包括梁、板、柱、墻等工廠，預(yù)制后運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行安裝。與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，降低了施工現(xiàn)場協(xié)調(diào)難度。裝配式建筑在美國、日本等許多國家和地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，并經(jīng)受住了實(shí)際地震的考驗(yàn)。近年來，隨著我國節(jié)能減排要求的提高和勞動(dòng)力價(jià)格的急劇上漲，預(yù)制混凝土構(gòu)件在我國的應(yīng)用呈現(xiàn)出快速上升的趨勢。然而，如何將結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于變電站多層組合樓內(nèi)，需要從變電站的特點(diǎn)出發(fā)，借鑒近年來住宅產(chǎn)業(yè)化的新技術(shù)，對(duì)變電站的連接方式和施工技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的應(yīng)用研究。鋼結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展較為成熟的建筑形式，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件體積小、重量輕、便于運(yùn)輸和安裝，能大大降低地基的造價(jià)，且其生產(chǎn)周期短、抗震性能高、可回收利用。由于鋼結(jié)構(gòu)適用于跨度較大、負(fù)壓較高的結(jié)構(gòu)，因此，國內(nèi)部分變電站的原材料采用的是鋼結(jié)構(gòu)。

一方面，相較于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的施工周期比較短且抵御自然災(zāi)害能力強(qiáng)。另一方面，鋼結(jié)構(gòu)不耐熱且耐腐蝕性不強(qiáng)，尤其當(dāng)環(huán)境比較惡劣時(shí)容易出現(xiàn)生銹的情況。通常來講，鋼結(jié)構(gòu)需要施工人員對(duì)其進(jìn)行定期防銹養(yǎng)護(hù)。因此，設(shè)計(jì)人員根據(jù)工程實(shí)際情況合理選擇兩種結(jié)構(gòu)的使用比例，并充分考慮現(xiàn)場工程地質(zhì)條件、層高、建筑外觀要求等諸多因素。

4 國內(nèi)電網(wǎng)裝配式變電站工程應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和電網(wǎng)技術(shù)的迅猛變化，國內(nèi)各省供電公司都在致力于推動(dòng)電網(wǎng)建設(shè)向智能化轉(zhuǎn)變，多項(xiàng)裝配變電所試點(diǎn)工程穩(wěn)步推行。本文以吉林省長春電網(wǎng)洋浦220kV變電站為例進(jìn)行了分析，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，長春電網(wǎng)是吉林省電網(wǎng)骨干網(wǎng)架的中樞點(diǎn)之一，也是吉林省電網(wǎng)重要負(fù)荷中心和東北電網(wǎng)北電南送的重要通道。長春市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，是吉林省最大的最集中的電力負(fù)荷中心，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，開辟線路走廊越困難，經(jīng)濟(jì)集中區(qū)域的城市規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃結(jié)合度很差，多個(gè)變電站的聯(lián)網(wǎng)線路受線路走廊的限制，建設(shè)緩慢甚至不能實(shí)施。為將土地資源利用最大化，在變電所方案選擇中，整體式GIS變電所的應(yīng)用較多，裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更為有利。裝配式變電站的應(yīng)用還沒有在吉林省地區(qū)得到充分發(fā)展，因此，應(yīng)該根據(jù)吉林省地區(qū)的特點(diǎn)和電網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀，積極推廣裝配式變電站是必要和迫切的，但也存在許多技術(shù)難點(diǎn)，包括消防技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)和壁板連接等[1]。

4.1 防火技術(shù)

依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》文件中GB50016的具體要求，變電站的柱和梁的耐火極限必須應(yīng)該分別達(dá)到2.5小時(shí)和1.5小時(shí)。為了增強(qiáng)建筑的防火能力，所有的柱、梁及其與墻板的連接鋼件都應(yīng)該進(jìn)行防銹處理，在表面涂加防火層。與此同時(shí)，施工單位通常會(huì)選用ALC材料作為墻面施工，根據(jù)國家相關(guān)調(diào)研報(bào)告得出的結(jié)論，150mm厚度ALC板的墻體耐火極限必須要大于4.0 h，滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定的防火墻耐火極限不小于3.0 h。

4.2 鋼結(jié)構(gòu)防腐

作為裝配式變電站的主要施工材料，鋼結(jié)構(gòu)防銹防腐技術(shù)主要有：所有鋼結(jié)構(gòu)配件的最低除銹等級(jí)都要滿足Sa2 1/2級(jí)，而且噴涂“冷噴鋅+面漆”進(jìn)行防腐：首先噴涂ZD96-1冷噴鋅，然后復(fù)涂聚氨酯面漆。值得一提的是，冷噴鋅層中的鋅含量必須在96%以上，而且噴鋅層的耐鹽霧考核應(yīng)該滿足1800h以上。鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)中常見的還有有氣噴涂或無氣噴涂，兩者的防腐要求必須要滿足30年的免維護(hù)使用壽命，至于埋在地下的鋼構(gòu)件，施工材料方面必須要滿足外包至少50mm厚混凝土。

4.3 墻板縫處理和防水

考慮到具體工程的差異，ALC墻板與墻板、樓地面、墻板梁柱之間的縫隙處理技術(shù)會(huì)有一些區(qū)別。通常情況下，施工采用的填縫劑會(huì)由廠家提供。施工人員在刮膩?zhàn)又皯?yīng)該對(duì)墻板縫使用耐堿玻纖網(wǎng)格布以防止墻板出現(xiàn)裂縫。除此之外，為了防止構(gòu)件拼接處出現(xiàn)漏水的情況，應(yīng)該在水平拼縫處施加多種防水技術(shù)。施工人員還應(yīng)該利用材料的特性對(duì)拼縫進(jìn)行密封，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效的防水。需要注意的是，施工人員還可以通過構(gòu)造一定的空腔來實(shí)現(xiàn)防水和排水功能，也可以借助空心橡膠密封條實(shí)現(xiàn)有效防水。