摘要: 装配式变电站是推行变电站建设项目全寿命周期设计建设理念,遵循国家电网公司“两型一化”变电站设计建设导则,依据规程、规范和技术管理要求,在典型设计方案的基础上进行改进设计,优化平面布置和竖向设计。重点是还能有效降低占地面积、建筑面积、投资、工期等指标,推行标准化设计、标准化施工,减少管理难度和复杂性,减少对资源的占用,对环境的影响和全面实施工业化生产、配送式施工,达到资源节约、环境友好和工业化、配送式建设,降低工程投资,实现建设项目全寿命周期内功能匹配、寿命协调、费用平衡。本文结合国内装配式变电站的工程实践，从建筑技术、主体结构体系的选择、装配式围墙、装配式防火墙、装配式电缆沟、电气设备等角度分析装配式变电站设计特点，为今后装配式变电站建设提供有价值的参考。
关键词:装配式变电站；设计；施工技术；
1装配式变电站设计
1.1主体结构体系的选择
在装配式变电站主体结构的体系选择上，存在装配式建筑普遍性的问题，即框架梁柱节点的设计及构造。装配式变电站中的预制构件之间的节点、接缝，或预制构件与现浇构件间的节点或接缝的设计是非常重要的，决定着能否在设计单位推广应用。装配式变电站设计时应确保拼接节点和接缝的刚度、承载力和延性高于现浇的混凝土构件，使得装配式变电站的整体性能和其他性能与现场浇筑的混凝土结构相同，从而实现装配式结构能采用现浇结构相同的方法进行设计。现场主要施工流程为:检验钢构件、吊装钢柱、组装钢柱、安装钢梁、安装钢檩条支撑杆、安装屋面设备、安装附件等。同时采用测量仪器定位钢结构构件和组件的安装，跟踪测量钢梁的位移和标高等参数，全程控制安装的关键点位，使所有的钢结构构件和组件安装符合要求，有效地保证施工质量。建筑墙体选择蒸压轻质加气混凝土(NALC)板，与传统的隔墙材料相比，NALC板材具有轻质性、耐火性、保温隔热性、舒适性、维修方便等优点，现场施工流程:焊门窗加固框、板材钻孔、板材就位、板面调整、固定钩头螺栓、板材修补、隔墙缝勾缝、刮腻子、涂刷水泥漆等。考虑到变电站的防火性要求较高，混凝土结构较钢结构有较大优势，其防火性能、耐久性均优于钢结构，且在正常使用年限中的维护保养后续费用低，在110kV齐梁变电站的工程应用中拟采用三种结构型式，分别是类排架结构、预应力混凝土框架结构、钢筋混凝土柱－钢梁混合结构。分析对比后，该工程采用钢筋混凝土柱－钢梁混合结构。这种整体变电站结构装配速度快，用于拼装的钢筋混凝土结构柱和梁结构均在工厂预先生产，现场需要安装时才运输到施工现场，现场采用螺栓连接预制梁、柱等，形成铰接或刚接节点，实现完全意义上的干作业。同时，为了解决柱脚、柱头节点问题，提出预应力压接式柱脚基础和柱头处理方案。上述两种主体结构体系均在工程实践中得到成功的验证，不同地区装配式变电站应当根据实际工程情况进行选择，使装配式变电站的优点得到充分的发挥。
1.2装配式围墙
一般在变电站周边建有高2m左右的不通透围墙，用于保障变电站生产区的安全生产。变电站的围墙都是比较长的，如果采用传统的现场砌筑办法，会导致施工周期过长，并且现场砌筑时，砌筑工作和粉刷等的工作量大。然而，装配式变电站的围墙主要由杯口基础、预制混凝土柱和围护板构成。根据现场基础条件不同，可以采用现浇杯口基础。构造柱采用预制混凝土异形柱，每隔3m左右设置。围墙板材采用ALC板材，既轻质又有一定抗风承载力。在进行现场装配时，将条状形的壁板沿着预制柱构件中预留的凹槽嵌入，嵌入到位后，为了使围墙与柱成为一个整体，采用强度等级更高的水泥砂浆对预制围墙与预支柱凹槽间的缝隙进行填充。用ALC嵌缝剂对板缝进行处理，ALC板围墙两面处理采用四道工序:一道丙乳密封液，一道护防水腻子，两道外墙防水弹性涂料。ALC板颜色可现场确定。
1.3装配式防火墙
装配式防火墙采用H型钢+外包ALC板，现场装配施工。两个柱子间布置的ALC板材块数量与防火墙的高度直接相关。确定好ALC板的数量后，在根据各个省份的建筑设计标准规范中的相应要求选定ALC板厚。防火墙的立柱基础根据需要采用现浇杯形基础或条形基础，将钢立柱插入后再二次灌浆填充细石混凝土以实现钢立柱与基础结构的锚固。
1.4装配式电缆沟
装配式电缆沟主要包括两个部分构件:预制钢筋混凝土电缆沟单体和沟盖板。装配式电缆沟这两部分都是在工厂进行标准化设计并生产出来的。电缆沟由U型电缆沟体相接组成，其由左右对称的两块L型电缆沟体拼装而成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电缆沟壁与底板在工厂内整体浇筑，运至现场拼装连接，此种连接方式简单，但运输费用较大;若采用分拆拼装式，即沟壁及底板分开预制，到现场后再行拼装，则连接工序稍微较复杂且防水稍差些，但易于运输。如果采用分拆拼装式，为了达到防水的目的，一方面可以在连接的时候采用凹凸槽对口的拼装方式，即在电缆沟单体的一个端面设置凹槽，另一个端面设置相对应的凸缘(U型端面)，对于拼装后槽口存在的缝隙，采取密封胶来密封，从而达到防水效果。此外还需要在预埋在沟壁的扁钢上焊接电缆支架。为了增强沟底的排水能力，并且减少积水，在对装配式电缆沟进行设计时，可在每个电缆沟的单体底部开设汇水沟槽。为了将水引导到中间汇水沟槽，在设计时需要将装配式电缆沟单体底面设计为斜面［7］。
2装配式变电站施工技术
下面将从柱子吊装、梁吊装、节点浇筑、墙吊装和板安装各个方面介绍装配式变电站的施工技术。
2.1预制柱吊装
预制柱进行吊装时，根据吊装方案进行吊装施工。安装时，为了减少重复作业，一般从每个楼层的一端开始吊装，沿纵轴方向往前推进，采用流水作业的方式进行安装施工。一道道横轴进行吊装施工，当第一道横轴上的预制柱构件拼装完成后，在进行第二道横轴拼装，如此施做下去。在预制柱构件吊装到位后，为了使得小柱头能精准地安装在预埋的柱子接头定位钢板上，要复核预制柱构件两端处的主筋，并将超出设计长度要求的部分切割掉。另外，为了确保上下层柱子受力钢筋能紧密搭接，在柱子吊装到位后需要对伸出的主筋进行理顺。柱子吊装存在一些问题，比如控制点多、施工工艺接口复杂的情况。针对这种情况，调研发现，竖向构件较少用在民用预制混凝土装配建筑中，目前调研的广东省内的装配式项目均未采用PC柱。基于行业内现有经验较少，且梁柱节点在现场也需要进行混凝土浇筑的湿作业，故装配式变电站施工时，推荐柱子等竖向构件仍采用现浇方式。
2.2梁吊装
进行预制梁吊装前，需要做以下准备工作:根据已有施工方案和相关规定，放好相应规格和型号的梁配套构件，测量确定好梁两端的轴线位置，并调直理顺从预制梁构件两端伸出来的钢筋。进行预制梁构件拼装时，首先应对柱节点上钢垫板的位置及标高进行复核，确保拼装梁构件后梁保持水平状态。另外，还要核对柱头上的定位线与预制梁构件的定位线位置，保证预制梁构件能正确就位安装。
2.3节点浇筑
在进行节点浇筑时，应先对接缝清洗干净，并对接缝两侧混凝土进行润湿。浇筑节点混凝土时，有两种方案:方案一是采用比柱强度大10MPa的干硬性混凝土，并且水灰比控制在0.3左右;另一种方案是在配合比和浇筑方法征得设计部门同意之后，采用含UEA的补偿收缩混凝土浇筑节点区，与普通混凝土浇筑一样，也要求它的强度等级比柱混凝土强度等级提高10MPa。
2.4楼板安装
楼板安装时，一般有两种方法:利用支架支撑模板或者直接就位。第一步要根据施工图纸在对应位置画出板的位置，写上楼板型号，并且在梁侧相应区域标示楼板和楼板的位置线。第二步要清理掉已经拼装好的梁、柱上的杂物，并且复核楼板的标高和轴线是否符合设计要求。最后是采用吊装工具进行楼板吊装安装。
2.5外墙板安装
综上所述，安装完预制梁、板、柱之后，在梁预留的空洞内插入竖向钢筋，再将预制柱结构预埋的钢板和水平钢筋进行焊接牢固。再按施工组织设计要求支好模板，浇筑混凝土振捣密实，加强养护。
3结语
在国家电网公司提出“两型一化”建设要求和全寿命管理要求的大背景下，国内装配式变电站建设如火如荼。本文结合国内装配式变电站的工程实践，从建筑技术、主体结构体系的选择、装配式围墙、装配式防火墙、装配式电缆沟、电气设备等角度分析装配式变电站设计特点，对装配式变电站设计和施工技术注意要点进行了总结，研究结果将为今后装配式变电站的设计和施工提供指导。
参考文献:：
[1]吴建芳．NALC板在500千伏祯州变电站中的应用［J］．中国新技术新产品，2011，19(23):124．
[2]侯玺莎，沈秀兰．110kV装配式变电站的特点和新技术运用［J］．电力与能源，2013，34(3):286－288．
[3]卢家森，吴金虎，郑振鹏．庙三110kV变电站预制混凝土框架结构设计［J］．建筑结构，2014，43(13):24－28．
论文作者:林佑华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/22
标签：变电站论文; 电缆沟论文; 构件论文; 混凝土论文; 节点论文; 结构论文; 围墙论文; 《电力设备》2017年第13期论文;