（深圳供电局有限公司 518048）
摘要：通过分析变电站的沉降原因，了解填海（填塘）区域建设变电站应注意的问题，特别是地基沉降对变电站运行安全的影响。对该类地区已建成变电站出现沉降问题提出合理的处理措施，总结经验教训，对以后工程建设提出合理化建议，降低类似场地地基沉降影响。
关键词：变电站；地基处理；沉降；解决方案
1 前言
深圳西部片区，特别是宝安填海区，变电站地面沉降问题普遍存在，虽然主要建构筑物因采取了预应力、灌注桩或水泥搅拌桩处理，沉降量很小，但空置场地受工期和造价等方面原因限制，普遍未进行地基处理，沉降量达到50-500mm不等，站内道路、电缆沟虽然采取了水泥搅拌桩处理，也存在一定的沉降，沉降严重的工程出现道路开裂、电缆沟开裂及场地排水不畅。
1.1 建（构）筑物地基处理情况
考察深圳西部填海已建成变电站情况，在考虑结构安全及造价方面，基本上均采取了以下地基处理方案：
主要建构筑物采用预应力管桩基础，包括：开关楼、主变基础、警传室及水泵房、户外电容器基础、户外GIS设备基础、构架及支架基础、防火墙、独立避雷针基础、围墙基础。
次要建构筑物采用深层水泥搅拌桩复合地基处理，包括：消防水池、事故油池、化粪池、电缆沟、站内外道路、围墙基础、停车场、警传室及水泵房室内地面。
2变电站场地沉降分析及应对措施
2.1场地沉降现状
举例说明变电站沉降情况，如220kV创业变电站于2009年投产之后，场地陆续产生了沉降，最大沉降量约0.5m，沉降发生部位：绿化场地、砖铺场地约0.5m，电缆沟、道路、散水沉降约0.2m～0.3m。户外GIS设备做了大板基础，并采用了预应力混凝土管桩，持力层为强风化花岗岩，设备基础支撑在砼板上，不存在沉降问题，支墩之间的空隙回填1.25米厚的土，其沉降量较小，且不会影响设备。
2.2沉降原因分析
1）场地位于填海区，建站前为鱼塘，地下淤泥层厚度约15米，到达场地设计标高时，新近回填土层厚约5米，新近回填未经压实处理，淤泥为流塑状态，地质条件很差，空置场地考虑到费用和工期要求未进行特殊处理，沉降较大，但不影响使用功能，但主要建（构）筑物均采用预应力混凝土管桩基础，次要构筑物采用水泥搅拌桩处理地基，沉降控制在许可范围内。
2）场地回填后立即建设变电站，场地地基没有经历较长的时间进行固结，变电站投运后，场地沉降会陆续产生，直到固结完成，持续时间较长。
3）道路、电缆沟等基础，采用了水泥搅拌桩处理，沉降量较未处理的场地要小。
4）110kVGIS、220kVGIS户外设备采用整体砼大板基础，并采用砼管桩，设备支墩落在砼板上，当基础稳定时，设备则不会受到影响。支墩四周回填土厚度1.25m（位于砼板顶），沉降量较小，不会影响设备。
5）设备支架支承在桩间地梁上，部分支架采用单桩，但与其它承台进行了拉结，沉降量较小，不会影响设备。
2.3应对措施
1）消防水池建成后发生了沉降，影响了水池的使用，之后对原水池拆除重建，采用冲孔灌注桩基础。
2）110kV户外GIS场地区电缆沟沉降量较大，对电缆沟地基进行了加固处理，由于场地狭小，又不能影响设备运行，采用袖阀桩进行电缆沟地基加固。
3）对于沉降量较大的绿化场地、砖铺地面，采用补土回填，恢复到设计场地标高，然后再恢复绿化、砖铺地面。对于损坏的散水拆除、补土回填、重建。
4）对悬空的电容器设备基础，采用石粉回填悬空的孔洞。
5）对于建筑物、主要设备基础，目测未发现明显沉降，建议进行沉降观测。对于设备支架、围墙增设水平位移观测。
6）应密切注意变电站周边开发情况，严禁出现大开挖、高堆填的情况，避免影响变电站场地稳定。
2.4场地沉降对电气设备的影响
本站开关楼及泵房、户外GIS设备基础、构架及支架基础均采用预应力管桩基础，目前根据观察，由于采用管桩的建筑物及构筑物基础没有发生沉降，故电气设备未受到地基沉降的的影响。建议对变电站内建（构）筑物进行定期观测，掌握其沉降量，根据实测沉降量再评估是否对设备有不利影响。
3经验总结及建议
从深圳西部填海区内变电站情况分析，均处于填海（或填塘）区域，普遍存在5~15m不等厚度的淤泥层，加之上部回填3~5m回填土，软基厚度达到8~20m，而且地下水位较高，周边空旷，地下水丰富。以往工程对于此类场地，考虑工期和费用因素，对空置场地均未采取地基处理，仅对涉及设备安全的建构筑物采用桩基或水泥搅拌桩处理，地面沉降是必然的。
地基处理方案选择
1、方案一：场地采用堆载预压排水、真空预压排水等方式对场地进行处理，该方案历时5~8年，处理效果较好，投资相对较少，适宜由政府统一大面积处理，可参照深圳后海片区及110kV红树变电站经验。
2、方案二：场地采用强夯置换方法，填入石头后强夯，改善土壤结构，缩短软土固结时间，该方案历时较短，处理效果较好，投资相对较大，受限条件：○1考虑到强夯影响深度有限，适用于软基深度较小（8m以内）的场地；○2站址周边空旷，没有敏感建构筑物；○3采
用该方案处理后，主要建构筑物需采用冲孔（或旋挖）灌注桩，较预应力管桩投资增大。该方案可参考110kV大铲湾变电站，场地由大铲湾码头建设方采用强夯置换处理，有效控制了地面沉降。
3、方案三：地基处理采用目前较常用的方案，即：对于主要建构筑物，特别是设备基础，应保证运行安全，采用桩基，如预应力管桩、灌注桩等；对于道路、检修地坪等次要构筑物采用复合地基，如深层水泥搅拌桩；对空置场地可按以下原则选择方案：○1若投资允许，所有空置场地全部采用复合地基，如水泥搅拌桩；○2若投资受限，在不影响运行安全的前提下，可不采取特殊地基处理，待沉降稳定后根据实际情况清理场地、补土、重新绿化或做硬化地坪。
4、方案比较
以上罗列了各方案的优缺点，实际工程可根据实际情况选择。
方案一、三需采取的措施
对于方案二，强夯施工受场地周边环境限制，实施难度较大，实际工程选择可能性较小，由于强夯置换改变了淤泥层土壤性质，可较好解决地面沉降问题，桩基施工按照常规做法实施就可以。对于方案一、三，由于淤泥层土壤性质未改变，尚需采取以下措施：
1）建筑物、构支架、电缆沟、水池、油池、化粪池、围墙等采用;
桩基，并适当加大桩径，减小长细比，宜采用实心桩；
2）单桩承台双向设置拉梁，两桩承台短向设置拉梁；
3）确保桩基进入残积层以下长度满足锚固要求；
4）尽量减少基础埋深，建议电缆层地上设置；
5）预制桩不允许送桩施工；
6）围墙沉降缝间距适当缩短；
7）GIS基础宜采用大平台加分散支墩形式；
8）基坑开挖应采用人工分层对称开挖；
9）建筑首层设置楼板；
10）水泥搅拌桩宜加大水泥掺量，建议18%，采用两喷四搅工艺，桩底需进入可靠持力层1m；
11）加强复合地基施工控制和检测力度；
12）建筑物散水部位回填宜采用石粉（掺5%）水泥分层夯实回填；13）场内水工、消防等管线应进行地基处理；
14）运行部门加强位移观测，包括沉降和水平位移；
15）运行部门密切注意变电站周边开发情况，严禁出现大开挖、高堆填的情况，避免影响变电站场地稳定。
鉴于深圳西部变电站工程经验与教训，对于类似填海区、填塘区等含有较厚淤泥的地区，建设变电站时，应加大地基处理投资，合理安排工期，从设计、施工、运行等方面加强监控，确保变电站运行安全。
论文作者:曾保辉
论文发表刊物:《电力设备》2016年第3期
论文发表时间:2016/6/1
标签：场地论文; 变电站论文; 地基论文; 基础论文; 电缆沟论文; 设备论文; 方案论文; 《电力设备》2016年第3期论文;