摘要：传统的变电站围墙做法多数采用砖混结构，具有施工过程中对模板、钢筋、混凝土等材料和人工的消耗大、施工工期长、施工过程中扬尘多、施工成本高等特点。而采用装配式围墙施工则具有施工成本低、建设周期短、环境污染少、感观效果好等优势，本文以华电福新广州增城220kV万田开关站工程为例，分析变电站装配式围墙设计及施工的技术特点，探讨装配式围墙从设计到施工中能有效提高抗风、抗剪能力的技术措施，从而增强变电站装配式围墙的结构安全性及可靠性。
关键词：装配式围墙；抗风能力；抗剪能力；结构安全
引言：华电福新广州增城220千伏万田开关站工程由广州南方电力技术工程有限公司承建，该变电站依山而建，四周设有毛石挡土墙，在挡土墙上设置装配式围墙。因装配式围墙设置在档土墙上位置较高，对其抗风、抗剪能力要求较高，通过在设计、施工等相关环节采取有效的应对措施，进而提高装配式围墙的抗风、抗剪能力，保证围墙结构的安全性、可靠性，显得尤为重要。
1.变电站装配式围墙施工技术要求
1.1装配式围墙基本概述：
本工程站区围墙采用预制装配式围墙。围墙抗风柱、墙板、墙压顶、柱压顶均采用工厂预制成型后到现场吊装。抗风柱基础采用预埋钢板现浇混凝土成型，柱两侧设置凹槽用于固定墙板，围墙抗风柱、墙板、墙压顶、柱压顶均采用原色清水混凝土，混凝土标号为C30，站区围墙高度为3.5m，围墙板厚度8cm。
1.2 装配式围墙工艺要求：
（1）、在围墙抗风柱基础梁上预埋340*340*10的镀锌钢板，相邻的两个预埋钢板的中心间距不大于3米；抗风柱底部预置320*320*10的镀锌钢板，将抗风柱预置钢板与基础预置钢板对焊，做好防锈、防腐处理，固定抗风柱。
（2）、抗风柱预置卡槽用于安装墙板和压顶。
（3）、抗风柱和墙板预置有安装吊环，方便过程安装。
（4）、墙板和抗风柱承插连接，墙板两端与抗风柱之间均有10mm的间距，可起到伸缩缝的作用。
（5）、压顶均设置有10mm宽的滴水线，防止压顶表面的灰尘通过雨水污染墙体。
（6）、抗风柱采用C35清水细石混凝土护脚，防止埋件生锈，提高耐久性。
1.3装配式围墙安装前验收及复核：
1.3.1 预制构件的验收：
（1）对进场的抗风柱逐根检查，检查项目包括：外形尺寸、卡槽尺寸、颜色、表面损伤检查等。
（2）对进场的墙板及压顶逐个检查，检查项目包括：外形尺寸、颜色、侧面弯曲、表面损伤检查等。
（3）对检查过程中发现的不符合设计要求的预制件，清退出场不予使用。
1.3.2基础清洁及复核：
（1）对基础预埋钢板上的浮尘杂物及锈斑进行清理。
（2）对基础的预埋钢板进行复核，复核项目：标高、水平、纵轴线、横轴线、外形尺寸等，并做好标记。
（3）对不符合设计要求的部位进行整改，整改后方可施工。
1.4装配式围墙安装技术要求：
1.4.1 安装抗风柱：
（1）安装抗风柱前，将抗风柱（卡槽位置）从顶部向底部依次画出每块墙板的安装线，预留好每个间隔的缝隙宽度，将抗风柱吊到基础预置钢板正上方，缓慢降落，当柱底部离基础位置50mm时，调整柱底与基础预置钢板的基准线，调整好后将抗风柱落到基础上。
（2）抗风柱确认位置无误后，调整垂直度，底部四周采用不同厚度的铁垫片填实，然后点焊固定。再次确认抗风柱的位置及垂直度无误后，将顶部钢板与基础的钢板满焊，焊缝不小于8mm。
1.4.2安装墙板：
（1）将墙板吊装到两个抗风柱之间并高于抗风柱200-300mm位置，将墙板两端插入到抗风柱的卡槽内，然后缓慢将墙板放下，墙板底部如有空隙，需要使用合适厚度及大小的垫块垫起。
（2）调整墙板的垂直度和平整度，调整好后，在抗风柱卡槽处使用小木塞固定，固定后木塞不得超出卡槽。
（3）安装时注意墙板与抗风柱的缝隙大小应均匀。
1.4.3安装压顶：
（1）安装墙板压顶：将压顶吊起到两个抗风柱之间的墙板顶部；将压顶插入到抗风柱的卡槽内，检查压顶是否水平并确保压顶顶部水平并与其他间隔的压顶在一个平面上。
（2）安装柱子压顶：先用配置好水泥砂浆或云石胶均匀涂布到抗风柱顶部，涂布厚度5-10mm，将抗风柱压顶放置到抗风柱顶部合适的位置，确保压顶水平并与其他抗风柱的压顶在一个平面上，使用砂浆或云石胶将抗风柱压顶与墙板压顶的缝隙填实抹平收光。
2.提高装配式围墙施工抗风、抗剪能力的对策
2.1完善构件生产及设计
在装配式围墙设计过程中，要依照变电站所处位置的实际土层结构、地质结构进行优化设计，通过优化装配式围墙预制构件的材料配合比，加强预制构件的材料过程管控，优化蒸汽养护方式；通过力学强度的匹配性设计，对现场装配的施工方法进行优化，可以有效提高装配式围墙的结构强度，进而提高其抗风、抗剪能力。
2.2抗风、抗剪性能优化
2.2.1.风力计算优化
在装配式围墙设计过程中，要通过抗风能力计算的方式，对装配式围墙基础、抗风柱、墙面材料及厚度等的受力情况进行优化分析，增城220kV万田开关站工程对装配式围墙的相关尺寸设计：墙面高度为3.5m，墙厚度为8cm，单块墙面宽度为2m，抗风柱宽度为0.3m。通过风力计算方式，对于两侧1/2墙面进行优化组合，可以对围墙的不同尺寸及截面荷载进行优化测算。墙柱的受荷载面积可以计算为3mx2m＝6㎡。这样的计算方式可以直接反应风力风速，从而测得相关的数据代入结果，假设风力为10级，相应的风速折为每秒25m。将原设计的抗风柱宽度调整为0.3m，就可以提高装配式围墙的抗风能力。
2.2.2.风压计算优化
在风压计算的过程当中还要考虑不同季节带来的相关变化，例如将数据对应抗风柱承受风压能力进行计算，那么按照上述数据，风压等于每平方390.625nx6㎡＝2343.75n。这样的计算方式可以整体反应基本的风压数值，在不同季节风压产生变化的情况下，通过墙柱承受风力的代入性计算，设计承受弯矩的能力，在墙柱1/2处进行加强设计，可提高抗风能力。
在承受弯矩调整的过程当中，对墙柱根部承受的能力进行重点性的分析，风力作用主要集中在墙柱1/2高度上，通过驻点高度计算获得相应的作用点位置，通过围墙根部轴心弯矩调整计算总体的弯矩数值，这样可以对每座墙柱承受能力进行上拔压力的取值分析，从而对每一根墙柱迎风面根部进行作用点计算，找寻最佳的厚度计算方式，并反映下压力状态下抗风柱的弯矩状态。
2.2.3抗剪能力提升
剪力强度破坏是对装配式围墙造成破坏的主要形式，在进行设计的过程中，要对各种弯矩应力进行全面分析，以围墙根部作为轴心进行全面的代入计算，按照上文的数据可以将30%左右的墙柱背面迎风面积进行数值分析。大风对围墙的剪力作用是巨大的，只有提高围墙的抗风和抗剪能力才能确保装配式围墙在夏季台风天气下的结构安全，才能保证变电站的正常运行，不受天气变化影响。
2.2.4设置抗剪榫
本工程的装配式围墙设置在毛石档土墙上，所处位置较高，承受的风荷载较大，在设计环节，通过在毛石挡土墙顶部设计抗剪榫的应对措施，来提高装配式围墙的抗风、抗剪能力，保证装配式围墙结构的安全性、可靠性。
抗剪榫构造大样图：
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3.结语
变电站装配式围墙具有成本低、施工周期短、污染少、安装快捷、感观效果好等优势。通过在设计阶段对装配式围墙基础、抗风柱、墙面材料及厚度等的受力进行优化分析，综合考虑不同季节带来的风压变化对围墙造成的影响；在施工阶段，对围墙预制件的工艺要求，对预制构件的检查复验，对安装流程的质量管控等加强技术分析，进而综合提高装配式围墙的抗风、抗剪能力，保证装配式围墙结构的安全性、可靠性。
参考文献：
[1]王学民,赵建平,卢青春. 变电站智能巡检机器人抗风性能研究[J]. 信息技术,2019,43(11):42-45.
[2]吕航. 变电站预制装配式围墙技术[J]. 集成电路应用,2019,36(11):100-101.
论文作者:蔡展明
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签：围墙论文; 抗风论文; 墙板论文; 能力论文; 变电站论文; 钢板论文; 弯矩论文; 《电力设备》2019年第21期论文;