電力工程建設(shè)實際應(yīng)用分析

時間:2022-03-21 11:00:29

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電力工程建設(shè)實際應(yīng)用分析

摘要:結(jié)合110kV及以下電力工程變壓器基礎(chǔ)及設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計存在的問題,提出了在建筑物基礎(chǔ)底部設(shè)置剛性地板的方案,它是依靠建筑物的承臺基礎(chǔ)及剛性地板自身強度承受荷載,可有效防護(hù)110kV變電站、10kV開關(guān)站或者10kV配電房的變壓器基礎(chǔ)和設(shè)備基礎(chǔ)的不均勻沉降,具備施工方法簡單、防護(hù)成效顯著、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞:剛性地板;不均勻沉降防治;地基處理

工程建設(shè)領(lǐng)域中,電力工程建設(shè)由于其運行的特殊性,無論是作為中繼連接點的變電站、開關(guān)站,還是作為末端輸出的配電房,建成之后均需要安裝各種電氣設(shè)備,并要保證設(shè)備長期穩(wěn)定運行供電,保障周邊工業(yè)用電或者居民用電。各種電氣設(shè)備在安裝固定設(shè)備基礎(chǔ)之后需要連接通電,安裝連接分為硬連接和軟連接。高壓柜之間并排成列需要采用銅排硬連接,高壓柜、低壓柜和變壓器錯列布置則需要采用電纜軟連接;電纜一般敷設(shè)在電纜溝內(nèi),通過設(shè)備基礎(chǔ)的預(yù)留孔引上分別接入高壓柜、低壓柜和變壓器。同樣,由于電力工程或者電力設(shè)備的帶電運行,其高危性不言而喻,不論是110kV變電站、10kV開關(guān)站,還是10kV配電房都會分布于工業(yè)園、居住小區(qū)或者城中村的角落位置,防止普通人誤闖觸電。這種角落位置的地理地形環(huán)境一般比較差,要么是處在回填土上,要么是在池塘邊或者水溝邊。在較差的地理地形環(huán)境建設(shè)工程中,如果對建筑物基礎(chǔ)及設(shè)備基礎(chǔ)處理不夠妥善,建筑物或者設(shè)備基礎(chǔ)在建成投產(chǎn)后數(shù)年內(nèi)往往會發(fā)生沉降問題,影響工程質(zhì)量甚至可能造成安全事故。

1110kV及以下電力工程變壓器基礎(chǔ)及設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計存在的問題

由于電力工程建設(shè)的行業(yè)參考資料《南方電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和典型造價V1.0》對變壓器及設(shè)備基礎(chǔ)沒有單獨考慮不良地理環(huán)境的處理,部分設(shè)計人員經(jīng)驗不足套用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,不單獨考慮對這部分基礎(chǔ)進(jìn)行具體的地基處理,就會導(dǎo)致目前建成的110kV變電站、10kV開關(guān)站或者10kV配電房投運數(shù)年之后,基礎(chǔ)會過度沉降或者不均勻沉降,如果沉降差異過大,就會使相應(yīng)的上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生額外應(yīng)力。當(dāng)額外應(yīng)力超過設(shè)計限度時,將會產(chǎn)生裂縫、傾斜甚至破壞,導(dǎo)致室內(nèi)地面高低不平,設(shè)備之間形成高低差,破壞已經(jīng)連接好的銅排或者電纜,使設(shè)備之間的軟硬連接錯位,接觸不良。輕則建筑物墻身出現(xiàn)裂紋,室內(nèi)地面破碎,影響整體美觀性;重則供電設(shè)備報警,上傳錯誤數(shù)據(jù)至調(diào)度,或者連接位置接觸不良直接停止供電,日后需要長時間停電專門進(jìn)行維護(hù),影響周邊居民和工業(yè)的正常生活生產(chǎn),不能保證供電穩(wěn)定性。

2剛性地板的優(yōu)缺點詳述

設(shè)備安裝完成后在日常運行過程中,是不允許出現(xiàn)由各種因素導(dǎo)致的故障停電,針對在不良地形上建造110kV及以下的變電站、開關(guān)站或者配電房,地基處理不好可能會導(dǎo)致建筑物或者設(shè)備基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降的問題,除了需要根據(jù)地質(zhì)勘察報告要求,并結(jié)合周邊環(huán)境的影響,考慮對建筑物的基礎(chǔ)承臺采用錘擊樁、靜壓樁或者灌注樁等處理措施外,建筑物的設(shè)備間底部設(shè)計同樣需要考慮各種設(shè)備的荷載,出具符合要求的設(shè)計方案。由于110kV變電站主控樓內(nèi)的10kV高壓室需要布置高壓柜、站用變、電纜溝等設(shè)施,而10kV開關(guān)站和配電房需要布置高低壓柜和變壓器,高壓柜和低壓柜均為成列緊密布置,為各個設(shè)備基礎(chǔ)單獨設(shè)置樁基,這樣存在布置間距不足、施工步驟繁瑣以及綜合成本過高等問題。綜合比較各種處理方案,包括施工實施的難易程度和所需費用的大小,目前行之有效、實用性比較強的方案是在建筑物的設(shè)備間底部增加一層剛性地板。傳統(tǒng)的剛性地面按照08G101-11《G101系列圖集施工常見問題答疑圖解》的定義是:剛性地面系指無框架梁的建筑地面,其平面內(nèi)的剛度比較大,在水平力作用下,平面內(nèi)變形很小;其他硬質(zhì)地面達(dá)到一定厚度也屬于剛性地面,如石材地面、瀝青混凝土地面及有一定基層厚度的地磚地面等。根據(jù)08G101-11對剛性地面的常規(guī)做法,它既沒有對剛性地面的板厚適用范圍進(jìn)行定義,也沒有設(shè)置鋼筋與地梁進(jìn)行錨固連接,其本質(zhì)上仍然屬于獨立地面或者獨立基礎(chǔ)的做法,與地梁或者其他基礎(chǔ)的銜接位置存在接口處理問題,如果按照這種不錨固鋼筋的地面做法,對基礎(chǔ)的不均勻沉降后期的改善幾乎沒有效果。在110kV及以下電力工程建設(shè)中,實際應(yīng)用的改進(jìn)做法為將地板設(shè)置在基礎(chǔ)承臺頂部,板面高度為-0.700;視環(huán)境因素影響,板厚一般取300mm,雙向雙層配筋,鋼筋錨入地梁,并且地梁加高至+0.300,采用C30混凝土澆筑,使底部結(jié)構(gòu)與建筑物形成一個整體框架,內(nèi)部空間為1m高度,預(yù)留給設(shè)備基礎(chǔ)及電纜溝砌筑。這樣的做法可以增加地板的抗彎、抗折及抗扭強度,使地板與地梁形成一體式結(jié)構(gòu),增加了梁壁的抗?jié)B強度。該改進(jìn)做法具備以下優(yōu)點:(1)剛性地板與建筑物形成整體,并依靠建筑物的基礎(chǔ)和板塊自身的設(shè)計強度承載受力,即使設(shè)備基礎(chǔ)所處位置的地基因各種因素,如地質(zhì)勘察報告準(zhǔn)確性差、設(shè)計方案不合理或者施工方不按圖施工等,處理不好也不會單獨不均勻沉降,破壞整體穩(wěn)定性。(2)剛性地板與加高的地梁形成鋼筋混凝土一體式結(jié)構(gòu),可以有效防止地下水由底部結(jié)構(gòu)滲入,侵蝕室內(nèi)的電纜溝、電纜以及設(shè)備基礎(chǔ)。(3)剛性地板建造完成后,建筑物下部形成一個平整的內(nèi)部空間,方便室內(nèi)的設(shè)備基礎(chǔ)、電纜溝和室內(nèi)地面的施工。(4)與總體工程量相比,額外增加的剛性地板的工程量所需費用增加不大,不會對總體工程造價造成影響。(5)剛性地板的設(shè)計及施工做法難度總體不大,對建筑物和設(shè)備基礎(chǔ)的單獨沉降和不均勻沉降防護(hù)效果顯著。(6)該方案可改進(jìn)建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計,應(yīng)用范圍廣,適應(yīng)性強。由于110kV變電站的主控樓、10kV開關(guān)站及配電房的建筑物長度、寬度控制合理,面積最大的110kV變電站主控樓按照南方電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計是54m×10m,首層的10kV高壓室尺寸一般為20m×10m,在建筑物內(nèi)為首層的設(shè)備室設(shè)置剛性地板不需考慮設(shè)置后澆帶或者伸縮縫,只需驗證其結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性滿足相關(guān)規(guī)范要求即可。

3結(jié)語

雖然各個變電站、開關(guān)站或者配電房所處的地理位置不一樣,剛性地板的具體做法還需要考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)造是否合理,驗證建筑物框架的整體強度是否滿足要求,地板厚度、鋼筋配筋的大小及間距需按實取值,以及地板底部的基層土如何處理等。但簡單而言,剛性地板就是將建筑物樓板的常規(guī)做法進(jìn)行加強,將其設(shè)置在建筑物基礎(chǔ)底部,依靠建筑物的底部承臺基礎(chǔ)及剛性地板自身強度承受荷載,底板底部的基層土可采用強夯、排水固結(jié)換土處理或者采用換填的石粉進(jìn)行支撐,剛性地板具備施工方法簡單、改善及防護(hù)成效顯著、應(yīng)用范圍廣和對地形適應(yīng)性強等優(yōu)點。

綜上所述,在110kV變電站主控樓、10kV開關(guān)站或者配電房設(shè)置剛性地板,是應(yīng)用于各種電力設(shè)備基礎(chǔ)和電纜溝道的不均勻沉降防護(hù)處理較為有效而簡單易用的技術(shù)方案。

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作者:林定昭 單位:鶴山市電力設(shè)計有限公司