500kV禎州變電站裝配式結(jié)構(gòu)施工應(yīng)用分析

韋芝濤

摘要：變電站裝配式結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、工業(yè)化”的設(shè)計建設(shè)要求和全壽命周期理論的運用，是通過工廠預(yù)制和現(xiàn)場安裝兩個階段來建設(shè)變電站。本文結(jié)合某工程實際，對變電站裝配式結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行分析闡述，和同行交流討論。

關(guān)鍵詞：裝配式結(jié)構(gòu)；變電站；節(jié)約

1.裝配式建筑簡介

裝配式建筑體系是多年來國外開發(fā)成功的建筑科技成果。目前這種建筑體系在國外得到了迅速發(fā)展，例如德國、英國、美國、日本等廣泛采用裝配式建筑體系中預(yù)制混凝土構(gòu)件。作為一套完整的建筑技術(shù)正是因為適應(yīng)建筑產(chǎn)業(yè)化的要求，以其獨特的優(yōu)勢受到建筑業(yè)的關(guān)注和重視。萬科在中國住宅建造方式上，采用“預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)”的建造形式，進(jìn)行了嘗試性的革命。如萬科已在全國推廣使用新里程預(yù)制裝配式產(chǎn)業(yè)化住宅樓，作為新興的綠色環(huán)保節(jié)能型建筑。隨著建筑工業(yè)化的要求，世界發(fā)達(dá)國家都把建筑部件工廠化預(yù)制和裝配化施工作為住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)致。

那么，什么是裝配式建筑呢？工地現(xiàn)場的建筑材料完全是由工廠半成品（預(yù)制構(gòu)件），施工隊在現(xiàn)場對地基做一定處理后，對半成品進(jìn)行房屋的組裝。建筑工地不再把瓦工、木工、鋼筋工等工種分得那么細(xì)，建筑工人由過去那種復(fù)雜的多工種角色，轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏谋持溽敇專娿@等專用工具的裝配工角色。這種裝配化制造房屋完全避免了傳統(tǒng)建房的缺點，施工速度非常快，可在短期內(nèi)竣工。房屋制造對企業(yè)來說，工作勞動強(qiáng)度大幅度減少，交叉作業(yè)方便有序；房屋裝配中的每道工序都可以像設(shè)備安裝那樣檢查其精度，以確保房屋制造的質(zhì)量；施工時的噪音降低，物料堆放場地減少，有利于環(huán)境的保護(hù)；由于工廠化的生產(chǎn)和現(xiàn)場的標(biāo)準(zhǔn)化裝配，使房屋制造成本降低，并容易滿足室內(nèi)設(shè)備安裝和裝飾裝修的要求。因此，裝配式制造房屋的許多優(yōu)點是傳統(tǒng)房屋建造方法無法比擬的。

2007年12月國家電網(wǎng)公司下達(dá)文件,要求變電站在通用設(shè)計的基礎(chǔ)上，全面推行“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、工業(yè)化”（簡稱“兩型一化”)變電站建設(shè)工作。裝配式變電站的建設(shè)符合了“兩型一化”變電站建設(shè)的要求。裝配式變電站的建設(shè)采用可回收利用材料，減少了混凝土、水泥砂漿等材料用量，節(jié)水、節(jié)材，減少變電站施工對環(huán)境的影響。裝配式變電站大部分構(gòu)件采用工廠加工、現(xiàn)場組裝，減少了現(xiàn)場濕作業(yè)，簡化施工、規(guī)范施工工藝、保障施工質(zhì)量?；A(chǔ)施工與建筑構(gòu)件加工可同時進(jìn)行，有效縮短了變電站的建設(shè)周期。2007年裝配式變電站在江蘇省電網(wǎng)公司建設(shè)試點，2008年各省市電力公司陸續(xù)開展裝配式變電站試點建設(shè)。

2.裝配式結(jié)構(gòu)變電站特點

裝配式變電站改變了變電站傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)布局、土建設(shè)計和施工模式，通過工廠生產(chǎn)預(yù)制、現(xiàn)場安裝兩大階段來建設(shè)變電站。其標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、模塊化組合、工業(yè)化生產(chǎn)、集約化施工，使變電站建設(shè)走向科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少、精細(xì)化建設(shè)的道路。

1）在土建方面：改變傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)布局，貫徹建筑節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)地方針，力求使建筑結(jié)構(gòu)輕型化，利用現(xiàn)場快速拼裝工藝，變施工串聯(lián)流程為并聯(lián)流程來縮短施工周期。

2）電氣方面：劃分為進(jìn)線模塊、主變壓器模塊、出線模塊、綜合自動化模塊、無功補(bǔ)償和消弧線圈模塊。其中各模塊之間的現(xiàn)場連接、不同設(shè)備廠家控制軟件互相兼容是技術(shù)難點。此外，需制定變電站通用設(shè)計、部件加工詳圖、工廠生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場拼裝工藝、建筑取費定額、裝配式建造管控六大標(biāo)準(zhǔn)體系。

3）裝配式變電站建造模式需要現(xiàn)代預(yù)制件、鋼構(gòu)件工廠作支撐，需要對傳統(tǒng)土建工程招標(biāo)及標(biāo)段劃分作調(diào)整，需要對采購方式與施工組織重新定義。

3.500kV禎州變電站裝配式變電站實施情況

3.1工程概況

500kV禎州變電站站址位于廣東省惠州市惠東縣稔山鎮(zhèn)園崗村東北面的臺地上，距離惠東縣城約16.6km，距離稔山鎮(zhèn)約3.4km。圍墻內(nèi)占地面積42530m3，站內(nèi)總建筑面積1367.48m2。本期變電站新建1*1000MVA主變壓器，500kV出線6回、220kV出線6回、電容器組3*60Mvar、電抗器組2*60Mvar。最終建設(shè)規(guī)模4*1000MVA主變壓器，500kV出線10回、220KV出線14回、電容器組4*（3*60Mvar）、電抗器組4*（2*60Mvar）。

主要的土建工程項目：主控通信樓；中央配電室；警傳室；消防泵房及水池；圍墻及大門；主變及500kV高抗基礎(chǔ)及防火墻；500kV、220kV及35kV構(gòu)支架基礎(chǔ)；500kVHGIS、200kVGIS基礎(chǔ)；防雷接地；電纜溝道；站區(qū)供排水管道；站區(qū)道路；消防；照明、通風(fēng)、空調(diào)、綠化等。本工程主要特點：根據(jù)省公司要求，突出新工藝特點，500kV禎州變電站工程主控通信樓、380V中央配電室、泵房、防火墻和圍墻均改為裝配式結(jié)構(gòu)，也是首次廣東省內(nèi)500kV變電站的一個創(chuàng)新。

3.2裝配式工程施工

3.2.1施工工藝

本工程N(yùn)ALC板材均采用150mm厚度板，由墻板生產(chǎn)廠家根據(jù)設(shè)計院提供的圖紙進(jìn)行專門排版設(shè)計和生產(chǎn)，并由廠家提供專用加固配件（管板和鉤頭螺栓等）和接縫材料。水平運輸：到貨材料按使用部位就近堆放；如需搬運，現(xiàn)場運輸采用一個手推定制滑輪車，將板平放在滑輪車上，每頭一人扶穩(wěn)推運到吊裝點。安裝形式：NALC板安裝分為豎向安裝法（主控通信樓）和橫向安裝法（防火墻及圍墻）。吊裝方式：可采用移動式腳手架加卷揚(yáng)機(jī)、或采用汽車吊吊裝安裝。

NALC板是采用水泥、石灰、砂為原料制作的高性能蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板，板內(nèi)配置防腐處理的鋼筋網(wǎng)，板面可根據(jù)設(shè)計要求做刮膩子、涂墻漆、貼瓷磚等裝飾；NALC板可鋸、切、刨、鉆，板上可以開槽，動力照明管線可以暗敷于板內(nèi)，配電箱可以部分嵌入板內(nèi)（配電箱厚度超過50㎜時）。縱向開槽深度不大于1/3板厚（即50㎜）；橫向開槽時，內(nèi)墻板深度不大于1/3板厚，外墻板橫向開槽深度不大于20mm，槽長不大于1/2板寬，槽寬不大于30mm。

3.2.2采用裝配式建筑物

建筑物采用現(xiàn)場裝配。除基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆混凝土條基外，上部結(jié)構(gòu)都由工廠制作，運到現(xiàn)場裝配。建筑物的結(jié)構(gòu)形式是門式鋼架結(jié)構(gòu)，工字型鋼梁柱;屋面采用預(yù)制大型發(fā)泡水泥復(fù)合板，屋面防水采用平屋面上做卷材防水層，外檐溝排水;外墻板采用工廠預(yù)制木纖維混凝土復(fù)合墻體。所用的材料都是建筑市場上的成熟產(chǎn)品，并有公開出版的標(biāo)準(zhǔn)圖集供設(shè)計選用。

建筑物材料選擇環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品，有較好的防水隔熱性能。墻上開設(shè)的固定窗采用斷橋隔熱鋁合金窗框，玻璃采用中空玻璃。

變電站的建筑物所用材料為不燃體，鋼結(jié)構(gòu)涂刷防火涂料。室內(nèi)布置有火災(zāi)報警系統(tǒng)和監(jiān)視器。主變壓器和建筑物之間墻體按防火墻設(shè)計，中間加設(shè)蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土墻板（NALC板），整體耐火超過4 h。

變電站采用裝配式的建筑是縮短工期的關(guān)鍵。該工程的主控樓承重采用鋼框架結(jié)構(gòu)，主要受力構(gòu)件梁柱為鋼結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場直接吊裝，樓屋面板采用鋼桁架支撐體系，減去模板支撐及拆模占用的周期。墻體采用NALC板圍護(hù)，大大縮短施工工期，同時保證施工質(zhì)量。因為如常規(guī)采用砌體結(jié)構(gòu)，砂漿需要沉實時間才能批擋。

3.2.3采用裝配式構(gòu)架、圍墻

配電裝置的構(gòu)架采用工廠預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)，構(gòu)支架梁和柱采用法蘭螺栓連接，安裝現(xiàn)場無焊接作業(yè)。圍墻柱采用混凝土工廠預(yù)制，圍墻板采用ALC板?，F(xiàn)場施工時將預(yù)制柱吊裝插入柱基礎(chǔ)固定，圍墻板插入柱間。整個變電站施工零米以上均直接裝配完成。

3.3裝配式施工效益

變電站的設(shè)備、材料按施工進(jìn)度要求實現(xiàn)定時、定點配送，有效地解決了以往設(shè)備、材料占用非建設(shè)場地的問題。該施工方式節(jié)約了水資源以及污水、廢水的排放。整個變電站承重結(jié)構(gòu)采用螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)，減少了施工現(xiàn)場的噪聲、廢氣的排放，減少了對施工作業(yè)人員健康的不良影響。

同等規(guī)模的常規(guī)變電站建筑主體施工工期約為180 d（不包括地基處理）。禎州變電站建筑主體施工工期僅為90 d，工期僅為同等規(guī)模常規(guī)變電站工期的50%。減少管理費用，可提前投產(chǎn)多送出電量，:該變電站社會經(jīng)濟(jì)效益與同等規(guī)模的常規(guī)變電站相比均大幅提高。

4工程經(jīng)驗總結(jié)

裝配式建筑物的耐久性能。傳統(tǒng)變電站的建筑設(shè)計使用年限為50 a，而裝配式變電站的

建筑設(shè)計使用年限能否達(dá)到傳統(tǒng)建筑水平，使用周期中維護(hù)費用是否經(jīng)濟(jì)等問題缺少實踐驗證。為此，裝配式變電站在設(shè)計時，采用了建筑行業(yè)已廣泛應(yīng)用的材料，材料本身的耐用性能超過50 a，計算的標(biāo)準(zhǔn)也是按50 a標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計;其使用周期中維護(hù)費用僅為屋面卷材的更新和鋼結(jié)構(gòu)表面的防銹漆更新處理。

裝配式變電站在設(shè)計時，采用可回收利用材料，且復(fù)合材料的防水、保溫等各項性能都優(yōu)于普通的混凝土建筑。

從500kV禎州變電站運行至今的情況看，建筑物保溫、防水、防潮效果較好，屋內(nèi)恒溫干燥，屋面沒有滲漏水。

由于本站在廣東省內(nèi)第一個采用NALC板，省內(nèi)還沒有廠家生產(chǎn)，相應(yīng)增加運輸成本和造價。此站作了一個造價對比（未考慮環(huán)境、社會成本以及后期維護(hù)費用等），裝配式造價高于標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)設(shè)計20%。綜合考慮構(gòu)造措施、材料、半成品加工能力等因素，建議拓寬設(shè)計思路，推廣新材料、新工藝的使用，做到廣東本地配套材料供應(yīng)和技術(shù)工藝水平提高運用，以降低工程造價。

總之，通過500kV禎州變電站裝配式結(jié)構(gòu)的實踐探索，有效驗證了其特點和優(yōu)越性，明顯縮短了施工工期，節(jié)約了資源，填補(bǔ)了廣東電網(wǎng)在裝配式變電站建設(shè)方面的空白，在同類工程的推廣運用中具有重要指導(dǎo)意義，同時為廣東電網(wǎng)公司深入貫徹南方電網(wǎng)建設(shè)“3C綠色”電網(wǎng)指引方向。

裝配式建筑的應(yīng)用與推廣，使建筑科技進(jìn)步對建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)率取得新成效，技術(shù)創(chuàng)新體系和工業(yè)化生產(chǎn)方式達(dá)到新水平，新型工業(yè)化建筑體系和通用部品體系實現(xiàn)新突破，建筑產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)全面升級，爭取到2020年基本實現(xiàn)系統(tǒng)完備和技術(shù)領(lǐng)先的現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)體系，全面實現(xiàn)現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)化。

參考文獻(xiàn)：

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