裝配式結(jié)構(gòu)在變電站建設(shè)中的應(yīng)用探析

姜程瀚

【摘 要】隨著國家住房和建設(shè)部相關(guān)文件的不斷發(fā)布，建設(shè)產(chǎn)業(yè)化勢在必行。裝配式建筑是建筑產(chǎn)業(yè)化的代表，其在施工周期、能耗、產(chǎn)品質(zhì)量等方面的優(yōu)勢是普通建筑無法比擬的。論文主要針對裝配式建筑結(jié)構(gòu)在國內(nèi)變電站建設(shè)中的應(yīng)用展開討論，以提高電網(wǎng)供電水平。

【Abstract】With the continuous release of relevant documents of the ministry of housing and construction， the industrialization of construction is imperative. Prefabricated building is the representative of the construction industry， and its advantages in construction cycle， energy consumption， product quality and other aspects are incomparable to those of ordinary buildings. This paper mainly discusses the application of prefabricated building structure in domestic substation construction， so as to improve the power supply level of the power grid.

【關(guān)鍵詞】變電站;裝配式結(jié)構(gòu);工業(yè)化生產(chǎn)

【Keywords】 substation; fabricated structure; industrialization production

【中圖分類號】TU271;TM63 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2019）02-0166-02

1 引言

近年來，國內(nèi)建筑行業(yè)對節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和環(huán)保四個方面提出了越來越高的要求。在建設(shè)變電站的過程中，現(xiàn)有的現(xiàn)澆式混凝土施工技術(shù)在電力建設(shè)周期越來越短的大背景下顯得有些無能為力，主要表現(xiàn)為：野外作業(yè)周期長，易受天氣影響，施工占地多。除此之外，現(xiàn)有的施工技術(shù)需要大量的水泥和砂漿，因此，會產(chǎn)生一定的垃圾，會對環(huán)境產(chǎn)生一定的損害。與此同時，現(xiàn)澆施工的建筑模式需要現(xiàn)場人工實施?？紤]到現(xiàn)在國內(nèi)施工隊伍的水平參差不齊，很難對施工質(zhì)量提供保障。當前，國內(nèi)兩大電網(wǎng)公司國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)都對變電站建設(shè)提出了更高的要求，其核心內(nèi)容主要涉及人性、綠色、環(huán)境保護和環(huán)境協(xié)調(diào)。作為后起之秀的裝配式施工模式與電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展趨勢在一定程度上是一致的。

2 裝配式變電站概述

2.1 裝配式變電站的定義

當前，國家電網(wǎng)公司為了滿足工業(yè)對電力負荷的需求，一直致力于提升電網(wǎng)供電能力，提出要建設(shè)完善的供電體系。在這種大背景下，各種電壓等級的智能變電站應(yīng)運而生，各地區(qū)的變電站建設(shè)規(guī)模也逐年擴大。裝配式變電站通常是由先進、可靠、環(huán)保的智能模塊化單元組成的集成式變電站，能夠?qū)?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、標準化集為一體，并將高質(zhì)量高水平視為技術(shù)標桿，能夠自主完成信息采集和測量等工作職能。相較于傳統(tǒng)意義上的變電站，裝配式變電站具有節(jié)約占地面積、節(jié)省施工周期、降低施工成本、保護生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點。

2.2 裝配式變電站的優(yōu)勢

相較于現(xiàn)有的現(xiàn)澆混凝土施工模式，裝配式變電站的占地面積都相對較少，且其建設(shè)更有利于現(xiàn)場控制，能更好地遵循“資源少、成本控制、效率提高、安全可靠”的原則，實現(xiàn)資源減少對電力系統(tǒng)的影響。同時，在工廠對裝配式變電站的主要部件進行制造和調(diào)試，并在施工現(xiàn)場對主要部件進行組裝。由于建筑物與構(gòu)筑物是平行建設(shè)的，所以裝配式變電站的施工效率會遠高于現(xiàn)有的現(xiàn)澆變電站，其施工周期也會明顯縮短。

值得一提的是，除了現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)外，所有的裝配式鋼結(jié)構(gòu)和蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板都被用于制造變電站的圍護結(jié)構(gòu)、閘門、結(jié)構(gòu)支架和設(shè)備支架。所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件都需要在工廠完成預制，然后通過工程運輸車送至施工現(xiàn)場，這樣會大大減少現(xiàn)場作業(yè)的工作量，也在一定程度上降低了施工人員的勞動強度。除此之外，裝配式變電站堅決貫徹國家所提的智能環(huán)保政策。在建設(shè)裝配式變電站時，現(xiàn)場施工基本無濕作業(yè)。與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆變電站有所區(qū)別，裝配式變電站的主要建筑材料（鋼材）能夠?qū)崿F(xiàn)回收再利用，其他建筑材料經(jīng)有效回收和合理破碎后能夠再生加工。

裝配技術(shù)已經(jīng)充分應(yīng)用于裝配變電所的土建施工和電氣安裝，改變傳統(tǒng)變電所的施工方式，按工廠加工預制和現(xiàn)場組裝兩個環(huán)節(jié)建設(shè)智能變電站。當前，裝配式變電站雖然沒有在我國得到廣泛推廣，但其已經(jīng)成為未來發(fā)展的必然趨勢。裝配式變電站將對提高電網(wǎng)建設(shè)水平和促進強智能電網(wǎng)建設(shè)做出了積極貢獻。

3 裝配式變電站結(jié)構(gòu)技術(shù)方案

拼裝結(jié)構(gòu)主要分為混凝土結(jié)構(gòu)拼裝和鋼結(jié)構(gòu)拼裝兩種形式，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是指由工廠預制混凝土構(gòu)件經(jīng)現(xiàn)場安裝設(shè)計建造的混凝土結(jié)構(gòu)建筑。構(gòu)件拼裝方法通?？梢苑譃楝F(xiàn)場后澆疊合混凝土、后澆混凝土與鋼錨具的連接等幾個主要組成部分，而鋼筋連接可應(yīng)用套筒灌漿連接、配件焊接和預留孔搭接等多種連接技術(shù)。預制混凝土拼裝結(jié)構(gòu)包括梁、板、柱、墻等工廠，預制后運至現(xiàn)場進行安裝。與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，降低了施工現(xiàn)場協(xié)調(diào)難度。裝配式建筑在美國、日本等許多國家和地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，并經(jīng)受住了實際地震的考驗。近年來，隨著我國節(jié)能減排要求的提高和勞動力價格的急劇上漲，預制混凝土構(gòu)件在我國的應(yīng)用呈現(xiàn)出快速上升的趨勢。然而，如何將結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于變電站多層組合樓內(nèi)，需要從變電站的特點出發(fā)，借鑒近年來住宅產(chǎn)業(yè)化的新技術(shù)，對變電站的連接方式和施工技術(shù)進行進一步的應(yīng)用研究。鋼結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展較為成熟的建筑形式，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件體積小、重量輕、便于運輸和安裝，能大大降低地基的造價，且其生產(chǎn)周期短、抗震性能高、可回收利用。由于鋼結(jié)構(gòu)適用于跨度較大、負壓較高的結(jié)構(gòu)，因此，國內(nèi)部分變電站的原材料采用的是鋼結(jié)構(gòu)。

一方面，相較于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的施工周期比較短且抵御自然災(zāi)害能力強。另一方面，鋼結(jié)構(gòu)不耐熱且耐腐蝕性不強，尤其當環(huán)境比較惡劣時容易出現(xiàn)生銹的情況。通常來講，鋼結(jié)構(gòu)需要施工人員對其進行定期防銹養(yǎng)護。因此，設(shè)計人員根據(jù)工程實際情況合理選擇兩種結(jié)構(gòu)的使用比例，并充分考慮現(xiàn)場工程地質(zhì)條件、層高、建筑外觀要求等諸多因素。

4 國內(nèi)電網(wǎng)裝配式變電站工程應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著區(qū)域經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展和電網(wǎng)技術(shù)的迅猛變化，國內(nèi)各省供電公司都在致力于推動電網(wǎng)建設(shè)向智能化轉(zhuǎn)變，多項裝配變電所試點工程穩(wěn)步推行。本文以吉林省長春電網(wǎng)洋浦220kV變電站為例進行了分析，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，長春電網(wǎng)是吉林省電網(wǎng)骨干網(wǎng)架的中樞點之一，也是吉林省電網(wǎng)重要負荷中心和東北電網(wǎng)北電南送的重要通道。長春市經(jīng)濟發(fā)展迅猛，是吉林省最大的最集中的電力負荷中心，經(jīng)濟越發(fā)達，開辟線路走廊越困難，經(jīng)濟集中區(qū)域的城市規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃結(jié)合度很差，多個變電站的聯(lián)網(wǎng)線路受線路走廊的限制，建設(shè)緩慢甚至不能實施。為將土地資源利用最大化，在變電所方案選擇中，整體式GIS變電所的應(yīng)用較多，裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更為有利。裝配式變電站的應(yīng)用還沒有在吉林省地區(qū)得到充分發(fā)展，因此，應(yīng)該根據(jù)吉林省地區(qū)的特點和電網(wǎng)的運行現(xiàn)狀，積極推廣裝配式變電站是必要和迫切的，但也存在許多技術(shù)難點，包括消防技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)和壁板連接等[1]。

4.1 防火技術(shù)

依據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》文件中GB50016的具體要求，變電站的柱和梁的耐火極限必須應(yīng)該分別達到2.5小時和1.5小時。為了增強建筑的防火能力，所有的柱、梁及其與墻板的連接鋼件都應(yīng)該進行防銹處理，在表面涂加防火層。與此同時，施工單位通常會選用ALC材料作為墻面施工，根據(jù)國家相關(guān)調(diào)研報告得出的結(jié)論，150mm厚度ALC板的墻體耐火極限必須要大于4.0 h，滿足相關(guān)技術(shù)標準文件規(guī)定的防火墻耐火極限不小于3.0 h。

4.2 鋼結(jié)構(gòu)防腐

作為裝配式變電站的主要施工材料，鋼結(jié)構(gòu)防銹防腐技術(shù)主要有：所有鋼結(jié)構(gòu)配件的最低除銹等級都要滿足Sa2 1/2級，而且噴涂“冷噴鋅+面漆”進行防腐：首先噴涂ZD96-1冷噴鋅，然后復涂聚氨酯面漆。值得一提的是，冷噴鋅層中的鋅含量必須在96%以上，而且噴鋅層的耐鹽霧考核應(yīng)該滿足1800h以上。鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)中常見的還有有氣噴涂或無氣噴涂，兩者的防腐要求必須要滿足30年的免維護使用壽命，至于埋在地下的鋼構(gòu)件，施工材料方面必須要滿足外包至少50mm厚混凝土。

4.3 墻板縫處理和防水

考慮到具體工程的差異，ALC墻板與墻板、樓地面、墻板梁柱之間的縫隙處理技術(shù)會有一些區(qū)別。通常情況下，施工采用的填縫劑會由廠家提供。施工人員在刮膩子之前應(yīng)該對墻板縫使用耐堿玻纖網(wǎng)格布以防止墻板出現(xiàn)裂縫。除此之外，為了防止構(gòu)件拼接處出現(xiàn)漏水的情況，應(yīng)該在水平拼縫處施加多種防水技術(shù)。施工人員還應(yīng)該利用材料的特性對拼縫進行密封，進而實現(xiàn)有效的防水。需要注意的是， 施工人員還可以通過構(gòu)造一定的空腔來實現(xiàn)防水和排水功能，也可以借助空心橡膠密封條實現(xiàn)有效防水。

【參考文獻】

【1】王豐. 裝配式結(jié)構(gòu)在變電站建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 江西建材， 2016（12）：87-87.