變電站土建工程常見質(zhì)量通病的產(chǎn)生及預(yù)防措施

黃亮 HUANG Liang

（溫州電力設(shè)計(jì)有限公司監(jiān)理分公司，溫州 325000）

0 引言

變電站是電力系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分，對(duì)于電網(wǎng)輸電具有十分重要的作用。但目前我國(guó)部分地區(qū)變電站土建工程施工中還存在著一些質(zhì)量通病，不僅影響變電站的外觀，也影響變電站的使用及安全運(yùn)行。因此，必須重視變電站土建工程的施工質(zhì)量，針對(duì)存在的質(zhì)量通病問(wèn)題，應(yīng)采取有效的措施加以預(yù)防，提升工程項(xiàng)目施工的質(zhì)量，確保變電站投入使用后的安全運(yùn)行。

1 變電站土建工程常見的質(zhì)量通病

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，在電壓等級(jí)上，已經(jīng)由原來(lái)以少量110kV、220kV 變電站為樞紐電站，35kV 為終端變電站的小電網(wǎng)輸送模式，逐步發(fā)展到了以特高壓1000kV 變電站和500kV 變電站為樞紐百能電站，220kV 和110kV變電站為終端的大電網(wǎng)輸電模式。而在本地區(qū)，電壓等級(jí)分別是330kV、750kV 和±800kV，屬于一類變電站和二類變電站。這種類型的變電站土建工程項(xiàng)目與其他普通的土建工程項(xiàng)目具有較大的不同，其工程更加復(fù)雜繁瑣，對(duì)施工技術(shù)性要求更高。在土建工程施工過(guò)程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)影響到整個(gè)工程施工的質(zhì)量，不僅影響到變電站工程的觀感質(zhì)量，更會(huì)影響到電網(wǎng)輸電的穩(wěn)定性。

根據(jù)本地區(qū)變電站工程施工檢驗(yàn)，在土建工程施工中，存在的質(zhì)量通病主要包括如下幾個(gè)方面：

第一，在土方工程中，可能出現(xiàn)土方回填區(qū)沉陷的現(xiàn)象，或者是邊坡下滑填方出現(xiàn)橡皮土以及基坑二次回填土沉陷現(xiàn)象。

第二，在地基基礎(chǔ)工程中，樁基產(chǎn)生較大沉降或者是不均勻沉降現(xiàn)象。

第三，在混凝土工程中，常見蜂窩、麻面、露筋和夾心的現(xiàn)象，此外，還存在著混凝土結(jié)構(gòu)裂縫以及外形尺寸偏差等問(wèn)題。

第四，在鋼筋工程中，存在著鋼筋綁扎不牢固、欠綁扎或漏綁扎以及焊接不到位的現(xiàn)象。

第五，在圍墻工程中，常見墻面鼓包、豎向貫通裂縫，此外，還存在圍墻不均勻沉降以及墻面污染等現(xiàn)象。

第六，建筑整體還存在滲漏現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為屋面滲漏、外墻滲漏和門窗滲漏的問(wèn)題。

2 基本情況

某220kV 輸電、變電工程包含三條線路，其中有兩條220kV 線路，需要進(jìn)行升高改造。該工程采用的是B10 孔鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑為4000mm；采用長(zhǎng)27.5m 的鋼筋籠，重45t 左右（含內(nèi)籠在內(nèi)），合計(jì)1 根。

3 變電站土建工程施工要點(diǎn)

3.1 前期準(zhǔn)備階段的施工要點(diǎn)

3.1.1 科學(xué)選址

對(duì)于變電站建設(shè)的選址來(lái)說(shuō)，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)負(fù)荷中心位置進(jìn)行明確，能夠保證使其處于變電站的中心位置，然后對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃、負(fù)荷分布等進(jìn)行全方位的考慮，合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)實(shí)際情況與建設(shè)需求來(lái)對(duì)其進(jìn)行不斷的調(diào)整與完善，盡最大可能少占或者不占該區(qū)域的農(nóng)業(yè)耕地，此外還應(yīng)在滿足建設(shè)需求的情況下降低土石方使用率。若是條件允許，可使用價(jià)值較低的荒地或者劣地來(lái)進(jìn)行建設(shè)，在初步明確變電站建設(shè)地址的同時(shí)，綜合考慮以下因素：①變電站的選址建設(shè)應(yīng)充分考慮周邊環(huán)境的影響，通過(guò)調(diào)查與分析，探究變電站建設(shè)是否與該區(qū)域的環(huán)境相融，不得隨意建設(shè)在軍事要地、游覽區(qū)以及機(jī)場(chǎng)附近，選址建設(shè)前應(yīng)報(bào)于有關(guān)部門，經(jīng)其批準(zhǔn)之后才可進(jìn)行后續(xù)的其他工作；②變電站建設(shè)在選址時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮該區(qū)域城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及農(nóng)村的整體規(guī)劃，不能占用鐵路、公路等線路；③變電站選址應(yīng)本著“節(jié)約用地”的原則進(jìn)行，在盡量節(jié)約建設(shè)資金的前提下，很多電力企業(yè)在土建工程的建設(shè)選址方面，在交通滿足變電站建設(shè)與運(yùn)維需求的前提下，都會(huì)盡量選擇較為偏僻、距離城市較遠(yuǎn)、應(yīng)用價(jià)值低的地方作為土建工程建設(shè)地。

3.1.2 探究其可行性

變電站在經(jīng)過(guò)選址并通過(guò)審批之后，要對(duì)變電站建設(shè)的可行性進(jìn)行分析，這是后續(xù)建設(shè)順利推進(jìn)的基礎(chǔ)與保障，主要從以下三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行變電站建設(shè)可行性的探究工作：①林木、經(jīng)濟(jì)作物的補(bǔ)償與拆遷問(wèn)題。變電站建設(shè)需要占用較為廣闊的土地資源，因此難以避免會(huì)涉及到拆遷補(bǔ)償與土地征用，因此變電站建設(shè)項(xiàng)目管理者在施工前需要對(duì)此方面的問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，并收集、整理與統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，折算出合理的費(fèi)用，便于后期施工工作的順利推進(jìn)。②關(guān)于地下埋藏設(shè)備以及地基處理問(wèn)題，要通過(guò)專業(yè)的技術(shù)工人以及先進(jìn)設(shè)備來(lái)對(duì)變電站土建工程區(qū)域的地下情況進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，避免出現(xiàn)滑坡、溶洞與不良地質(zhì)等問(wèn)題，并根據(jù)具體的問(wèn)題，通過(guò)研討與分析來(lái)制定一系列完善的應(yīng)對(duì)防范措施，使其穩(wěn)定性滿足變電站土建工程的建設(shè)需求。③占地規(guī)模。為使工程設(shè)計(jì)能夠達(dá)到國(guó)家以及電力企業(yè)的相關(guān)規(guī)范要求，保障后期運(yùn)行階段的維護(hù)保養(yǎng)便利，各種形式的變電站土建工程建設(shè)方案皆有一套標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容與舉措。

3.2 初步設(shè)計(jì)階段的施工要點(diǎn)

在經(jīng)過(guò)選址階段，并使其具備可行性的同時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)階段的施工要點(diǎn)進(jìn)行把握也同樣重要，施工要點(diǎn)如下：①總平面布置的相關(guān)設(shè)計(jì)工作。在符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范的前提下，按照電力系統(tǒng)規(guī)程的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，并且在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)道路運(yùn)輸進(jìn)行綜合分析之后進(jìn)行合理的優(yōu)化，重點(diǎn)關(guān)注引接、進(jìn)出線位置，把握其中的安全距離，對(duì)已經(jīng)明確規(guī)模的建筑物進(jìn)行恰當(dāng)?shù)陌才?，在保障安全運(yùn)行的情況下，提升其容錯(cuò)率，使其占用最小的平面用地。②建筑結(jié)構(gòu)。變電站建設(shè)應(yīng)滿足國(guó)家以及行業(yè)建筑規(guī)范要求，保證其達(dá)到承載力與抗震要求，使得建筑物高度始終不低于3.6m，且必須是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。目前已逐步采用鋼結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，建筑物支架以及構(gòu)架同樣需要鋼結(jié)構(gòu)，若是建筑物根據(jù)實(shí)際情況有所變化，則低于3.6m 可使用磚混結(jié)構(gòu)。③豎向布置。豎向布置可分為平坡式布置與階梯式布置，不論何種布置方式，都需以“平衡填挖方量”作為基本原則，以減少平整填挖量為目的。④地基處理。變電站工程建設(shè)所需資金投入較大，變電站內(nèi)部一般多為大型電氣設(shè)備，設(shè)備質(zhì)量較大且要求穩(wěn)定性高，因此在基礎(chǔ)選型方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)本著經(jīng)濟(jì)性原則，考慮難易程度等多方面問(wèn)題對(duì)總體的地基處理進(jìn)行分析，選取地基處理的最優(yōu)解，達(dá)到技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性雙贏的目的。

3.3 施工圖設(shè)計(jì)

施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)緊隨初步設(shè)計(jì)完成之后，根據(jù)國(guó)家以及行業(yè)的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)圖的相關(guān)設(shè)計(jì)工作，其主要包含以下幾個(gè)方面：①全面細(xì)致核對(duì)現(xiàn)階段的所有資料與尺寸，對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的確認(rèn)，在保證無(wú)誤的情況下，進(jìn)行下一階段的設(shè)計(jì)工作；②建立健全資料共享制度，加強(qiáng)各個(gè)設(shè)計(jì)小組的溝通交流，避免因缺乏足夠的交流而導(dǎo)致問(wèn)題的產(chǎn)生；③變電站在后期的建設(shè)階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)與施工人員、安全人員及監(jiān)督人員等進(jìn)行及時(shí)的溝通，使其能夠把握工作的中心與重點(diǎn)，必要時(shí)可聯(lián)合管理部門制定施工反饋制度，以此來(lái)及時(shí)掌握施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，從而以此為基礎(chǔ)對(duì)設(shè)計(jì)圖或者方案進(jìn)行調(diào)整與完善，使其能夠具備更好的合理性與可行性。

4 提升變電站土建工程施工質(zhì)量的策略

4.1 重視基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)施工

在土建施工以及電氣安裝過(guò)程中，需要重視基礎(chǔ)工程與結(jié)構(gòu)工程的施工管理。在基礎(chǔ)工程施工過(guò)程中要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督，防止存在安全隱患和質(zhì)量問(wèn)題。在進(jìn)戶電纜和墻體管道安裝時(shí)，要重視防水措施的有效運(yùn)用，防止在后續(xù)施工中出現(xiàn)進(jìn)水現(xiàn)象導(dǎo)致返工。在地面、墻體、管道線路施工中，也要加強(qiáng)穿孔控制，需要對(duì)隧道和空洞的承壓器材進(jìn)行全面檢查與測(cè)量，保證施工的安全性。此外，務(wù)必要確保預(yù)埋管路的規(guī)格和空間位置符合設(shè)計(jì)要求，杜絕漏埋、錯(cuò)埋，同時(shí)還需要核對(duì)預(yù)埋鋼管的性能是否達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保預(yù)埋鋼管與設(shè)計(jì)方案相吻合，避免返工，造成不必要的浪費(fèi)。

在混凝土結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，要了解混凝土結(jié)構(gòu)工程對(duì)整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的積極作用，加強(qiáng)混凝土成品的保護(hù)工作。在混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量管理過(guò)程中，需要由專業(yè)人員進(jìn)行管理和監(jiān)督，嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。每一個(gè)施工人員需要嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)要求，加強(qiáng)施工控制，保證施工質(zhì)量。此外，對(duì)施工過(guò)程中所需要的鋼筋、水泥、砂石料、木材等需要做好預(yù)留準(zhǔn)備，保證土建施工的速度。

4.2 孔壁施工中的加固

變電站基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，要求孔徑較大，為4000mm。施工期間，為確保孔壁的穩(wěn)定，杜絕塌孔現(xiàn)象，確保鋼筋籠能夠安全吊裝，必須以可靠措施加固孔壁。

方案1：以雙排700mm×1000mm 有效樁、長(zhǎng)15m 的雙軸攪拌樁做加固處理，使其自表層土及首層土穿過(guò)，其水泥摻量按15%計(jì)。因吊裝鋼筋籠需用到履帶式起重機(jī)，在護(hù)筒中心10m 圓周內(nèi)設(shè)置20cm 厚作業(yè)平臺(tái)，要求用C30混凝土，設(shè)18mm×250mm 雙向單層鋼筋，并固定至護(hù)筒上。同時(shí)，沿吊車移動(dòng)方向以C30 混凝土鋪設(shè)20cm 厚、12m 寬、30m 長(zhǎng)的施工重車道，要求內(nèi)設(shè)18mm×250mm 雙向雙層鋼筋。

方案2：樁身附近以有效樁長(zhǎng)15m 的四號(hào)拉森鋼板樁進(jìn)行加固處理，使其自表層土及首層土穿過(guò)，因吊裝鋼筋籠需用到履帶式起重機(jī)，在護(hù)筒中心10m 圓周內(nèi)設(shè)置25cm 厚作業(yè)平臺(tái)，要求用C30 混凝土，設(shè)16mm×200mm雙向單層鋼筋，并固定至護(hù)筒上。同時(shí)，沿吊車移動(dòng)方向以C30 混凝土鋪設(shè)20cm 厚、12m 寬、30m 長(zhǎng)的施工重車道，要求內(nèi)設(shè)18mm×250mm 雙向雙層鋼筋。

表1 方案比對(duì)

方案2 的施工速度雖然快，可是樁基施工完成后，鋼板樁因擠土效應(yīng)拔不出來(lái)，造價(jià)偏高；方案1 不但加固效果好，成本還比較低，故本次采用方案1 的形式加固。

4.3 排水和消防結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

變電所給排水結(jié)構(gòu)與一般給排水形式存在一定差異。變電站的供水主要用于消防安全和生活用水。變電站在新時(shí)期實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化和智能化，運(yùn)行維護(hù)人員少，相應(yīng)的生活用水量不是很大。因此，在處理供水時(shí)，可通過(guò)市政供水連接區(qū)域管道和變電站供水管道，滿足變電站的用水需求。在變電站排水系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，可采用分流排水方式實(shí)現(xiàn)廢水排放；在優(yōu)化變電站消防設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要對(duì)變電站內(nèi)的許多建筑物和設(shè)備進(jìn)行全面檢查，以觀察它們是否在安全距離內(nèi)。符合行業(yè)相關(guān)規(guī)定的，應(yīng)進(jìn)行綠色標(biāo)識(shí)；如不符合間距要求，在紅色標(biāo)識(shí)后后期統(tǒng)一整改，并采取防火墻、防火幕等形式進(jìn)行處理。情節(jié)嚴(yán)重的，應(yīng)當(dāng)擇地拆除重建。

4.4 室外結(jié)構(gòu)支撐的優(yōu)化

室外結(jié)構(gòu)支架的選擇和布局通常將根據(jù)變電站電氣設(shè)備的連接方式確定。目前，通常為組合框架式，采用兩間隔一跨的形式，在框架縱向中間設(shè)置單端支撐，不僅可以縮短縱向尺寸，還可以使GIS 和HGIS 組合電氣設(shè)備成為減少用地面積的關(guān)鍵因素之一。目前，水泥桿支護(hù)很少使用。鋼管桿是室外結(jié)構(gòu)支撐的常用材料。通過(guò)全壽命比較法，可選擇與變電站周期相一致的電桿材料，在一定程度上降低變電站的建設(shè)成本。

5 變電站土建工程質(zhì)量通病的有效預(yù)防措施

5.1 地基沉降與土方沉降的防治措施

變電站的基礎(chǔ)沉降和地面沉降問(wèn)題將影響變電站的使用和安全運(yùn)行。針對(duì)地基沉降問(wèn)題，主要原因有三個(gè)方面：一是地質(zhì)勘察不夠細(xì)致；二是設(shè)計(jì)工作存在缺陷；三是施工中存在質(zhì)量問(wèn)題。回填土沉降的原因分為兩個(gè)方面：一是施工人員對(duì)回填土的各種土質(zhì)不完全了解，導(dǎo)致所選回填土本身存在質(zhì)量問(wèn)題；二是土方回填施工時(shí)，施工人員沒有分層填筑夯實(shí)。經(jīng)常在回填兩、三層土方后進(jìn)行夯實(shí)，未檢測(cè)土方回填夯實(shí)程度，導(dǎo)致土方回填夯實(shí)不足，一段時(shí)間后逐漸下沉。

針對(duì)變電站的地基沉降和土方沉降，施工單位應(yīng)積極采取預(yù)控、過(guò)程控制、事后控制等措施，防止其發(fā)生。在前期控制工作中，應(yīng)考慮可能的地基沉降和土方沉降，認(rèn)真做好施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，充分認(rèn)識(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境和水文條件，制定完善的施工方案。加強(qiáng)技術(shù)交底。同時(shí)嚴(yán)格控制施工材料的質(zhì)量，確保施工材料的性能和質(zhì)量符合施工方案的要求。在過(guò)程控制工作中，加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程的監(jiān)督，確保施工人員嚴(yán)格按照施工方案的要求進(jìn)行施工。施工中一旦發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，應(yīng)及時(shí)制止，并及時(shí)返工、翻新。如土方回填過(guò)程中，嚴(yán)格按照施工方案要求控制土方含水量，不得采用腐殖質(zhì)、粘土、亞粘土等原狀土回填。在回填過(guò)程中，必須回填并壓實(shí)一層。最后，在后期控制工作中，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，定期觀察和跟蹤地基沉降劑是否存在土方沉降，并進(jìn)行觀測(cè)記錄。

5.2 混凝土質(zhì)量問(wèn)題的預(yù)防措施

在變電站土建施工中，混凝土工程中出現(xiàn)的蜂窩、麻面、露筋?yuàn)A層、結(jié)構(gòu)裂縫、外形尺寸偏差等問(wèn)題，不僅影響變電站的外觀，而且影響變電站的使用和安全運(yùn)行。究其原因，主要有以下幾個(gè)方面：一是混凝土原材料質(zhì)量存在問(wèn)題；二是原材料配合比不科學(xué)；三是建設(shè)環(huán)境不適宜；四是施工技術(shù)存在問(wèn)題；五是混凝土養(yǎng)護(hù)措施不到位。

針對(duì)變電站土建混凝土工程中存在的這一系列質(zhì)量通病，施工企業(yè)首先要加強(qiáng)事前控制，按照工程施工要求嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，科學(xué)調(diào)配原材料，施工前采用低熱水泥進(jìn)行混凝土試拌，合格后方可施工。在施工過(guò)程中，在氣溫較低、天氣晴朗的情況下，混凝土的澆筑和振搗必須嚴(yán)格按照施工方案的要求進(jìn)行，以控制混凝土的坍落度，避免漏振?；炷翝仓駬v完畢后，采取有效措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，降低混凝土水化熱，確保大體積混凝土施工質(zhì)量。

5.3 外墻常見質(zhì)量問(wèn)題的預(yù)防措施

變電站外墻較長(zhǎng)，易出現(xiàn)鼓包、豎向貫通裂縫、墻體不均勻沉降、墻體污染等現(xiàn)象。針對(duì)這些圍欄常見的質(zhì)量問(wèn)題，首先針對(duì)基坑沉降不均勻的問(wèn)題，在基坑工程完成后及時(shí)進(jìn)行基坑回填，采用土方回填相同的方法，回填一層，夯實(shí)一層。為了使圍護(hù)結(jié)構(gòu)在靠近結(jié)構(gòu)支座處嚴(yán)重沉降，還應(yīng)加強(qiáng)地基承載力的方法。例如，施工單位可以采用鋼筋混凝土地梁代替?zhèn)鹘y(tǒng)的條形基礎(chǔ)，有效地防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不均勻沉降。針對(duì)墻面鼓包、污染等問(wèn)題，涂裝時(shí)應(yīng)掌握施工要領(lǐng)，涂裝后應(yīng)噴一層防水涂料。針對(duì)裂縫問(wèn)題，嚴(yán)格控制施工材料質(zhì)量，加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督，有效避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量通病。

6 結(jié)論

綜上所述，在變電站土建工程施工的過(guò)程中，應(yīng)綜合考慮工程建設(shè)的外部環(huán)境因素以及自身建設(shè)要求內(nèi)部因素，把握其中的重點(diǎn)因素，并根據(jù)其具體特點(diǎn)來(lái)采取個(gè)性化的優(yōu)化措施，使其能夠滿足現(xiàn)階段與未來(lái)階段的發(fā)展需求。