变电站土建结构设计问题及处理对策

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［摘要］现阶段，随着我国电力企业的壮大发展，变电站的建设数量和速度也在不断攀升。因此，在开展变电站的土建结构设计时很容易出现各类问题，这些问题会大幅影响后期变电站的正常运作，甚至会产生较大的安全事故。所以，需要对变电站土建结构设计中存在的问题引以重视，且采取有效的对策妥善处理。主要围绕变电站土建结构设计中可能出现的问题及解决对策进行分析，以供参考。

［关键词］变电站；土建结构；施工设计

由于人们用电需求的增加，变电站的建设规模不断扩大，安全、稳定的变电站建设成为人们用电需求的重要保障。在变电站的建设过程中，土建结构的设计是非常重要的环节，也是确保变动性、稳定性与安全性的重要内容，所以，我们需对变电站土建结构设计环节加以重视，以确保后期变电站可顺利建设、正常运作。

1变电站土建的框架结构设计

1.1基础设计要点

在开展变电站天然基础设计时，需结合现场实际情况，如发现现场柱下扩展基础下的地基土质呈现出松软、松散情况。那么，在开展变电站框架结构设计时，为确保地基处于稳定状态，建议使用柱下条形基础，并适量扩大各个节点处的基础宽度，然后在条形基础的下面铺设厚度为100mm左右的垫层，铺设原材料的型号为C20混凝土。如果现场的地基基础的埋设深度超过3m，并且地基土层的承载能力较差，在进行基础设计的时候，可使用筏板或桩筏基础建设地下室，以有效支撑地基的承压负荷，大幅减少地基沉降的问题。在开展筏板基础设计时，需要以建筑为中心，然后向四周适量扩大地下室的筏板，以提高对上部建筑的承压性能。如果筏板面筋较大，可设计适当距离的后浇带，等到完成筏板混凝土浇筑60d后，就可对后浇带进行堵封，使用的施工材料为微膨胀混凝土。

1.2平面结构设计要点

对于变电站结构而言，楼板的作用是将建筑物内部隔成若干层，以满足不同空间楼层的需求。所以，对于楼板的受力是需要重点关注的内容，尤其是对于墙、柱所承受的水平方向压力，更是至关重要，是关乎到墙柱稳定的关键性因素。所以，在进行板筋配置时，需要使用2级或3级钢筋，且尽可能采用强度、硬度较高的钢筋，以最大程度满足楼板的承压负荷需求，并且避免面筋被不断踩踏而减弱承压力的情况。此外，在进行板筋间距设计时，根据施工需求，一般控制在150~200mm。如果有防裂缝、防水等方面的需求，板筋之间的距离需要小于150mm。另外，如果是普通楼盖，其厚度要求大于100mm；如果是天面层楼板，尤其受到温度差异的影响，很容易出现裂缝，因此，厚度需控制在200mm以上，且钢筋之间的距离小于150mm。

1.3框架梁设计要点

对于变电站而言，框架梁的作用十分重要，主要为2个方面。第一，将楼屋盖所承受的压力转移到框架柱外，减少变电站的承压负荷。第二，可以和框架柱进行刚接，形成梁柱抗侧力体系，一起发挥抗压、减震的效果。在设计梁的截面宽度时，需要大于200mm，而梁截面的高宽比例要小于4。如果梁高较小或使用扁梁时，除了需要计算承载力、受剪截面外，还要符合刚度、挠度、抗裂缝等要求。对于梁挠度的计算方式，一般是直接减去梁的合理起拱值。此外，如是现浇梁结构，需将梁受压翼缘的有利作用考虑在内。在进行变电站抗震设计时，梁端纵向受拉钢筋的配筋率需要小于2%，对于梁端截面的底面、顶面纵向钢筋截面面积的比值要按照一级大于0.6，二、三级大于0.4来进行计算；对于沿梁全长顶面和底面的设计，需要配置2根以上的纵向钢筋，并且确保钢筋的直径大于14mm，以满足抗震需求。

1.4框架柱设计

变电站的框架柱结构主要作用是承受整个框架结构中梁和板的负荷压力，然后将此荷载压力传输给基础，属于主要的竖向支撑构件。因此，在开展框架柱设计时，为更好地提升抗震时结构柱需要的延伸性能，柱需要符合对轴压比的需求，主要实现途径为提升截面面筋和混凝土标号。

1.5楼梯设计

在变电站中，楼梯也是建筑中不可或缺的重要组成结构之一。对于变电站的结构设计而言，楼梯是独自承受压力的构件。所以，楼梯的设计需要满足2个需求：第一，竖向承压荷载力；第二，良好的抗震性能。另外，对于梯梁的布局需尽可能符合变电站的各项功能，使其梯板的受力均匀、合理，一般情况下，设计形状为：A型楼梯。对于梯柱的设计，箍筋要求全高加密，并且将楼梯梯板的厚度设计为楼梯跨度的1/30~1/25。如果发现楼梯的挠度不符合规定时，可采用以下方式解决：（1）提升梯板的厚度；（2）增加梯板纵向底筋面筋；（3）调高梯板跨中起拱值。

2变电站土建结构设计中存在的问题

2.1变电站选址合理性的问题

众所周知，我国变电站的情况较为复杂，变电站内部分布着许多设施设备，并且这些设施设备会产生大量的电流，各设备之间的电路错综复杂，一旦触碰很容易引发较大的安全问题。因此，在进行变电站的土建结构设计时，变电站的选址是首要解决的问题，也是十分关键的问题之一。变电站的选址是否合理直接关乎到后期的变电站的设计、建设问题。例如，有些变电站所处的区域地理环境恶劣且复杂，洪水、地震现象频发，这些自然灾害会直接影响变电站的正常运转，给变电站内部的设备运作带来较大的破坏性，不仅会发生线路短路等各类事故，严重时还会直接引发火灾等危险事故，从而给人们带来较大的人身财产损失。所以，变电站土建结构的选址是否具备合理性非常重要。例如，将变电站的地址选择在雷电频发或地势较低的地区，这些都会为后期变电站出现安全事故埋下较大的安全隐患。

2.2变电站结构稳定性的问题

现阶段，我国的变电站设计涵盖了很多土建建筑结构设计，这些结构设计环节也是变电站设计的重点内容，会直接影响变电站的正常运作，也是确保变电站稳定性与安全性的关键环节，直接影响变电站的使用寿命与使用时间。但目前在开展变电站结构设计时，很多设计师对结构稳定性问题未引以重视，在设计环节没有增加加固变电站稳定性的保障结构或体系，如此一来，也会大幅影响后期变电站各项功能的正常发挥。

2.3变电站站内布局问题

经研究发现，很多变电站的站内布局设计不太合理，出现了很多矛盾现象。目前，我国的变电站内不仅有许多建筑结构，还配备有很多电气运作的设施设备。因此，在开展变电站设计时，如何合理规划站内布局问题，确保建筑结构与电气设备相互配合、互不干扰，也是值得深入探究的问题。如果仅重视结构设计，忽视变电站内部的电气设备布局，就会出现隐患问题。例如，防护网与通风口不匹配，会大幅影响变电站的正常运作等。这些问题也会进一步增加内部运作发生故障的概率。

2.4变电站基础混凝土结构裂缝的问题

在开展变电站土建施工时，稍不注意就会出现混凝土裂缝现象，其产生裂缝的原因主要有以下几点。（1）施工中的水泥、砂的性能参差不齐，质量不佳。由于水泥是变电站施工的重要基础材料，因此，在选择水泥的种类、型号、性能等方面需要结合现场的施工需求，如果没有选择合适的水泥种类，那么后期就很容易出现混凝土裂缝等问题。另外，配料比例设计不合理也会影响水泥质量，进而影响整个变电站的施工质量。（2）环境因素的影响力较大，有些变电站使用的水泥很容易受到环境的影响，如果周边环境的温度或湿度出现变化，那么也会导致混凝土表面出现裂缝。（3）施工人员的专业素质不高。在开展变电站结构设计施工时，如果施工人员自身专业能力不高，技术不过关，或未严格遵守前期的设计施工要点，也会导致变电站混凝土结构出现裂缝等问题。

3变电站土建结构设计问题及对策

3.1合理选择变电站的地址

变电站土建结构设计中最为重要的内容是做好变电站地址的选择工作，这不仅是整个土建结构设计方案的重要前提，也是后期变电站快速施工、正常运作的重要保障。所以，需要对变电站的选址工作引以重视。在进行变电站选址时，首先需要对该区域的地形、气候、水土等方面信息了如指掌，并且结合该区域对变电站的功能需求，进行合理选择。需要注意的是，在进行选址的过程中，确保变电站的地址可满足各类电气设备进出线的要求。其次，在选址变电站时，应符合该城市的规划建设，杜绝土地铺张浪费的情况，尽可能提升土地的利用率。一般情况下，变电站会建设在污染源上端或前段，尽可能避开特殊地形，防止变电站施工处于开风口与断层位置。最后，变电站不应设计在容易出现山体滑坡的位置，防止滑坡滚石对变电站内部基础设备产生破坏。如果是洪水频发的区域，那么需要将变电站建设在高处，且增加相关的抗洪、防洪措施，以实现保护变电站的目的。

3.2提升变电站结构的稳定性

为保障变电站结构的稳定，重点在于做好变电站基础地基的建设工作，以加固变电站结构的稳定性与安全性。所以，在开展变电站土建结构设计时，需使用针对性的防护措施以保障基础地基的稳定。例如，在建设变电站过程中，发现基础地基有些松动，可使用垫层的方式进行地基加固，提高地基的强度与稳固性。此外，在建设沟槽施工的过程中，不仅需要使用规范性、科学性的施工技术，还需结合现场沟槽、管道的分布情况。

3.3做好变电站站内布局设计

对于变电站土建结构设计而言，做好变电站站内布局设计十分重要，也是变电站长期、稳定运转的关键性因素。首先，在前期设计阶段，需要全面了解变电站内的结构、设备、线路等信息，然后进行深入分析，并结合变电站内部整体结构特征，进行合理化、科学化布局，以确保变电站内的各个结构、设备、线路相互配合、互不干扰，从而保障变电站的正常运作。例如，变电站主控室的设计，要尽可能避免被噪声污染，且根据电缆的长度，选择最佳的建设位置，从而确保变电站可高效、快速地运作。

3.4预防变电站基础混凝土结构裂缝现象

为有效预防变电站基础混凝土结构出现裂缝，需重视施工原材料的品控，尤其是水泥、砂石等需求量较大的基础施工材料，其质量水平至关重要。首先，在进行施工材料采购时，需选择品质过关、质量可靠的原材料，且结合变电站建设的现场情况进一步筛选，尽可能避免混凝土结构出现裂缝问题。其次，对变电站的施工队伍，需要做好技术把关，确保施工人员具备良好的专业技能，尽可能规避人为因素造成的混凝土结构裂缝现象。

4结束语

综上所述，由于变电站的正常运转是满足人们用电需求的重要保障，因此，需重视变电站土建结构设计中出现的问题，且采用相关的对策解决，从而提升变电站的建设质量水平，为我国的电力企业发展提供强有力的动力基础。

参考文献

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[3]吴向南.变电站土建结构设计存在问题分析及处理方案[J].机电信息，2014（21）：105，107.

[4]刘十茵.变电站土建结构设计存在问题及方案处理分析[J].黑龙江科技信息，2013（29）：211.

作者：王红宾 高纪云 单位：河南九域博慧方舟咨询发展有限公司