智能變電站預制艙基礎施工方案設計

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摘要：在新一代智能變電站模塊化建設過程中，預制艙的應用越來越廣泛，因此對預制艙基礎的施工也需要更加重視。對預制艙基礎的施工進行了初步研究，提出了預制艙基礎結構設計的一些基本要求，同時對基礎中的一些關鍵性結構的作用進行了分析，使得預制艙基礎在施工時要求更加明確，確保加快施工進度，縮短施工周期。

關鍵詞：變電站；預制艙；基礎施工方案；結構設計

隨著中國電力行業的迅猛發展，電網工程數量迅速增加，變電站現有的建設模式已無法適應新時代的要求，為了提高變電站的建設效率，一般通過加快變電站的施工進度來實現，而智能變電站預制艙的應用能夠有效加快施工進度，因此預制艙的應用越來越廣泛[1]。為了縮短施工周期，一般需要在預制艙生產完成前先一步完成預制艙的基礎施工，這樣當預制艙運到施工現場時可以立即開始接下來的工作，避免因為基礎施工緩慢而耽誤后道工序進程。而要想盡快完成預制艙基礎的施工，需要提前設計好預制艙基礎的施工方案，這樣才能盡可能節約時間，完成基礎施工[2-3]。

1預制艙基礎對變電站建設的影響

智能化變電站的建設，離不開土建工程的施工，而變電站土建工程對變電站的穩固性和安全性有著直接的影響，其中預制艙基礎結構又是變電站土建工程施工過程中一個重要而又基礎的環節，如果基礎結構沒有處理好，那么就會直接影響變電站建設的質量，甚至有可能會出現沉降、塌陷等嚴重問題[4]。在預制艙基礎設計的過程中，需要充分考慮各種因素的影響，以設計出符合安全要求的基礎結構，以保證變電站各電器設備能夠安全運行，因此需對預制艙基礎結構設計提出一些必要相關的要求。

2預制艙基礎結構設計要求

2.1單艙基礎結構設計

單艙形式的預制艙指艙體尺寸不是很大，能夠直接滿足運輸的要求，那么這種形式的預制艙的基礎就可采用如圖1所示的基礎結構。此種結構除了必須具有的艙體承重墻外，還應具備預埋件、爬梯、臺階、散水坡道、電纜溝入口和集水坑等結構，根據具體工程情況，有些工程還需要安裝電纜支架等一些結構件。

2.2拼艙基礎結構設計

拼艙形式的預制艙指艙體尺寸比較大，不能夠滿足直接運輸的要求，那么這種形式的預制艙就需要采用拼艙結構，把整個預制艙分拆成兩個或者多個預制艙，使得每個預制艙都能夠滿足運輸的要求，而對于這類形式的預制艙基礎就可以采用類似如圖2所示的基礎結構。此種形式的預制艙除了必須具有單艙形式基礎所有的結構（艙體承重墻、預埋件、爬梯、臺階、散水坡道、電纜溝入口和集水坑）外，還需在基礎中間加上一定量的中間支撐梁，而在中間支撐梁上還需預留一定數量的孔洞，中間支撐梁起到支撐艙體的作用，預留孔洞的作用是連接相鄰艙體間的電纜光纜等。

2.3結構設計要求

不論是單艙形式的基礎，還是拼艙形式的基礎，在結構設計時，都需要滿足一定的設計要求，才能夠保證工程質量，具體設計要求如下所示。基礎外露部分應采用清水混凝土工藝，混凝土中可摻入一定量的鋼筋阻銹劑，混凝土材料可選C30，墊層材料可選C15，鋼材可采用Q235-B，焊條選用E43XX；地下部分基礎外露表面采用防水水泥砂漿粉刷，艙體安裝完成后，與基礎連接處采用硅酮耐候膠封閉；基礎預埋件周圍需留有10mm寬縫變形，深度與埋件厚度一致，或者基礎預埋件露出基礎頂面3～5mm即可，埋件整體水平高差不得超過±1mm，采用硅酮耐候膠封閉；外露基礎陽角均做成25mm的圓弧倒角；基礎持力層的殘積粘性土承載力特征值fak≥100kPa，基礎開挖時，應采取措施避免擾動土層并防止基坑泡水，基坑開挖后，應進行基坑驗槽后方可進行基礎施工，基礎底及基坑回填土應分層夯實，每層厚度不大于300mm，壓實系數應大于等于0.94，嚴禁采用建筑垃圾土、淤泥土、雜質土、鹽漬土、凍土、膨脹性土以及有機質含量大于5%的土進行回填，嚴格控制工程質量；二次設備艙基礎外四周應設置散水坡道，細石混凝土散水，細石砼散水間設置一個3～4mm的伸縮縫，與基礎間應留沉降縫，縫寬為20mm，填充橡膠泡沫板，用硅酮耐候膠密封，散水坡道寬度約為600mm，需向外找個坡度，坡度約為3%；艙門外應設置臺階，臺階材料可以采用火燒板，基礎與臺階間需預留一個20mm的縫隙，在縫隙內填充瀝青麻絲或者瀝青砂漿，封表面采用中性硅酮耐候膠密封處理；艙體就位后需和基礎上預埋件焊接連接，焊后需做防腐處理；電纜光纜進入艙內可采用兩種方式，即電纜光纜可以通過埋管進入艙內、電纜光纜可以通過在基礎上直接挖一個方孔進入艙內；下方基礎內部需挖出一定深度的通道，方便人員在里面行走鋪設電纜光纜。

3預制艙基礎關鍵結構作用

3.1預埋件

預埋件一般是預埋鐵或者鋼板，所有預埋件均需要與接地網可靠連接，當預制艙艙體坐落在預埋件上時，一方面預埋件起到直接支撐艙體的作用，另一方面艙體也可以通過預埋件實現接地的目的。預埋件如圖3所示。

3.2爬梯

預制艙基礎內部一般會挖出一個一定深度的通道，方便施工人員在艙體下面接線操作，因此在艙體底部一般會設置一個或多個人井口，操作人員通過人井口下到艙體下面。但是因為基礎是有一定深度的，為了方便操作人員下到基礎內，所以需要在人井口位置基礎內壁上安裝一定數量的爬梯，方便操作人員攀爬，如圖4所示。

3.3臺階

因為基礎上表面與地平面間有一定的高度，所以需要在艙門口位置設置相應的臺階，方便人員進出預制艙內。臺階剖面如圖5所示。

3.4散水坡道

預制艙基礎外需設置一個散水坡道，確保雨水雪水等不會聚集在基礎外，進而可以避免因基礎被雨水雪水長期浸泡而導致出現的工程質量問題。散水坡道示意圖如圖6所示。3.5電纜溝入口電纜溝入口處的基礎上如果采用預埋管的形式，那預埋管需要選擇鍍鋅鋼管材料，預埋管一端需要伸出預制艙基礎100mm，另一端則埋入附近電纜溝中，如果采用在基礎上挖方孔的形式，則需要根據電纜溝具體位置來挖，預埋管數量或方孔大小需要根據具體電光纜數量來確定。預埋管或方孔的作用都是走電光纜的，電光纜通過預埋管或方孔進入基礎內，進而連接到預制艙內需要接線的位置。

3.6集水坑

預制艙基礎底部需要設置一個集水坑，基礎底部需要有一點點坡度，保證雨水能匯集到集水坑中，然后雨水再通過連接到集水坑中的埋管排放出去，進而保證艙底基礎內相對干燥，其中積水坑上的篦子板起到過濾的作用，防止一些大型垃圾堵到埋管入口而影響排水。集水坑剖面如圖7所示。

3.7電纜支架電纜支架

根據具體工程的需要而設置，一般是設置在基礎內壁上，起到支撐電光纜的作用。

4結語

通過對預制艙基礎的施工方案進行設計分析，預先做好預制艙基礎的結構設計，不僅能夠有效保證預制艙基礎的施工質量，提升土建基礎的穩固性，而且能夠加快施工進度。

參考文獻：

［1］葉健，孫福鵬.模塊化變電站在南方電網的應用可行性分析［J］.廣西電力，2018，41（5）：48-51.

［2］王琨，尹軍華，寇新民，等.預裝式變電站免基礎系統研究［J］.科技視界，2017（23）：114-115.

［3］趙春鋒.變電站基礎工程冬季施工經濟技術性比較［J］.中小企業管理與科技（上旬刊），2016（10）：83-84.

［4］紀星.變電站土建設計要點及其優化［J］.通訊世界，2019，26（8）：324-325.

作者：李釗 吳俊輝 陸朝陽 劉廣州 袁孟佼 單位：常州博瑞電力自動化設備有限公司