关于变电站土建结构安全性分析

【摘 要】变电站的土建工程是整个电网的组成部分，其安全性关系到变电站的安全运行。随着我国现代化建设步伐的加快，对变电站的建设质量提出了更高的要求。加强土建设计中结构的安全性和耐久性，是保障变电站安全运行的有效措施。

【关键词】变电站；土建结构；安全性

前言

随着建筑业的发展，电力工程质量影响着整个电力电网建设的方方面面，为提高土建工程的安全性能，因此，电力建设的安全性已经逐步引起了重视。特别是变电站土建工程，它的安全性关系到了电网公司和各级用户的安全与利益。

1 变电站土建结构工程的安全性

1.1 土建结构工程的安全性

结构安全性主要是指结构在各种作用下防止破坏并倒塌，保护人员不受伤害的能力。土建设计结构的安全性主要取决于结构的设计和施工水平，结构能否正确使用也是一个影响因素。对于土建结构工程的设计来说，其结构的安全性主要体现在以下几个方面：

（1）结构的整体牢固性

土建工程的安全性体现之一就是其结构的整体牢固性，结构的整体牢固性是指局部出现破坏时，结构的牢固不至于导致大范围的连续破坏到它的能力。

（2）构件承载能力的安全性

与结构构件安全水准关系最大的两个因素：一是规范规定的结构需要承载多大的荷载，比如美国规定楼板承受的活荷载是 2.4kpa，英国是 2.5kpa，而我国则是 1.5kpa。它是计算荷载对结构构件的实际作用时将荷载标准值加以放大的一个系数。二是规范规定的材料强度分项系数与荷载分项系数的实际大小，它是计算结构构件固有的承载能力时将构建材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值所表现出来的具体系数，充分的体现出了结构构件在给定的标准荷载作用下的安全度。

（3）结构的安全耐久性

我国土建结构的设计以及施工规范，对于环境因素作用下的耐久性考虑从较少，重点放在了各种负荷作用下的结构强度要求上。因为混凝土腐蚀或者钢筋锈蚀而引起的混凝土结构安全事故，它的严重程度远远大于因结构构件承载能力安全水准设置所带来的危害，因此，必须要格外重视这个问题。

1.2 土建工程的耐久性

变电站土建结构工程的耐久性与工程的使用年限有关联，是工程在使用期内其结构保持正常功能的一项能力。这里的正常功能包括结构的适用性与安全性，主要是体现在适用性上。

2 变电站土建结构常见的安全性与耐久性问题

2.1 容易产生裂缝

（1）混凝土结构上的裂缝

混凝土结构上出现裂缝的原因有：颗粒级配不良；骨科含泥量太大；涉及强度等级太高；外加剂选择有误；配合比中水灰比例不合适，造成混凝土离析及保水性不良；大体积混凝土浇筑时保温工作没做好，使得内外温差过大；浇搞混凝土时插入不准确，削弱了混凝土的密实性与均匀性；现场模版拆除不当以及养护措施不到位等，都会引起混凝土出现裂缝。

（2）温差导致的裂缝

温差裂缝是一种稳定型裂缝，其缝隙一般不大，产生的主要原因是砖砌体与钢筋混凝土的热膨胀性不同，混凝土结构屋面的伸缩变形导致砖砌体内部的应力超过其材料抗拉成都的结果。

2.2 混凝土质量不过关

由于习惯上以单一的强度指标作为混凝土质量监测的衡量标准，使得水泥的细度增加，提高了早强的矿物成分比例，这些对于混凝土的耐久性都极其不利。我国对于水泥质量的检测只要求不低于规定的最低许可值即可，而国外对水泥检测的要求还规定不高于规定的最高许可值，即使是强度超过了也被认为不合格，这样的要求有利于水泥产品质量拥有良好的均匀性。

2.3 工程的检修与维护不到位

变电站土建结构的安全性与耐久性与使用阶段的修理、维护和检测有着直接的关系。为了确保结构的安全性与耐久性，一些工程在建成后的使用过程中应该对其进行定期维护与检测。以前由于对土建结构工程安全性与耐久性的设置水准较低，导致一部分已经建好的工程存在着很多的隐患，在具体使用过程中又缺乏相应的检测而导致工程失效。因此，有些国家对于工程结构的损坏可能引起公共安全的建筑物等工程，规定必须定期实行检测，即便是建筑物的外墙面砖和玻

璃幕墙等部件，因为其坠落后容易伤害到公众，也强制规定了检测要求。土建工程还要加强对其质量的检测与维修，有必要从法制上确定土建工程的定期检测要求。

2.4 施工质量差

在我国现行的工程项目建设招标管理体制下，或多或少的存在着高资质中标、低能力施工的现象，工程层层转包，施工材料以次充好，施工过程中偷工减料，为工程质量埋下极大的隐患。同时，施工管理水平低下，从业人员的素质普遍较低。工程建设与使用管理上缺乏立法约束，重视项目建设，轻视使用过程中的日常维修，导致设备在具体的施工过程中不能充分的发挥出应有的作用，进一步影响施工质量。

3 变电站土建结构安全分析与措施

某变电所工程建设地点位于福建省莆田市，该地区气候较温和。站区地势平坦，交通便利，地质条件一般，基本地震烈度为六度。工程主控楼总建筑面积为2242.3 平方米，基础形式为钢筋砼独立柱基、毛石砼条形基础、主体结构为砖混及钢筋混凝土框架结构、现浇钢筋混凝土楼（屋）面板设计。该工程电压等级：110kV，10kV 二级；主变压器：终期为 3×50MVA，本期新建 50MVA 变压器 2 台；进出线回路数：110kV 本期新增进线 2 回，远期 3 回；10kV 本期进线 41 回；远期59 回；电气主接线：本期 110kV 扩大内桥接线，10kV 四母线分段；电容补偿：本期装设 4×4800KVar 电容器。

3.1 具体施工设计

（1）总平面及竖向布置

总平面的布置一般按照初步确定的原则，不需要大范围的调整，局部可以压缩小部分的调整。总平面布置主要针对竖向布置调整，使得确定的标高最优，使得场平工程量最小，护坡量和挡土墙最小。

（2）挡土坡以及边坡

挡土坡与边坡设计应该合理利用地质资料，对于逆坡地质情况可以进行简单处理，对于顺坡地质情况可以考虑护坡与挡土相结合的方式。填方区的挡土墙根据地基承载力情况，确定挡土墙的材料和断墙形式。对于地基承载力比较差的地区，可以将其基础扩大，减少基础埋置深度。高度大于 8 米以上需要采取扶壁式挡土墙，尽量使用天然地基。

（3）建筑结构

对于建筑设计，要尽量与周围环境相协调，满足立面和使用功能，减少不必要附属建筑面积，根据设备的运行要求减少跨度压缩层高。满足规范要求的同时，尽量要采用砖混结构，减少钢筋混凝土的框架结构，室外配电装置计算在满足规范原则时，尽量采取成型预制的钢筋混凝土环形杆。

3.2 施工工序

3.2.1 测量控制网引测

由专人负责与业主或设计做好水准点与坐标控制点位置交接桩工作，填写交验记录，根据交验记录在现场复核各水准点和坐标，再用水准仪和经纬仪将其引到所区内建立坐标控制网。所有坐标点、水准点经复核无误后，用砼将标桩固定，并做出标识。施工中再将控制网水准高程及坐标引测到各构筑物，以确定其高程及平面位置。

3.2.2 按施工作业指导书进行施工

施工技术管理人员及作业班组应认真学习有关石砌挡土墙的施工规范及验收标准，施工前先进行技术交底，以样板引路；砌石墙时应利用石块间自然形状，经敲打修整使能与先砌石块基本吻合、搭砌紧密、上下错缝、内外搭砌，不得采用外面侧立石块，中间填心的砌筑方法；不得有铲口石、斧刃石；拉结石长度：当挡墙厚等于或小于 400mm 时，拉结石长度等于墙厚度，当挡墙厚度大于400mm，可用两块拉结石搭接，搭接长度大于 150mm，拉结石长度应大于墙厚的2/3。

3.2.3 特殊工序控制

根据质量体系程序文件《特殊过程控制程序》规定，本工程的特殊工序有压接和焊接。在施工中严格执行《特殊过程控制程序》并按相应作业指导书进行操作。

4 结语

在进行变电站土建建设工程时，要运用科学先进的技术手段，结合其结构安全性的理论研究，适当的提高土建结构设计的安全性。只有这样，才能提高变电站土建结构的安全性，才能更好的适应我国现代化的发展需求。

参考文献：

[1]彭峰.浅析变电站土建工程结构设计的安全性与耐久性.价值工程，2012.

[2]吴国军.变电站土建设计方案优化的合理化思考.价值工程，2009.

[3]田毅，变电站房屋建筑裂缝防治措施.山西建筑，2011.

[4]徐昆明.土建工程结构安全性与耐久性设计.中国高新技术企业，2011.