裝配式建(構(gòu))筑物在標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站中應(yīng)用

楊利生

(江蘇省電力設(shè)計院，江蘇南京 211102)

國家電網(wǎng)公司開展標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站建設(shè)，創(chuàng)新變電站工程建設(shè)模式，提出了“安全性、適用性、通用性、經(jīng)濟(jì)性”協(xié)調(diào)統(tǒng)一的原則，實(shí)現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化加工、裝配式建設(shè)”的目標(biāo)。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站建設(shè)是建設(shè)“一流電網(wǎng)”的重要舉措，是標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的深化，提高智能變電站技術(shù)水平，提高工程安全和工藝質(zhì)量，有利于節(jié)約環(huán)保，降低全壽命周期成本。標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站集成應(yīng)用新技術(shù)、深化標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，適應(yīng)“大運(yùn)行”“大檢修”要求，提高智能變電站建設(shè)效率，全面提高電網(wǎng)建設(shè)能力。

1 工程概況

江蘇110 kV某變電站工程作為全戶內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站試點(diǎn)。按照《標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》要求變電站按無人值守設(shè)計，建筑設(shè)計合理配置功能房間，優(yōu)化房間設(shè)置，確保功能房間數(shù)量、大小合理，滿足生產(chǎn)要求。地下一層布置電纜層、主變油坑、散熱器油坑;地面一層布置主變室、散熱器室、10 kV配電裝置室;地面二層布置110 kV GIS室、電容器室、二次設(shè)備室、安全工具室;地面三層布置電容器室、資料室、衛(wèi)生間。GIS室不設(shè)吊車。站區(qū)圍墻板、建筑物外墻板均采用EPC擠出板，顏色為水泥本色，不褪色，協(xié)調(diào)統(tǒng)一。整體效果見圖1。

2 建筑物亮點(diǎn)

2.1 裝配式建筑物的應(yīng)用

標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站要求土建設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，建(構(gòu))筑物主要構(gòu)件，采用工廠預(yù)制結(jié)構(gòu)形式。生產(chǎn)綜合樓結(jié)構(gòu)形式采用鋼框架結(jié)構(gòu)，方鋼管柱，型鋼梁。樓、屋面及樓梯均采用自承式鋼筋桁架底?，F(xiàn)澆板。具有建設(shè)安全、優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保，減少現(xiàn)場濕作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)。鋼框架結(jié)構(gòu)材料輕質(zhì)高強(qiáng)、承載力高且自重輕，鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度相對較高，鋼結(jié)構(gòu)斷面可選擇較小的斷面尺寸［1］。鋼結(jié)構(gòu)具有良好的延性和抗震性能，屬理想的彈塑性結(jié)構(gòu)。按抗震設(shè)計規(guī)定彈性計算階段的結(jié)構(gòu)層間位移限制，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)定為h/550，而對鋼結(jié)構(gòu)則可放寬至h/300，二者相差1.8倍［2］。不僅吸能而減弱地震作用，還具有良好的適應(yīng)強(qiáng)震變形能力［3］。鋼筋桁架模板系統(tǒng)是將樓板中鋼筋在工廠加工成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與鍍鋅壓型鋼板焊接成一體的組合模板(見圖2)。與以往的樓板施工方法不同，在建設(shè)現(xiàn)場，可以將鋼筋桁架模板直接鋪設(shè)在鋼梁上，然后進(jìn)行簡單的鋼筋工程，便可澆筑混凝土，提高了樓板施工效率，縮短了工期，減少了現(xiàn)場鋼筋綁扎工作量。與傳統(tǒng)的樓承板比較，現(xiàn)場鋼筋綁扎工作量可減少60%～70%，提高整體施工速度［4］。具有以下優(yōu)點(diǎn)［5］:無需搭設(shè)腳手架，加快了施工進(jìn)度;節(jié)省資源及投資;底模利用率高;提高工程質(zhì)量，改善樓板的使用性能;有利于建筑物抗震;隔聲性能更加優(yōu)越;耐火、防腐蝕性能優(yōu)越;無需防腐處理;施工簡單、廢料少，有利于環(huán)保。

圖1 站區(qū)整體效果圖

圖2 鋼筋桁架模板

2.2 裝配式建筑物外墻

生產(chǎn)綜合樓外墻體均采用ECP纖維水泥板復(fù)合外墻作為節(jié)能墻體。大大降低外墻的吸熱性能，提高了外墻體的隔熱性能。建筑設(shè)計時做到無外露鋼結(jié)構(gòu)，提高了建筑物的免維護(hù)使用期限。其主要優(yōu)點(diǎn)為［6］:

1)強(qiáng)度高:按國標(biāo)GB/T 23451-2009檢測，抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度分別超出國標(biāo)限值的3.5倍和4倍以上。

2)抗沖擊性:經(jīng)10次抗沖擊試驗(yàn)后，板面無裂縫;超出國標(biāo)限值的2倍以上，具有較高的耐沖擊性能。

3)抗震性:由于強(qiáng)度高，剛性強(qiáng)，因此對于地震中的層間位移能有效的避免板材開裂或脫落的發(fā)生，明顯優(yōu)于其他濕作業(yè)混凝土類墻板。

4)尺度大:標(biāo)準(zhǔn)寬度為600 mm，最長可達(dá)4.3 m;經(jīng)濟(jì)性好。

5)耐候性:材質(zhì)密度高，性能穩(wěn)定，表面吸水率低，因此具有較強(qiáng)的抗凍融性，使用壽命長。

6)隔聲性:ECP墻板為中空結(jié)構(gòu)且為高密度材質(zhì)，從低音區(qū)域到高音區(qū)域都具有良好的隔音性能。

7)耐火性:ECP墻板是一種不燃材料，無論作為外墻還是內(nèi)墻均能達(dá)到相應(yīng)的耐火極限要求。

8)經(jīng)濟(jì)性:由于ECP墻板是中空結(jié)構(gòu)且厚度很薄，既增大了房間凈空面積又比傳統(tǒng)砌筑類墻體自重減輕3倍～5倍，可大幅減輕建筑物結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的負(fù)荷，因此可降低整體建筑物的設(shè)計造價。

9)施工性:不需大型起重機(jī)械即可施工，為干法作業(yè)，采用鋼制連接件與墻板螺栓連接，且板面無需抹灰，施工快捷簡便。

10)環(huán)保性:絕不含石棉、甲醛等有害物質(zhì)，放射性核素限量也低于國標(biāo)限值10倍以上，是綠色環(huán)保制品。

11)裝飾多樣性:ECP墻板表面可直接施以涂料或粘貼壁紙、瓷磚等裝飾材料;拋光后的墻板表面更加光滑且具有自然的質(zhì)感，可直接使用;還可通過改變擠出模具實(shí)現(xiàn)板面的各種浮雕效果。

3 構(gòu)筑物亮點(diǎn)

3.1 裝配式圍墻

站區(qū)圍墻采用裝配式實(shí)體圍墻，工廠化制作。板材采用水泥基輕質(zhì)墻板及預(yù)制混凝土柱，表面密實(shí)光潔，棱角分明，顏色一致，預(yù)制柱留有槽口，用于圍墻板卡入安裝(見圖3)。減少現(xiàn)場濕作業(yè)、縮短施工周期，提高工藝水平，有利于現(xiàn)場的安全管理。

3.2 預(yù)制式電纜溝

電纜溝是變電站、發(fā)電廠中必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，主要用來放置電纜，電纜溝的施工質(zhì)量和運(yùn)行可靠性對變電站和發(fā)電廠有著重要的意義。目前電纜溝的通用做法有兩種:磚砌體表面抹灰電纜溝和現(xiàn)澆混凝土電纜溝。目前在施工和運(yùn)行過程中存在以下問題:以上電纜溝現(xiàn)場施工作業(yè)工序多，工期長，資源耗費(fèi)較大，易造成現(xiàn)場混亂，安全隱患增加，管理難度加大，不利于安全文明施工的展開;磚砌抹灰要求較高，抹灰的質(zhì)量普遍偏低，現(xiàn)澆鋼筋混凝土電纜溝存在支模困難，且混凝土表面平整度難以保證等問題;電纜溝壁穩(wěn)定性較差(磚砌)，常出現(xiàn)傾斜、倒塌或變形等問題;附件角鋼支架存在易銹蝕、易損電纜和造成渦流損耗等問題;附件溝蓋板常為水泥，存在脆性大、易碎、連接接縫大，防水性能不佳等問題［7］。根據(jù)國家電網(wǎng)“兩型一化”變電站建設(shè)原則，施工工藝上，推行工廠化加工、集約化施工、模塊化組合，推出裝配式復(fù)合電纜溝解決方案，即電纜溝溝槽、電纜支架和溝蓋板均采用復(fù)合材料，供貨時為各個模塊運(yùn)輸，施工時直接裝配即可，可以大大縮短施工周期。實(shí)現(xiàn)了電纜溝的構(gòu)件工廠化，可明顯縮短施工周期，保證施工質(zhì)量和周期;復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、阻燃性和耐老化性良好，徹底杜絕了渦流損耗。底部增加排水通道，解決了電纜溝排水問題(見圖4)。

圖3 裝配式圍墻

圖4 預(yù)制式電纜溝

傳統(tǒng)電纜溝與復(fù)合材料溝槽對比見表1。

3.3 戶內(nèi)預(yù)制式半倉應(yīng)用

預(yù)制式半倉將原有零散的二次設(shè)備組合，相對戶外全倉取消了圍護(hù)結(jié)構(gòu)，具有如下優(yōu)點(diǎn):

1)實(shí)現(xiàn)了組合式二次設(shè)備的“工廠化加工”，將大量的接線及調(diào)試工作在廠家完成，減少了現(xiàn)場接線、熔纖、調(diào)試的工作量。2)實(shí)現(xiàn)了組合式二次設(shè)備的“裝配式建設(shè)”，設(shè)備整體運(yùn)輸，整體吊裝，現(xiàn)場接線采用雙端預(yù)制的線纜連接一次設(shè)備智能控制屏與組合式二次設(shè)備屏柜，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備的“即插即用”。3)可拆卸式的框架組合，釋放了屏柜周邊的空間，使運(yùn)維人員工作時不感到空間局促，且單個屏柜的增加或更換方便，利于今后的升級或改造。4)實(shí)現(xiàn)板前安裝，板后接線，運(yùn)維方式比二次設(shè)備艙更符合現(xiàn)有習(xí)慣。5)利用了變電站建筑內(nèi)的暖通及輔控設(shè)施，節(jié)約了成本。

表1 傳統(tǒng)電纜溝與復(fù)合材料溝槽比較

4 結(jié)語

本文介紹了裝配式建筑物、裝配式圍墻、預(yù)制式電纜溝、戶內(nèi)預(yù)制式半倉在全戶內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站的應(yīng)用。建(構(gòu))筑物采用裝配式結(jié)構(gòu)，減少了現(xiàn)場“濕作業(yè)”，實(shí)現(xiàn)環(huán)保施工，提高施工效率，推進(jìn)現(xiàn)場機(jī)械化施工，減少了勞動力投入，降低了現(xiàn)場安全風(fēng)險，提高了工程質(zhì)量。

［1］沈祖炎，溫東輝，李元齊.中國建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2009(9):15-24.

［2］陳曉光.鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計淺談［J］.工程建設(shè)與設(shè)計，2008(11):30-33.

［3］黃再興.鋼結(jié)構(gòu)抗震性能分析［J］.中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013(6):16.

［4］李文斌，楊強(qiáng)躍，錢 磊.鋼筋桁架樓承板在鋼結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用［J］.施工技術(shù)，2006(12):105-107.

［5］沈 威，張殿杰，苑偉松，等.鋼筋桁架樓承板施工技術(shù)［J］.天津建設(shè)科技，2011(4):8-9，17.

［6］張 波，李建新.建筑工業(yè)化裝配式外墻板的選擇［J］.廣東建材，2013(7):5-8.

［7］張樹紅.談變電站電纜溝的優(yōu)化［J］.山西建筑，2012，38(7):127-128.