变电站砖混结构底层增设配电装置室改造方案

变电站砖混结构底层增设配电装置室改造方案

杜浩

（上海电力设计院有限公司200025）

摘要:随着经济建设的发展，电力建设的步伐日趋加快，为了及时解决供电负荷饱和的危机，对老变电站进行增容或扩建是一种满足供电紧张的有效模式，这种模式既节省土地，又节约投资，更缩短了供电需求的周期。在对老变电站增容扩建过程中，通常需要对配电装置室进行改造，由于老变电站控制室屏位紧缺，只能在底层空余的房间布置开关柜。如何解决新增设备对空间的要求，以及电缆进出线的问题，是改造过程中的重点与难点。本文结合上海地区某变电站增设临时变工程，对改造中涉及的加固方法和加固技术进行详细阐述。

关键字：变电站，砖混结构，增设配电室，改造加固

1工程概况

万安220kV变电站于1995年6月投运，随着上海市金山区用电负荷日益增长，万安站越来越不能够满足该地区的用电需求，为确保该地区供电稳定，需在万安站户外增设一台主变确保供电需求。工程中需增加一些进出线柜，老控制楼三层控制室开关柜已饱满，二层是电缆层，根据楼内底层布置情况，一层的办公室、休息室及储藏室具备合并成35kV配电装置室的条件，控制楼一层及二层改造加固平面图。同时需要对进出线条件进行改造，改造方案为增设3处进出线位置，一处是通过基础下顶管及基础上墙体钻孔预埋管进室外电缆，另两处为室内电缆沟。为了减少室内电缆沟深度，在满足配电装置室净高的基础上，新增室内电缆沟顶面高出室内地坪0.3m。由于主变进出线电缆直径较粗，电缆转弯半径需3m，因此这部分电缆进线需设置深沟顶管以满足转弯半径要求。35kV配电装置室改造后平面布置如图1所示。

图1配电室改造后平面布置图

2改造加固方案

2.1砌体墙、楼板改造加固

原主控楼为3层砖混结构，基础为条形基础，基础埋深为1.8m。底层层高为3.6m，二层楼板为120mm厚预应力多孔板，预制板搁置在圈梁上，圈梁下方墙体为承重墙，荷载通过墙体再传到基础上。改造中需将原有房间合并为一间，原有墙体需要拆除。若不做加固措施，轻易拆除相邻房间的承重墙，结构会发生倒塌，因此拆墙前，需对墙体和二层楼板进行加固。

经过综合分析，最终确定加固方法如下：在拆墙前，首先在需拆除的横墙两端设置钢筋混凝土柱（如图1(a)所示），柱下端通过植筋方式可靠连接在原有条形基础上，柱侧面通过相应措施与纵墙拉结，使新增柱同原有墙体及基础连成一个整体；在板底圈梁两侧新增#28c槽钢钢梁，通过对穿螺杆使钢梁同圈梁形成整体，钢梁与楼板之间需用结构胶填实，新增钢梁通过锚栓固定在两端新增柱或圈梁上，待新增混凝土柱达到设计强度后，方可拆除相应墙体。此时二层楼板荷载通过新增钢梁传至两端新增柱上。拆除墙体后房间净高为2.86m，配电柜高度2.3m左右，房间净高度满足了35kV配电装置室净高要求。

.2电缆进线

由于原房间未预留电缆进出线位置，因此需要对进出线条件进行改造，改造方案为增设3处进出线位置，一处是通过基础下顶管及基础上墙体钻孔预埋管进室外电缆，另两处为室内电缆沟，如图1所示。为了减少室内电缆沟深度，在满足配电装置室净高的基础上，取新增室内电缆沟顶板高于室内地坪0.3m，此时电缆沟底部位于条形基础以上，从而避免了与原基础的碰撞。由于主变进出线电缆直径较粗，电缆转弯半径需3m，无法通过浅埋的电缆沟进线，因此需设置深沟顶管以满足要求。室内深沟最深处-3.0m，如图1阴影部分，深沟顶管分别设置在外墙条形基础上方和下方，基础上方外墙板穿2排共12根?150钢管，基础下方穿2排共6根?150钢管。

基础上方穿管首先需在墙体上钻12个直径150mm孔洞，再预埋钢管，承重外墙墙体约1.5m×0.5m面积区域受到破坏，无法继续满足承重要求，因此开孔前需对墙体进行加固。加固方法如下：在墙体开孔位置两端墙内外侧各新增一个钢筋混凝土柱，柱下端通过植筋方式固定于条形基础上，柱顶与底层圈梁高度相同，同时在底层圈梁两侧设置两道过梁与柱相连，过梁与圈梁之间通过拉筋相连,圈梁上部荷载通过新增过梁传到两端柱，再由柱传至基础。基础下方穿管需在室内外电缆深沟完工后，从两端预留孔洞中进行顶管作业。

2.3地基处理

本工程地处上海市金山区，地下开挖区域主要为灰褐色粘土，地下水类型以潜水为主，地下水位埋深为1.0~1.5m，水位变化幅度较大。由于室内开挖深度比老基础深1.6m左右，直接开挖将会影响老基础下土体的稳定性，因此在开挖前需对开挖区域基础进行加固，本工程采取了压密注浆加固方法对原有地基进行加固处理，该方法不仅能够提高地基承载力，同时兼具防水功能。

2.4基坑围护

根据现场实际情况，室内电缆沟最深处比老基础深1.6m左右，该部分电缆沟位于8轴与9轴之间，开挖范围为8轴与9轴条形基础之间的土体，约1.40m×4.65m。该范围土体开挖前需采用钢板桩围护。施工顺序如下：首先对地基进行注浆加固，加固完成后开挖配电室内土体至条形基础底标高处，在8轴和9轴之间的深沟范围内打入4.5m深[25c槽钢钢板桩围护，打设方式采用静力锚杆压入法，正反扣搭接，并结合钢板桩做一道围檩和水平支撑，围檩、水平支撑与钢板桩之间采用焊接，围护完成后进行降水并开挖，混凝土浇筑完成并达到设计强度后，方可拆除钢板桩并回填土体。

2.5施工顺序

本工程为改造工程，涉及对原有砖混结构房屋和基础的改造加固，必须严格按顺序施工，施工顺序为：(1)设备停运（若需不停电改造则应注意施工扰动和施工安全距离）；(2)对一层砌体承重墙和二层楼板进行加固；(3)钢梁安装完毕、混凝土柱达到设计强度后，拆除房间之间的墙体；(4)凿除房间地坪，对地基进行压密注浆加固；(5)开挖土体至条形基础底面标高；(6)对室内开挖较深部位进行钢板桩加固，如有必要则需进行降水；(7)对需要穿管墙体进行加固；(8)浇筑室内电缆沟；(9)混凝土浇筑完成并达到设计强度后进行顶管施工；(10)铺设新地坪；(11)上电气设备，调试运行。

3加固效果

经过综合加固方案设计，精心施工，最终开挖后基坑无流砂冒水现象，原有房屋基础未出现滑移或开裂，房屋整体和局部沉降均未超出规范要求。建设完成投运至今已超过2年，房屋一楼至三楼墙面涂料无开裂现象，室内电缆沟未出现变形错位，控制楼原有设备正常运行，达到预定目标。

结论

本文结合砖混结构老变电站底层设置配电装置室的实际改造工程，阐述了改造加固过程涉及的加固方法与技术。工程中将原有办公室、休息室及储藏室合并为配电室，并巧妙采用室内电缆沟结合深沟顶管的进出线方案，以保证投运后正常运行，而采用此方案必须对结构安全和使用性能进行全方位评估和加固设计，包括砌体承重墙的拆除与加固、地基处理以及室内基坑开挖围护设计等。

该加固方案的顺利实施保证了工程投运后的良好运转，房屋质量得到有效保证，为变电站改造加固工程提供了宝贵的工程经验。

参考文献

[1]钟彬,杨柳.托换技术在某砖混结构房屋加固改造中的应用[J].西北电建,2014(3):33-35.