110kV变电站土建设计及相关问题研究

110kV变电站土建设计及相关问题研究

敖霞

中国电建集团江西省电力设计院有限公司江西南昌330096

摘要：我国的高速发展离不开电力工程，其中变电站的建设工作是我国重要的民生项目，110kV变电站是现阶段常用的变电站种类之一。变电站的选址和土建设计作为变电站建设的基础工程尤为重要，决定了变电站运行的稳定和安全。随着我国用电区域范围越来越广泛，变电站的选址受电力负荷、生态环境、地质条件和施工等限制，其中厂址地质情况和施工条件又限定了变电站建构筑物的基础类型。本文就变电站的选址以及基础设计中的相关问题进行探讨，以此给变电站的选址和基础设计提供一定的参考。

关键词：110kV变电站土建设计选址

引言：社会的高速发展，对用电的需求和稳定性要求越来越高。按照我国对工程设计的要求，110kV变电站的建设不仅需要满足变电站的基本功能，也要符合我国节能环保的发展理念。在土建工程的设计时要从我国提倡的节能环保，以人为本的理念出发，在满足建设基本需求的情况下，做到节约建设及后期运行费用，方便施工，减少对周围居民及土地原有面貌的影响。

一、变电站的选址

变电站在位置选择上要注意以下几点：

（1）从生态环境方面考虑：变电站厂址的选择需满足当地国土规划的土地使用计划，减少土地的占用面积，要求对变电站进行合理的布局；并且尽量减少对土地资源和生态环境的破坏。同时变电站的建设要尽量避免占用农民的耕地或农田，以免对农民的生产生活造成影响。从人文角度出发，变电站项目与居民住宅区、学校、医院应满足规范规定的距离要求，减少电磁感应的影响，例如相关规定：“110kv为15米”。国家《电磁辐射管理办法》第二十条规定：100伏以上为电磁强辐射工程，在集中使用大型电磁辐射设备或高频设备的周围，按环境保护和城市规划要求，在规划限制区内不得修建居民住房、幼儿园等敏感建筑。北京市规划委（2004规意字0638号）110千伏的地下高压变电站工程项目，明确要求距离不得少于300米。同时要有防治污染的措施，尽可能的减少污染，例如周围有空气污染时，变电站厂址尽量建在污染源的上风侧或受污染影响最小处。

（2）从变电站运行方面考虑，准确找出负荷中心，并对整个输变电路进行综合考虑。最好是选在进线和出线都比较方便架设的地方，同时要充分考虑能源的利用率，为了减少线路中电能的损耗，在条件允许的情况下选择距离负荷中心近的位置。

（3）远离自然灾害频繁的地区:如果变电站处于地震频发地区，会造成整个变电站的土建工程瘫痪。如果处于强风地区，特别容易破坏变电站的进出线，造成变电站不能正常工作。如果处于水灾严重地区，变电站遇水，会造成线路的短路，引起火灾破坏变电站设施。山区变电站的位于边坡上或边坡附近时，应考虑边坡的稳定性对变电站施工及运行阶段的影响。

(4)考虑交通的便捷：从施工阶段考虑，尽量建在公路旁，方便施工。在变电站土建建设过程中，需要在外界采购很多原材料，如果运输方面不能够满足要求，会对变电站土建工程的施工进度造成较大影响，但同时也要考虑变电站在施工过程中对周边居民的影响。同时，项目建设地点靠近公路，也能够为变电站后期运行的工作人员提供生活上的便捷。

（5）考虑扩建及改造的可能性：我国经济的高速发展，城市人口越来越集中，用电需求也越来越大，电力负荷越来越密集，为保证城市供电的可靠，新建变电站的同时，对原有变电站的扩建和改造也将成为必然，因而在变电站的规划和选址时，要综合考虑变电站扩建和改造的可能。

在变电站选址过程中，选择一个合理的位置是变电站施工和运行的基础和前提，因此，要全面考虑有关选址的所有因素，避免项目施工中及投产后出现不必要的问题。

二、变电站土建基础设计相关问题

变电站土建工程作为变电站建设的基础工程，将对变电站的运行及安全有着直接的影响。在土建工程中，地基基础设计是一个非常重要的环节，基础的沉降或者不均匀沉降都将严重影响变电站的运行和安全，这是由于变电站的构架、隔离开关、避雷器等主要电力设备都是通过管线相连，其基础一旦产生较大沉降或者出现不均匀沉降，不仅会导致上部构架（支架）结构的破坏，还可能引起电力设备和管线发生变形，甚至破坏，从而引发电力安全事故。一般变电站选址首先会考虑选择地质条件较好地区，地基承载力较高，采用普通的独立基础或条形基础即可满足建构筑物承载力及变形要求；但随着变电站建设区域越来越广，变电站建于复杂地形地貌条件下日益普遍。下面结合不同地质条件下，谈谈变电站建构筑物基础设计可能遇到的问题及基础形式的选择。

（1）变电站位于软弱土地区。如变电站站址位于形成年限不长的坡底冲积平地，未经压实的填方区，水田或水田等淤泥地，这些地质条件下地基承载力较低，变形较大，一般不能满足设计要求,不能作为主要建(构)筑物的地基持力层,需采用地基处理方式提高地基承载力、变形模量及均匀性，以满足设计要求。软弱土层厚度不大的情况下，常采用浅层地基处理方式，主要包括换填垫层法、强夯法、真空或堆载预压法、水泥搅拌桩或碎石桩等复合地基处理法。根据地层结构、地下水位、对邻近建构筑物的影响及当地的施工条件综合考虑，满足《建筑地基处理规范》相关要求。当软弱土层较深，复合地基不能满足设计要求时，需采用深层地基处理方式，即采用桩基，包括预制管桩、灌注桩、钢管桩等，根据厂址地质条件，结合桩基施工对邻近居民和建构筑物的影响选择合适的桩基形式和施工工艺。

（2）变电站位于山区：在山区建设变电站，经常会受边坡、泥石流等不利地形的影响。边坡一旦失稳，将导致供电系统瘫痪，因而首先要考虑边坡的稳定性，避免出现滑坡的可能。综合评价边坡的稳定性，采取有效的边坡支护措施，如开挖放坡、挡墙支护、喷锚支护等方式，保证边坡的稳定性，并设置位移观测点。

（3）变电站位于岩溶地区：岩溶地貌主要分布于我国的贵州、广西、云南等地区，由于岩溶的复杂性，导致地基分布不均匀，容易使地基产生不均匀沉降；或者基础之下的岩层发生向软弱结构面的滑动；加之施工的开挖平整，阻碍了岩溶原有的水力通道，会造成排水不良等问题，因而岩溶地质不宜直接作为地基持力层，需要进行相关的地基处理。根据岩溶的形成可分为地表岩溶和地下岩溶：对于地表岩溶，即岩溶不是很深的情况下，当分布范围较小时，可以采取局部换填或者块石挤密方式进行地基处理；当分布范围较大时，可采用地基梁跨越方式处理。对于地下岩溶，可采用桩（墩）基础形式，以下部较完整岩层作为桩端持力层。

结束语

电气时代的到来影响和改变了人们的生活方式，随着人类对电能的依赖程度越来越高，应运而生的电力设施也需要不断的完善。110KV变电站作为我国重要的供变电设施，每年修建的变电站数量在不断增加，其中土建作为重要的奠基工程，它的设计尤为重要。现阶段我国110KV变电站土建设计中还存在很多问题，为了解决这些问题，变电站站址的选择以及土建基础的设计的合理尤为重要。

参考文献：

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[6]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012