变电站土建工程常见质量通病的产生及预防措施

黄亮 HUANG Liang

（温州电力设计有限公司监理分公司，温州 325000）

0 引言

变电站是电力系统不可或缺的重要组成部分，对于电网输电具有十分重要的作用。但目前我国部分地区变电站土建工程施工中还存在着一些质量通病，不仅影响变电站的外观，也影响变电站的使用及安全运行。因此，必须重视变电站土建工程的施工质量，针对存在的质量通病问题，应采取有效的措施加以预防，提升工程项目施工的质量，确保变电站投入使用后的安全运行。

1 变电站土建工程常见的质量通病

随着电力技术的发展，在电压等级上，已经由原来以少量110kV、220kV 变电站为枢纽电站，35kV 为终端变电站的小电网输送模式，逐步发展到了以特高压1000kV 变电站和500kV 变电站为枢纽百能电站，220kV 和110kV变电站为终端的大电网输电模式。而在本地区，电压等级分别是330kV、750kV 和±800kV，属于一类变电站和二类变电站。这种类型的变电站土建工程项目与其他普通的土建工程项目具有较大的不同，其工程更加复杂繁琐，对施工技术性要求更高。在土建工程施工过程中，任何一个环节出现问题，都会影响到整个工程施工的质量，不仅影响到变电站工程的观感质量，更会影响到电网输电的稳定性。

根据本地区变电站工程施工检验，在土建工程施工中，存在的质量通病主要包括如下几个方面：

第一，在土方工程中，可能出现土方回填区沉陷的现象，或者是边坡下滑填方出现橡皮土以及基坑二次回填土沉陷现象。

第二，在地基基础工程中，桩基产生较大沉降或者是不均匀沉降现象。

第三，在混凝土工程中，常见蜂窝、麻面、露筋和夹心的现象，此外，还存在着混凝土结构裂缝以及外形尺寸偏差等问题。

第四，在钢筋工程中，存在着钢筋绑扎不牢固、欠绑扎或漏绑扎以及焊接不到位的现象。

第五，在围墙工程中，常见墙面鼓包、竖向贯通裂缝，此外，还存在围墙不均匀沉降以及墙面污染等现象。

第六，建筑整体还存在渗漏现象，主要表现为屋面渗漏、外墙渗漏和门窗渗漏的问题。

2 基本情况

某220kV 输电、变电工程包含三条线路，其中有两条220kV 线路，需要进行升高改造。该工程采用的是B10 孔钻孔灌注桩基础，桩径为4000mm；采用长27.5m 的钢筋笼，重45t 左右（含内笼在内），合计1 根。

3 变电站土建工程施工要点

3.1 前期准备阶段的施工要点

3.1.1 科学选址

对于变电站建设的选址来说，首先应当对负荷中心位置进行明确，能够保证使其处于变电站的中心位置，然后对城乡规划、负荷分布等进行全方位的考虑，合理规划网络结构，并根据实际情况与建设需求来对其进行不断的调整与完善，尽最大可能少占或者不占该区域的农业耕地，此外还应在满足建设需求的情况下降低土石方使用率。若是条件允许，可使用价值较低的荒地或者劣地来进行建设，在初步明确变电站建设地址的同时，综合考虑以下因素：①变电站的选址建设应充分考虑周边环境的影响，通过调查与分析，探究变电站建设是否与该区域的环境相融，不得随意建设在军事要地、游览区以及机场附近，选址建设前应报于有关部门，经其批准之后才可进行后续的其他工作；②变电站建设在选址时应当充分考虑该区域城市、乡镇以及农村的整体规划，不能占用铁路、公路等线路；③变电站选址应本着“节约用地”的原则进行，在尽量节约建设资金的前提下，很多电力企业在土建工程的建设选址方面，在交通满足变电站建设与运维需求的前提下，都会尽量选择较为偏僻、距离城市较远、应用价值低的地方作为土建工程建设地。

3.1.2 探究其可行性

变电站在经过选址并通过审批之后，要对变电站建设的可行性进行分析，这是后续建设顺利推进的基础与保障，主要从以下三个方面来进行变电站建设可行性的探究工作：①林木、经济作物的补偿与拆迁问题。变电站建设需要占用较为广阔的土地资源，因此难以避免会涉及到拆迁补偿与土地征用，因此变电站建设项目管理者在施工前需要对此方面的问题进行综合分析，并收集、整理与统计相关数据信息，折算出合理的费用，便于后期施工工作的顺利推进。②关于地下埋藏设备以及地基处理问题，要通过专业的技术工人以及先进设备来对变电站土建工程区域的地下情况进行全面细致的检查，避免出现滑坡、溶洞与不良地质等问题，并根据具体的问题，通过研讨与分析来制定一系列完善的应对防范措施，使其稳定性满足变电站土建工程的建设需求。③占地规模。为使工程设计能够达到国家以及电力企业的相关规范要求，保障后期运行阶段的维护保养便利，各种形式的变电站土建工程建设方案皆有一套标准化的内容与举措。

3.2 初步设计阶段的施工要点

在经过选址阶段，并使其具备可行性的同时，对设计阶段的施工要点进行把握也同样重要，施工要点如下：①总平面布置的相关设计工作。在符合国家相关规范的前提下，按照电力系统规程的相关要求进行设计工作，并且在设计的过程中对道路运输进行综合分析之后进行合理的优化，重点关注引接、进出线位置，把握其中的安全距离，对已经明确规模的建筑物进行恰当的安排，在保障安全运行的情况下，提升其容错率，使其占用最小的平面用地。②建筑结构。变电站建设应满足国家以及行业建筑规范要求，保证其达到承载力与抗震要求，使得建筑物高度始终不低于3.6m，且必须是钢筋混凝土结构。目前已逐步采用钢结构代替钢筋混凝土结构，建筑物支架以及构架同样需要钢结构，若是建筑物根据实际情况有所变化，则低于3.6m 可使用砖混结构。③竖向布置。竖向布置可分为平坡式布置与阶梯式布置，不论何种布置方式，都需以“平衡填挖方量”作为基本原则，以减少平整填挖量为目的。④地基处理。变电站工程建设所需资金投入较大，变电站内部一般多为大型电气设备，设备质量较大且要求稳定性高，因此在基础选型方面，设计人员应本着经济性原则，考虑难易程度等多方面问题对总体的地基处理进行分析，选取地基处理的最优解，达到技术性与经济性双赢的目的。

3.3 施工图设计

施工图设计应紧随初步设计完成之后，根据国家以及行业的规范化与标准化要求，进行设计图的相关设计工作，其主要包含以下几个方面：①全面细致核对现阶段的所有资料与尺寸，对其进行反复的确认，在保证无误的情况下，进行下一阶段的设计工作；②建立健全资料共享制度，加强各个设计小组的沟通交流，避免因缺乏足够的交流而导致问题的产生；③变电站在后期的建设阶段，设计人员应与施工人员、安全人员及监督人员等进行及时的沟通，使其能够把握工作的中心与重点，必要时可联合管理部门制定施工反馈制度，以此来及时掌握施工中出现的问题，从而以此为基础对设计图或者方案进行调整与完善，使其能够具备更好的合理性与可行性。

4 提升变电站土建工程施工质量的策略

4.1 重视基础与结构施工

在土建施工以及电气安装过程中，需要重视基础工程与结构工程的施工管理。在基础工程施工过程中要加强质量监督，防止存在安全隐患和质量问题。在进户电缆和墙体管道安装时，要重视防水措施的有效运用，防止在后续施工中出现进水现象导致返工。在地面、墙体、管道线路施工中，也要加强穿孔控制，需要对隧道和空洞的承压器材进行全面检查与测量，保证施工的安全性。此外，务必要确保预埋管路的规格和空间位置符合设计要求，杜绝漏埋、错埋，同时还需要核对预埋钢管的性能是否达到技术标准，确保预埋钢管与设计方案相吻合，避免返工，造成不必要的浪费。

在混凝土结构施工过程中，要了解混凝土结构工程对整个建设项目的积极作用，加强混凝土成品的保护工作。在混凝土结构工程质量管理过程中，需要由专业人员进行管理和监督，严格根据设计标准进行施工。每一个施工人员需要严格根据相应的技术要求，加强施工控制，保证施工质量。此外，对施工过程中所需要的钢筋、水泥、砂石料、木材等需要做好预留准备，保证土建施工的速度。

4.2 孔壁施工中的加固

变电站基础采用钻孔灌注桩，要求孔径较大，为4000mm。施工期间，为确保孔壁的稳定，杜绝塌孔现象，确保钢筋笼能够安全吊装，必须以可靠措施加固孔壁。

方案1：以双排700mm×1000mm 有效桩、长15m 的双轴搅拌桩做加固处理，使其自表层土及首层土穿过，其水泥掺量按15%计。因吊装钢筋笼需用到履带式起重机，在护筒中心10m 圆周内设置20cm 厚作业平台，要求用C30混凝土，设18mm×250mm 双向单层钢筋，并固定至护筒上。同时，沿吊车移动方向以C30 混凝土铺设20cm 厚、12m 宽、30m 长的施工重车道，要求内设18mm×250mm 双向双层钢筋。

方案2：桩身附近以有效桩长15m 的四号拉森钢板桩进行加固处理，使其自表层土及首层土穿过，因吊装钢筋笼需用到履带式起重机，在护筒中心10m 圆周内设置25cm 厚作业平台，要求用C30 混凝土，设16mm×200mm双向单层钢筋，并固定至护筒上。同时，沿吊车移动方向以C30 混凝土铺设20cm 厚、12m 宽、30m 长的施工重车道，要求内设18mm×250mm 双向双层钢筋。

表1 方案比对

方案2 的施工速度虽然快，可是桩基施工完成后，钢板桩因挤土效应拔不出来，造价偏高；方案1 不但加固效果好，成本还比较低，故本次采用方案1 的形式加固。

4.3 排水和消防结构的优化

变电所给排水结构与一般给排水形式存在一定差异。变电站的供水主要用于消防安全和生活用水。变电站在新时期实现了高度自动化和智能化，运行维护人员少，相应的生活用水量不是很大。因此，在处理供水时，可通过市政供水连接区域管道和变电站供水管道，满足变电站的用水需求。在变电站排水系统建设过程中，可采用分流排水方式实现废水排放；在优化变电站消防设计方案时，需要对变电站内的许多建筑物和设备进行全面检查，以观察它们是否在安全距离内。符合行业相关规定的，应进行绿色标识；如不符合间距要求，在红色标识后后期统一整改，并采取防火墙、防火幕等形式进行处理。情节严重的，应当择地拆除重建。

4.4 室外结构支撑的优化

室外结构支架的选择和布局通常将根据变电站电气设备的连接方式确定。目前，通常为组合框架式，采用两间隔一跨的形式，在框架纵向中间设置单端支撑，不仅可以缩短纵向尺寸，还可以使GIS 和HGIS 组合电气设备成为减少用地面积的关键因素之一。目前，水泥杆支护很少使用。钢管杆是室外结构支撑的常用材料。通过全寿命比较法，可选择与变电站周期相一致的电杆材料，在一定程度上降低变电站的建设成本。

5 变电站土建工程质量通病的有效预防措施

5.1 地基沉降与土方沉降的防治措施

变电站的基础沉降和地面沉降问题将影响变电站的使用和安全运行。针对地基沉降问题，主要原因有三个方面：一是地质勘察不够细致；二是设计工作存在缺陷；三是施工中存在质量问题。回填土沉降的原因分为两个方面：一是施工人员对回填土的各种土质不完全了解，导致所选回填土本身存在质量问题；二是土方回填施工时，施工人员没有分层填筑夯实。经常在回填两、三层土方后进行夯实，未检测土方回填夯实程度，导致土方回填夯实不足，一段时间后逐渐下沉。

针对变电站的地基沉降和土方沉降，施工单位应积极采取预控、过程控制、事后控制等措施，防止其发生。在前期控制工作中，应考虑可能的地基沉降和土方沉降，认真做好施工现场的勘察工作，充分认识施工现场的地质环境和水文条件，制定完善的施工方案。加强技术交底。同时严格控制施工材料的质量，确保施工材料的性能和质量符合施工方案的要求。在过程控制工作中，加强对施工过程的监督，确保施工人员严格按照施工方案的要求进行施工。施工中一旦发现差错，应及时制止，并及时返工、翻新。如土方回填过程中，严格按照施工方案要求控制土方含水量，不得采用腐殖质、粘土、亚粘土等原状土回填。在回填过程中，必须回填并压实一层。最后，在后期控制工作中，应在施工现场设置沉降观测点，定期观察和跟踪地基沉降剂是否存在土方沉降，并进行观测记录。

5.2 混凝土质量问题的预防措施

在变电站土建施工中，混凝土工程中出现的蜂窝、麻面、露筋夹层、结构裂缝、外形尺寸偏差等问题，不仅影响变电站的外观，而且影响变电站的使用和安全运行。究其原因，主要有以下几个方面：一是混凝土原材料质量存在问题；二是原材料配合比不科学；三是建设环境不适宜；四是施工技术存在问题；五是混凝土养护措施不到位。

针对变电站土建混凝土工程中存在的这一系列质量通病，施工企业首先要加强事前控制，按照工程施工要求严格控制原材料质量，科学调配原材料，施工前采用低热水泥进行混凝土试拌，合格后方可施工。在施工过程中，在气温较低、天气晴朗的情况下，混凝土的浇筑和振捣必须严格按照施工方案的要求进行，以控制混凝土的坍落度，避免漏振。混凝土浇筑振捣完毕后，采取有效措施进行养护，降低混凝土水化热，确保大体积混凝土施工质量。

5.3 外墙常见质量问题的预防措施

变电站外墙较长，易出现鼓包、竖向贯通裂缝、墙体不均匀沉降、墙体污染等现象。针对这些围栏常见的质量问题，首先针对基坑沉降不均匀的问题，在基坑工程完成后及时进行基坑回填，采用土方回填相同的方法，回填一层，夯实一层。为了使围护结构在靠近结构支座处严重沉降，还应加强地基承载力的方法。例如，施工单位可以采用钢筋混凝土地梁代替传统的条形基础，有效地防止围护结构的不均匀沉降。针对墙面鼓包、污染等问题，涂装时应掌握施工要领，涂装后应喷一层防水涂料。针对裂缝问题，严格控制施工材料质量，加强施工质量监督，有效避免围护结构出现质量通病。

6 结论

综上所述，在变电站土建工程施工的过程中，应综合考虑工程建设的外部环境因素以及自身建设要求内部因素，把握其中的重点因素，并根据其具体特点来采取个性化的优化措施，使其能够满足现阶段与未来阶段的发展需求。