智能变电站预制舱基础施工方案设计分析

智能变电站预制舱基础施工方案设计分析李钊，吴俊辉，陆朝阳，刘广州，袁孟佼

（常州博瑞电力自动化设备有限公司，江苏常州213025）摘要：在新一代智能变电站模块化建设过程中，预制舱的应用越来越广泛，因此对预制舱基础的施工也需要更加重视。对预制舱基础的施工进行了初步研究，提出了预制舱基础结构设计的一些基本要求，同时对基础中的一些关键性结构的作用进行了分析，使得预制舱基础在施工时要求更加明确，确保加快施工进度，缩短施工周期。关键词：变电站；预制舱；基础施工方案；结构设计中图分类号：TM63文献标志码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2020.18.060运输的要求，那么这种形式的预制舱就需要采用拼舱结构，把整个预制舱分拆成两个或者多个预制舱，使得每个预制舱都能够满足运输的要求，而对于这类形式的预制舱基础就可以采用类似如图2所示的基础结构。此种形式的预制舱除了必须具有单舱形式基础所有的结构（舱体承重墙、预埋件、爬梯、台阶、散水坡道、电缆沟入口和集水坑）外，还需在基础中间加上一定量的中间支撑梁，而在中间支撑梁上还需预留一定数量的孔洞，中间支撑梁起到支撑舱体的作用，预留孔洞的作用是连接相邻舱体间的电缆光缆等。随着中国电力行业的迅猛发展，电网工程数量迅速增加，变电站现有的建设模式已无法适应新时代的要求，为了提高变电站的建设效率，一般通过加快变电站的施工进度来实现，而智能变电站预制舱的应用能够有效加快施工进度，因此预制舱的应用越来越广泛[1]。为了缩短施工周期，一般需要在预制舱生产完成前先一步完成预制舱的基础施工，这样当预制舱运到施工现场时可道工序进程。而要想尽快完成预制舱基础的施工，需要提前设计好预制舱基础的施工方案，这样才能尽可能节约时间，完成基础施工[2-3]。1预制舱基础对变电站建设的影响智能化变电站的建设，离不开土建工程的施工，而变电站土建工程对变电站的稳固性和安全性有着直接的影响，其中预制舱基础结构又是变电站土建工程施工过程中一个重要而又基础的环节，如果基础结构没有处理好，那么就会直接影响变电站建设的质量，甚至有可能会出现沉降、塌陷等严重问题[4]。在预制舱基础设计的过程中，需要充分考虑各种因素的影响，以设计出符合安全要求的基础结构，以保证变电站各电器设备能够安全运行，因此需对预制舱基础结构设计提出一些必要相关的要求。2预制舱基础结构设计要求2.1单舱基础结构设计单舱形式的预制舱指舱体尺寸不是很大，能够直接满足运输的要求，那么这种形式的预制舱的基础就可采用如图1所示的基础结构。此种结构除了必须具有的舱体承重墙外，还应具备预埋件、爬梯、台阶、散水坡道、电缆沟入口和集水坑等结构，根据具体工程情况，有些工程还需要安装电缆支架等一些结构件。2.2拼舱基础结构设计拼舱形式的预制舱指舱体尺寸比较大，不能够满足直接以立即开始接下来的工作，避免因为基础施工缓慢而耽误后.com.cn. All Rights Reserved.图1单舱基础结构

图2拼舱基础结构

2.3结构设计要求不论是单舱形式的基础，还是拼舱形式的基础，在结构设计时，都需要满足一定的设计要求，才能够保证工程质量，具体设计要求如下所示。基础外露部分应采用清水混凝土工艺，混凝土中可掺入一定量的钢筋阻锈剂，混凝土材料可选C30，垫层材料可选C15，钢材可采用Q235-B，焊条选用E43XX；地下部分基础外露表面采用防水水泥砂浆粉刷，舱体安装完成后，与基·146·2020年第18期

础连接处采用硅酮耐候胶封闭；基础预埋件周围需留有10mm宽缝变形，深度与埋件厚度一致，或者基础预埋件露出基础顶面3～5mm即可，埋件整体水平高差不得超过±1mm，采用硅酮耐候胶封闭；外露基础阳角均做成25mm的圆弧倒角；基础持力层的残积粘性土承载力特征值fak≥100kPa，基础开挖时，应采取措施避免扰动土层并防止基坑泡水，基坑开挖后，应进行基坑验槽后方可进行基础施工，基础底及基坑回填土应分层夯实，每层厚度不大于300mm，压实系数应大于等于0.94，严禁采用建筑垃圾土、淤泥土、杂质土、盐渍土、冻土、膨胀性土以及有机质含量大于5%的土进行回填，严格控制工程质量；二次设备舱基础外四周应设置散水坡道，细石混凝土散水，细石砼散水间设置一个3～4mm的伸缩缝，与基础间应留沉降缝，缝宽为20mm，填充橡胶泡沫板，用硅酮耐候胶密封，散水坡道宽度约为600mm，需向外找个坡度，坡度约为3%；舱门外应设置台阶，台阶材料可以采用火烧板，基础与台阶间需预留一个20mm的缝隙，在缝隙内填充沥青麻丝或者沥青砂浆，封表面采用中性硅酮耐候胶密封处理；舱体就位后需和基础上预埋件焊接连接，焊后需做防腐处理；电缆光缆进入舱内可采用两种方式，即电缆光缆可以通过埋管进入舱内、电缆光缆可以通过在基础上直接挖一个方孔进入舱内；下方基础内部需挖出一定深度的通道，方便人员在里面行走铺设电缆光缆。3预制舱基础关键结构作用3.1预埋件预埋件一般是预埋铁或者钢板，所有预埋件均需要与接地网可靠连接，当预制舱舱体坐落在预埋件上时，一方面预埋件起到直接支撑舱体的作用，另一方面舱体也可以通过预埋件实现接地的目的。预埋件如图3所示。图3预埋件示意图

3.2爬梯预制舱基础内部一般会挖出一个一定深度的通道，方便施工人员在舱体下面接线操作，因此在舱体底部一般会设置一个或多个人井口，操作人员通过人井口下到舱体下面。但是因为基础是有一定深度的，为了方便操作人员下到基础内，所以需要在人井口位置基础内壁上安装一定数量的爬梯，方便操作人员攀爬，如图4所示。3.3台阶因为基础上表面与地平面间有一定的高度，所以需要在舱门口位置设置相应的台阶，方便人员进出预制舱内。台阶ScienceandTechnology&Innovation┃科技与创新剖面如图5所示。图4爬梯示意图

图5台阶剖面图

3.4散水坡道预制舱基础外需设置一个散水坡道，确保雨水雪水等不会聚集在基础外，进而可以避免因基础被雨水雪水长期浸泡而导致出现的工程质量问题。散水坡道示意图如图6所示。3.5电缆沟入口电缆沟入口处的基础上如果采用预埋管的形式，那预埋管需要选择镀锌钢管材料，预埋管一端需要伸出预制舱基础100mm，另一端则埋入附近电缆沟中，如果采用在基础上挖方孔的形式，则需要根据电缆沟具体位置来挖，预埋管数量或方孔大小需要根据具体电光缆数量来确定。预埋管或方孔的作用都是走电光缆的，电光缆通过预埋管或方孔进入基础内，进而连接到预制舱内需要接线的位置。3.6集水坑预制舱基础底部需要设置一个集水坑，基础底部需要有一点点坡度，保证雨水能汇集到集水坑中，然后雨水再通过连接到集水坑中的埋管排放出去，进而保证舱底基础内相对干燥，其中积水坑上的篦子板起到过滤的作用，防止一些大型垃圾堵到埋管入口而影响排水。集水坑剖面如图7所示。图6散水坡道示意图

图7集水坑剖面图

3.7电缆支架电缆支架根据具体工程的需要而设置，一般是设置在基础内壁上，起到支撑电光缆的作用。4结语通过对预制舱基础的施工方案进行设计分析，预先做好预制舱基础的结构设计，不仅能够有效保证预制舱基础的施工质量，提升土建基础的稳固性，而且能够加快施工进度。（下转第149页）·147·.com.cn. All Rights Reserved.2020年第18期

ScienceandTechnology&Innovation┃科技与创新辆进出站台时乘客手不会碰到安全栅栏，保证了乘客有足够的安全距离，同时站台两端不再留有间隙，安全栅栏能也起到了防止乘客从站台两端跌落的作用。图2可移动安全栅栏图3安全防护网

2.5规范引导乘客有序上下车辆为了防止乘客由于自身的不安全行为从站台跌落的可图1站台两端安全栅栏

能，现场作业人员规范引导乘客有序上下车辆至关重要。游乐设施运营使用单位应根据产品使用维护说明书的要求，结合本单位的实际情况，对各个设备编制详细的操作规程，并置于操作现场。操作人员能够严格按照操作规程的要求，规范引导乘客有序上下车辆。对于滑行车类游乐设施，操作人员在引导乘客有序上下车辆过程中主要应关注以下几点：①设备运行前规范引导乘客有序依次上站台入座；②设备运行过程中站台上不能有人；③设备运行结束待设备停稳后，引导乘客有序依次离座；④引导乘客有序离开站台，不能在站台上随意乱跑；⑤待乘客全部离开站台后再引导下一批乘客有序依次上站台入座。3结束语为了防止乘客从车辆上下客站台跌落，保障乘客安全，游乐设施设制造单位、安装单位和运营使用单位应采取相应防止乘客从站台跌落的措施；操作人员应严格按照操作规程的要求进行操作，规范引导乘客有序上下车辆。只有设备设制造单位、安装单位、运营使用单位等多方主体各司其职，才能有效地避免乘客从站台跌落受到伤害的风险。参考文献：［1］缪正荣.大型游乐设施操作员［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2014.————————作家简介：张宇光（1984—），男，江苏常州人，大学本科，工程师，主要从事大型游乐设施检验工作。〔编辑：王霞〕第二种常见方法是，采用与设备运行协同动作的可移动安全栅栏（见图2）或可移动站台。如果采用与设备运行协同动作的可移动安全栅栏，在设备开始运行后，安全栅栏先自动打开，然后车辆开始启动运行，在车辆停稳后安全栅栏自动关上，设备停止运行。这样在设备停止运行乘客上下车辆时安全栅栏起到了防止乘客从站台两端跌落的防护作用，在设备运行过程中安全栅栏自动打开保证了在设备运行过程中乘客与障碍物间有足够的安全距离。如果采用与设备运行协同动作的可移动站台，在设备开始运行后，站台先自动移开车辆，然后车辆开始启动运行，在车辆停稳后站台自动就不必考虑设备运行过程中乘客与安全栅栏间的安全距离问题，可以将站台两端全部安装有安全栅栏，从而避免了乘客从站台两端跌落的风险。采用与车辆运行协同动作的可移动安全栅栏或可移动站台，与改变站台两端安全栅栏的形状相比更能有效可靠地防止乘客从站台两端跌落，缺点是会增加设备的制造和安装成本。对于“太空漫步”这类架空游览车类游乐设施，由于站台高度比滑行车类游乐设施的高度高得多，一般都达到3m以上，乘客一旦从站台两端跌落造成的伤害也会更严重。对于这类站台高度较高的设备，为了进一步避免乘客从站台两端跌落的风险，除了采取前文所述防止乘客从站台两端跌落的措施外，安装单位和运营使用单位还应采取在站台两端乘客易跌落的区域加装安全防护网等防护措施（见图3）。靠近车辆，设备停止运行。这样在安装站台上的安全栅栏时.com.cn. All Rights Reserved.（上接第147页）参考文献：［1］叶健，孙福鹏.模块化变电站在南方电网的应用可行性分析［J］.广西电力，2018，41（5）：48-51.［2］王琨，尹军华，寇新民，等.预装式变电站免基础系统研究［J］.科技视界，2017（23）：114-115.［3］赵春锋.变电站基础工程冬季施工经济技术性比较［J］.中小企业管理与科技（上旬刊），2016（10）：83-84.［4］纪星.变电站土建设计要点及其优化［J］.通讯世界，2019，〔编辑：严丽琴〕26（8）：324-325.————————作者简介：李钊（1986—），男，硕士，工程师，主要从事智能配电网相关方面的研究。通讯作者：吴俊辉（1988—），男，河南人，硕士，主要从事产品设计工作。·149·