某220千伏變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計簡析

某220千伏變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計簡析[摘要]某220千伏變電站建設(shè)規(guī)模最終容量為3臺180MVA主變壓器，本期建2×180MVA，征地按遠景占地面積一次征用。站區(qū)靠近負荷中心，出線走廊較寬敞，出線方便。變電站110kV出線向南，220kV出線向西，35kV采用電纜出線。[關(guān)鍵詞]總平面布置豎向布置建筑結(jié)構(gòu)地基處理中圖分類號：U386文獻標識碼：A文章編號：1009-914X（2017）14-0078-021設(shè)計條件1.1工程地質(zhì)及水文地質(zhì)經(jīng)本次勘探查明，站區(qū)基礎(chǔ)持力層選取粉質(zhì)粘土混碎石：灰黃色為主，稍濕，硬可塑～硬塑，干強度中等，韌性中等～較低，無搖振反應(yīng)，碎石含量20%～40%，粒徑1.0～5.0cm，呈亞圓狀，中風化；局部見漂石。厚度在3.2～10.6m。地基承載力特征值fak=160kPa。擬建站區(qū)在雨季局部降雨量較大時，站區(qū)內(nèi)地表水短時間內(nèi)水量較大。站區(qū)水位一般在0.7～2.4m左右，水位隨季節(jié)變化不大。站區(qū)地下水對混凝土無腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。1.2主要技術(shù)數(shù)據(jù)基本風壓值：0.87kN/m2據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖》（1/400萬），本站設(shè)計基本地震動加速度為0.10g；據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）抗震設(shè)防烈度為7度，站區(qū)建筑物按7度設(shè)防烈度進行設(shè)防；設(shè)計地震分組為第一組。建筑場地類別為Ⅱ類，屬于抗震不利地段。1.3主要建筑材料a）混凝土等級素混凝土墊層C15鋼筋混凝土C25～C40b）水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥c）鋼筋：HPB300級鋼筋；HRB400級鋼筋、RRB400級鋼筋d）型鋼：采用Q235?Be）塊石：強度不低于MU30f）磚：地面以下強度不低于MU15的水泥磚，地面以上采用MU10燒結(jié)多孔磚。2站區(qū)總平面布置與交通運輸2.1全站總體規(guī)劃本變電站建設(shè)規(guī)模最終容量為3臺180MVA主變壓器，本期建2×180MVA，征地按遠景占地面積一次征用。站區(qū)靠近負荷中心，出線走廊較寬敞，出線方便。變電站110kV出線向南，220kV出線向西，35kV采用電纜出線。2.2站區(qū)總平面布置采用戶外GIS方案，根據(jù)工藝要求，220kV屋外配電裝置布置在站區(qū)西側(cè)，110kV屋外配電裝置布置在站區(qū)南側(cè)，屋外無功補償裝置布置在站區(qū)東側(cè)，35kV配電裝置及合成泡沫噴霧室、主變場地布置在220kV屋外配電裝置和主控制樓之間。主控通信樓位于站區(qū)東北側(cè)，主控通信樓內(nèi)各房間的布置方便觀察各配電裝置和運行維護。2.3豎向布置（1）站區(qū)場地自然標高7.5～15.5m，頻率為1%高水位3.29m，初步確定場地設(shè)計標高為10.93～13.10m。110kV配電裝置場地設(shè)計標高12.31m，設(shè)計為一個臺階；其他場地放坡處理，坡度3%～4%。（2）站區(qū)排水站區(qū)生活污水考慮?化糞池、污水生化處理池、人工濕地處理達到國家排放標準后，排至站外河道。根據(jù)站區(qū)地形和土壤排水性能，場地排水方式均采用地面自然散流排滲和采用下水道排水系統(tǒng)相結(jié)合的方式，路邊設(shè)雨水口，站區(qū)雨水、電纜溝排水、經(jīng)油水分離后的事故油池排水，通過管道匯集后，排至站外河道。（3）建筑物室內(nèi)外高差，除主控制樓為0.55m外，其余均為0.30m。2.4交通運輸變電站大門朝北，新建進站道路與展白線相接。新建進站道路約500m。站內(nèi)外道路均采用公路型，混凝土路面。站內(nèi)運輸變壓器的道路采用4.5m寬，轉(zhuǎn)彎半徑12m；主變場地環(huán)行消防道路4.0m寬，轉(zhuǎn)彎半徑9.0m，其余道路為寬3.0m；主變運輸?shù)缆忿D(zhuǎn)彎半徑9.0m，其余均為7.0m。2.5站區(qū)綠化根據(jù)“兩型一化要求”，220kV、110kV出線架下設(shè)備區(qū)不設(shè)操作地坪，不采用人工綠化草坪，采用碎石地坪，為避免長出雜草無法進行機械維護。先鋪土工無紡布一層，再鋪200厚碎石。3變電站建筑本工程按照國家電網(wǎng)公司關(guān)于“兩型一化”的要求，按照變電站的功能要求，本工程對各建筑物進行了調(diào)整和精簡。3.1全站建筑物一覽表站內(nèi)主建筑物包括主控制樓、35kV配電裝置及合成泡沫噴淋室。全站總建筑面積為1132.5m2，具體詳見表1。3.2主控通信樓建筑（1）主控制樓建筑平面布置：將各工藝專業(yè)功能相近的用房盡量合并，以節(jié)約建筑面積，便于運行管理。一層布置有繼電器室、蓄電池室（1）、蓄電池室（2）、安全工具間、保安室及衛(wèi)生間，二層設(shè)主控室、計算機房、男值班休息室、女值班休息室、男女衛(wèi)生間、備餐間、辦公室。繼電器室內(nèi)的繼電屏位按110塊考慮，縱橫向框架均為7.8m，綜合考慮了繼電器室的地面采用電纜溝所需的開間尺寸。繼電器室上方布置主控室和計算機房，計算機房包括了通信的屏位。7.8m的開間和進深方便結(jié)構(gòu)做成井字樓屋蓋，1.95m左右的次梁間距與屏前屏后的照明相對應(yīng)，使繼電器室、主控室、計算機房的室內(nèi)空間簡潔美觀。繼電器室等靠近各配電裝置場地，使電纜盡可能短捷，主控室內(nèi)便于觀察配電裝置場地的運行情況。（2）主控通信樓立面造型及建筑形象設(shè)計：力求簡潔、舒展，并充分展現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)建筑的特點。通過色彩的搭配，點線面的組合來體現(xiàn)國家電網(wǎng)公司企業(yè)文化特征。（3）建筑裝修：1）外墻采用環(huán)保型建筑涂料飾面。2）屋面1.5mm厚高分子防水涂料及1.5mm厚高分子防水卷材的復合防水層+鋼筋混凝土剛性防水層+40mm厚聚苯乙烯擠塑保溫隔熱板。3）吊頂為了降低層高，節(jié)約投資，除衛(wèi)生間采用PVC扣板吊頂之外，其余的房間均不做吊頂，用白色內(nèi)墻環(huán)保型涂料刷白；蓄電池室、用耐酸涂料。4）門主控制樓的主入口大門采用節(jié)能型鋁合金門，主控室和計算機房的外門用乙級鋼質(zhì)防火門，主控室和計算機房之間的門才用普通鋁合金玻璃推拉門，電池室用乙級鋼質(zhì)防火門，余房間為成品木門。5）窗外窗用節(jié)能型鋁合金窗，中空玻璃（衛(wèi)生間用磨砂玻璃）；蓄電池室用噴塑節(jié)能鋁合金窗，磨砂玻璃。6）樓地面及內(nèi)墻面見表23.335kV配電裝置及合成泡沫噴霧室采用一層建筑，跨度8m，長62.20m。布置有35kV配電裝置及接地變、合成泡沫噴霧室。建筑裝修外墻及屋面同主控制樓，內(nèi)墻面采用普通乳膠漆墻面，屋面板底采用普通白色涂料刷白兩度，氟硅自流平地面，鋼質(zhì)大門，節(jié)能型鋁合金窗。1.3.4輔助建筑在站區(qū)內(nèi)的消防砂箱，位于站區(qū)西面。所有建筑立面處理均與主控制樓協(xié)調(diào)。各建筑物門、窗色彩與主控制樓協(xié)調(diào)。4變電站結(jié)構(gòu)4.1主控通信樓主控制室、繼電器室由電氣工藝決定，需要空間大，中央盡量少立柱，荷載大，又要求結(jié)構(gòu)整體剛度好，因此采用二層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。為提高屋面防水的可靠性，屋面同樓面統(tǒng)一采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)。地面以上部分框架填充墻采用燒結(jié)多孔磚。基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)。4.235kV配電裝置及合成泡沫??霧室35kV配電裝置及合成泡沫噴霧室采用單層單跨框架結(jié)構(gòu)，屋面采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)。地面以上部分框架填充墻采用燒結(jié)多孔磚。4.3屋外配電裝置構(gòu)支架屋外變電構(gòu)支架采用鋼管結(jié)構(gòu)。220kV構(gòu)架：220kV出線梁底標高14.5m，構(gòu)架端撐及邊柱采用Φ377×8，其余采用Φ325×8熱鍍鋅鋼管，鋼梁采用鍍鋅正三角形鋼桁架梁，梁、柱采用鉸接；220kV構(gòu)架及橫梁防腐采用熱鍍鋅防腐。110kV構(gòu)架：110kV采用雙層出線，出線梁底標高分別為10.0m、16.0m，引線構(gòu)架采用Φ273×8熱鍍鋅鋼管；雙層出線構(gòu)架采用Φ299×8熱鍍鋅鋼管，端撐及邊柱采用Φ377×8熱鍍鋅鋼管，鋼梁采用鍍鋅正三角形鋼桁架梁，梁、柱采用鉸接；構(gòu)架及橫梁防腐采用熱鍍鋅防腐。主變跨線梁底標高14.5m，構(gòu)架采用Φ325×8熱鍍鋅鋼管；鋼梁采用鍍鋅正三角形鋼桁架梁，梁、柱采用鉸接，構(gòu)架及橫梁防腐采用熱鍍鋅防腐。主變基礎(chǔ)：主變壓器由于重量大，變形要求高，采用鋼筋混凝土片筏基礎(chǔ)。GIS設(shè)備基礎(chǔ)及主變壓器基礎(chǔ)：220kV配電裝置、110kV配電裝置的GIS設(shè)備基礎(chǔ)對沉降較敏感，采用鋼筋混凝土整板式基礎(chǔ)，結(jié)合電纜溝設(shè)計，基礎(chǔ)頂部距室外地坪標高為-0.80m。設(shè)備支架采用熱鍍鋅鋼管。構(gòu)支架采用杯口插入式連接，獨立基礎(chǔ)，天然地基。4.4其它建、構(gòu)筑物消防砂箱采用磚混結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。電纜溝采用磚砌電纜溝結(jié)構(gòu)，過道路電纜溝采用鋼筋混凝土涵洞。室內(nèi)、外電纜溝均采用成品溝蓋板，電纜溝縱向排水坡度≥0.5%。事故油池采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，油水分離式。污水處理生化池采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。4.5結(jié)構(gòu)抗震措施站址所在地根據(jù)7度抗震設(shè)防的要求，主控通信樓、35kV配電裝置及合成泡沫噴霧室的結(jié)構(gòu)框架抗震等級為二級。5地基基礎(chǔ)由于本工程站址范圍局部地段由于地勢較低，以致回填較厚，最大回填高度3.2m，基礎(chǔ)下部考慮采用級配碎石回填。站區(qū)西側(cè)暗塘采用級配碎石回填。對