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　　摘要：本文從可研、初設、施設、施工實際情況四個方面概述變電所土建合理化設計的重點及方法。概述不同階段優化內容及重點，通過不同階段循序漸進優化，達到最終降低工程造價的目的。

　　關鍵詞：可研 初設 施設 施工 合理方法概述：隨著我國經濟持續穩定的發展，電力建設也取得前所未有的發展。通過大量的工程設計實踐，設計經驗和設計水平得到了前所未有的發展，但設計出經濟、先進、安全、實用的工程仍是每個設計者需要思考的問題。本文作者分四個階段概述合理化設計個人的觀點，對各階段觀點詳細論述，有待進一步收集具體數據及相關資料后論述。

　　（一）可行性研究階段

　　可行性研究階段重點從占地面積、所址位置、拆遷、地基及地下隱蔽設施等方面考慮，確定最終站址位置。

　?。?）占地面積

　　一般情況出線回數和主變數量為合理布置規模的決定性因素，合理調整室外配電裝置場地與建構物之間的關系，同時采用先進設備及工藝布置方式，向空間發展，能有效減少占地面積。建筑物在滿足使用功能條件下，盡量合并為一棟綜合樓，減少占地面積，相應附屬的擋土墻、圍墻、場地平整費用也降低。通過對多個戶外220kv站布置技術經濟分析，僅從土建造價比較，采用兩臺主變壓器，220kv出線間隔在7~8個，110kv出線間隔在13~15個，110kv與220kv對稱布置，占地面積小。若采用3臺主變壓器，220kv出線間隔8~15個，110kv出線間隔在18~20個，110kv與220kv對稱布置，占地面積小。因此，要求前期科研設計人員，必須做出科學的規劃，主變數量應和出線間隔成比例，以上僅為個人觀點，僅供參考。重慶市郊某變電所，220kv和110kv開關場地對稱布置，中部為主變和功能建筑，建筑側立面采用防火墻，主變位于兩建筑物之間。占地面積僅為20多畝。

　?。?）所址位置的選擇

　　所址應結合規劃部門和國土部門的要求，同時應靠近負荷中心，選擇地形平坦、道路連接短、拆遷量少、能直接利用水源、市政設施的區域，對高差較過大的地形應盡量避開。在平原地區，站址位置不同，場地平整費用影響較??；對于丘陵山溝地區，場地平整費用對整體造價影響特別大。利用市政設施可以節約給排水及消防設施費用和職工配套設施費，節約進站公路費用等（該筆費用不容忽視）。作者曾做某220kv站施工設計，由于該站在選址階段考慮不周，站址選在兩座小山堡之間，中間為一條沖積溝，最大高差接近30米，該站址經過本人多次優化，采用三個階梯設計，最終土石方挖方量也8萬立方米，條石擋土墻量約約6000立方米。而最近設計的某220kv站可行性報告，該站址在選址階段經過充分考慮，站址位置比較平坦，最大高差約4米，經過優化后場地平整挖填方與擋土墻與平原地區相同，僅基礎及管溝開挖土石方量滿足場平填方區，其余土就近平場，條石擋土墻量僅600立方米。以上兩例僅從土石方開挖場平和擋土墻費用比較，可以看出選站址對造價的重要性。

　　（3）拆遷和經濟作物或林木賠償

　　所址位置確定后，必須收集當地土地征用費、拆遷賠償費、建筑材料供應情況。選擇所址位置盡量少占經濟農田或經濟林木，盡量不拆遷房屋或搬遷線路或墳墓。必要時采用總平面局部切角、平移、旋轉等減少賠償費用，降低總體造價。

　?。?）地基處理及地下隱蔽設施

　　可研階段應了解地下情況，是否位于高回填區或滑坡地段、地下有無防空洞、主要管道等，可以減少不必要地基處理和搬遷費用。

　　某110kv戶內站在可研階段發現地下回填土厚度達15米，全部為開挖亂石回填，土層密實度較差，不能作為主要建筑物持力層，處理費用高大150萬，同時地下埋藏有直徑1.2米主污水管道，搬遷費用高大60萬，設計確定重新選址。

　　可研階段主要從上述四方面考慮，可以確定合理的站址位置，達到節約造價目的。[page]

　　（二）初步設計階段

　　初步階段設計，主要對確定站址位置從總平面及豎向布置及挖填方量、擋土墻、邊坡、建筑、基礎、道路、上下水等不同設計方案比較后提供經濟合理的方案，確定站址最終征地面積，一般要求設計三個方案比較合理。

　?。?）總平面布置

　　主要從進出線、道路接口、排水接口、安全距離、消防、運輸方面進行優化。根據規范、規程對已確定規模的各建構筑物合理布置，盡量合并共用設施，減少道路占地面積，盡量向空中發展，使平面布置更加緊湊，節約用地。例如：電容器室和配電室合建為一字型，可以取消消防間距。配電室、電容器室、控制室合為一體，減少占地，也無須考慮建筑物之間消防間距。例如：重慶市郊區某220kv變電所，擴建時充分進行平面優化，控制樓兩側為兩臺主變，背后為一字型10kv配電室和電容器室，布置緊湊合理，110kv戶外配電裝置采用半高型布置，向空間發展，節約土地約5畝。

　?。?）豎向布置

　　無論平坡式還是階梯式布置，必須盡量利用原有地形，場地平整挖填方小，減少不必要的開挖量。根據所址位置地形高差大小，確定采用階梯形或平坡式布置，降低平整場地和基礎費用，設計中應考慮基坑開挖土石方及邊坡和擋土墻開挖量。階梯式布置兩平面高差最好不大于3.5米，便于滿足站內道路連接坡度。重慶市江北某220kv變電站，原地形高差近30米，采用階梯式布置，兩平面最大高差3.0米，共分三個平面，兩個平面取2%坡度，一個平面采用雙向坡度，大大節約擋土墻和挖填方量，降低工程造價。

　　對于地形較平坦的站址，采用平坡式設計，坡度盡量與原地形一致，但坡度不小于0.5%，考慮場地排水。某郊縣220kv變電站，場地平坦，采用平坡式設計，經多次軟件調式計算，優化坡度，挖方量不足50立方米，大部分用基坑土回填。

　?。?）擋土墻

　　挖填方量變化微小的條件下，擋土墻高度越小越好，高度低于6.0米擋土墻是比較經濟節約，高度超過8.0米，一般采用鋼筋混凝土扶壁式擋土墻。經過平面和豎向優化后，擋土墻高度一般也較為優化，根據不同地質條件和用途選擇不同斷面形式。挖方區高度不超過5米，盡量采用挖方區擋土墻，減少邊坡開挖和占地。此處不在舉例。

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　?。?）邊坡

　　開挖高度6米以內做邊坡不經濟，因為假若按1：1放邊坡，多增加征地面積為6平方米/米，同時增加挖方量約18立方米/米，還需做護坡，經比較采用挖方區條石擋土墻經濟合理。高度大于7米以上，適宜采用放邊坡，擋土墻斷面較大，不經濟。

　?。?）建筑結構

　　根據變電站設計規模確定建筑面積，盡量在滿足使用功能要求時，減少不必要的附屬面積。根據現有規范，多層建筑層高超過3.6米，磚混結構已不滿足抗震要求。建議電容器室、配電室、控制室等房間盡量采綜合建一棟樓房比較合理，降低建筑單位面積造價，適宜采用框架結構，形成大空間，便于電氣設備布置。節約占地面積。也節約房屋間消防間距面積，節約造價。

　　（6）基礎

　　建構筑物基礎選型時，必須結合地質情況，因地制宜，充分利用天然地基，普通條形基礎在建筑物總造價中占比例為15%~20%，因此有必要對基礎優化。一般情況下首先考慮利用天然地基，條形放大基礎。老粘土夯實地基，位于地下水位以上考慮挖深2.5米左右，采用三七灰土或三合土人工或機械夯實，每次虛填土厚度25厘米左右，夯實至厚度為15厘米，直至基礎底面。對基礎埋深過大的，采用塊石灌漿放大基礎，減少基礎埋深。承載力在150kpa的天然地基，考慮采用換填土放大基礎，一般換填土采用級配卵石放大基礎。對回填區填土壓實系數不小于0.94，實測其承載力，直接在其上部做單層建筑物沒有問題。對于多層建筑根據持力層深度大于5米采用樁基礎，3~5米以內超深基礎采用塊石灌漿比較經濟。

　　初步設計方案一般主要從上述六方面考慮，比較后推出方案基本達到優化設計目的。

　　（三）施工設計階段

　　對初步設計審查確定的方案，按現行的規范及規程或國家標準，設備的訂貨尺寸，先局部后整體調整，調整原則不得超過初步設計確定原則。所有尺寸確定無誤后，對初步設計估算的各建構筑物結構尺寸進行詳細計算和經濟比較，應按照因地制宜，就地取材原則。采用先進的技術工藝和合理的斷面，選用地方的材料，減少不必要運輸費用。根據地質詳堪資料合理處理基礎，盡量條形基礎，一般基礎埋深要求達到2.0米左右，超深不足3米不采用樁基礎。

　?。?）總平面及豎向布置

　　總平面布置一般按初步確定原則，無須大的調整，局部可以壓縮小的調整，主要針對豎向布置調整，使確定標高最優，達到場平工程量最小，擋土墻和護坡量最小。

　?。?）擋土墻及邊坡

　　根據施工設計場地平整計算高程，確定合理的擋土墻斷面和邊坡斷面，擋土墻和邊坡設計應充分利用地質資料。對逆坡地質情況可以簡單處理。對于順坡地質情況可考慮護坡與擋土墻結合的形式。填方區擋土墻根據地基承載力情況，確定擋土墻材料和斷面形式，地基承載力較差的地區，宜把基礎放大，減少基礎埋置深度。高度大于8米以上采用扶壁式擋土墻，基礎盡量利用天然地基。

　　（3）建筑結構

　　建筑設計盡量與周圍環境協調，滿足立面和使用功能要求同時減少不必要附屬建筑面積，根據設備的運行要求減小跨度壓縮層高。滿足規范要求同時，盡量采用磚混結構，減少鋼筋混凝土框架結構。室外配電裝置計算滿足規范原則時盡量采用成型預制鋼筋混凝土環形桿。

　?。?）基礎

　　基礎設計是施工設計優化的重點，熟讀地質資料，盡量利用天然地基，局部超深采用塊石灌漿基礎，對地基較差部分采用放大基礎，基礎滿足設備安裝運行要求同時，盡量淺埋。盡量采用放大基礎也不用鋼筋混凝土樁基礎。對于必須要用樁基礎部位，應盡量采用直徑300~400樁徑鉆孔樁，減少或不用人工挖孔樁，人工挖孔樁最小直徑也要800，費用相對要高的多。

　　（四）施工

　　施工階段加強基坑驗槽工作，確保施工開挖達到設計要求地基土層，地質條件好的部位，滿足規范和設備運行要求時，盡量少挖，對個別設計地基與實際不符時，應現場臨時挖探坑或現場測試，能達到設計承載力時，盡量利用天然地基，不滿足承載力時，采用放大基礎處理或臨時局部換填處理。施工回填區應要求回填土人工或機械夯實，密實度系數達到0.91~0.95之間，施工單位必須提供最終測試數據，確保地面不沉降。

　　本文作者概述變電所合理化設計主要階段，初步論述各階段合理化設計的要點，但每個階段如何詳細實施、具體量化指標、及相關規程基本要求等需要進一步收資后再論述。雖然設計項目實際情況千變萬化，但抓住重點，仍能夠達到設計預期效果。各地情況不同，要因地制宜，不能生搬硬套有關指標，必須熟悉所設計項目的工藝情況和所址地質情況，才能設計出合理化的工程。本文提供的數據及觀點僅為個人經驗總結，僅供參考。

二級建造師市政工程科目單項選擇題20題，每題1分，共計20分；多項選擇題10題，每題2分，共計20分；案例分析題共80分，總計120分。大家根據233網校老師講課中的章節重難點指引，看最新教材進行預習，再來聽精講班老師解讀教材考點，聽課時就不會一頭霧水，思路會比較清晰，也容易掌握各個考點。點擊聽課，進入備考>>