地下变电站工程

地下变电站工程（精选12篇）

地下变电站工程 篇1

摘要：随着我国社会经济的快速发展, 建设工程施工项目规模越来越大数量也越来越多, 在建设的过程中也逐渐暴露出了越来越多的问题, 其中以工程造价的内部控制最为突出。建筑工程施工企业如能做好造价控制工作, 在很大程度能够控制企业的施工成本, 从而提升企业的综合经济效益。本文以佛山地区220k V全地下变电站工程建设过程当中各个阶段的工程造价控制为例, 对大中城市220k V全地下变电站工程造价进行探析, 希望能够为从事这方面工作的人提供一定的理论指导。

关键词：220k V全地下变电站,工程造价,研究

从20世纪90年代开始, 我国社会经济飞速发展, 各个行业对电力的需求也逐渐增加, 尤其是在一些大中型的城市当中, 为了满足人们的用电需求, 解决用电紧张的问题, 变电站的建设数量逐渐增加。当地政府会结合地区整体规划, 在结合用地紧张问题的基础上, 进行了大量的地下变电站建设, 在解决用电紧张的同时还能够减少用地。为了对地下变电站设计工作进行进一步的规范, 国家发改委于2005年颁布了《35~220k V地下变电站设计规定》, 以确保能够达到供电安全、技术领先、造价合理以及运行维护方便的目的。

1 佛山地区220k V全地下变电站工程概述

佛山地区某地下220k V人民广场的变电站工程, 该变电站工程分别由35k V、110k V和220k V总共3个部分组成, 其中有GIS设备3组, 型号为240的MVA三相主变压器3台, 全站的总容量为720MVA, 35k V的出线电路有24回路, 110k V的出线有9回路, 总的占地面积为9400m2。

影响该工程的造价主要措施有两个方面: (1) 线路路径的选择, 线路路径其实是工程造价的最为主要的影响因素, 线路越短, 费用越低, 因为受到具体的周边环境影响, 所以在路径选择时不仅需要考虑经济性原则, 还需要综合考虑社会效益高低; (2) 需要确定合理的施工材料以及运输方案, 在具体施工时, 相关控制人员一定要参与到各项材料的采购当中, 对物价变动做到及时掌握, 另外还要对运输成本进行关注, 尽可能减少运输距离。具体的造价控制见下文。

2 佛山地区220k V全地下变电站工程造价控制的必要性

在变电站建设过程中, 由于经常出现资金不合理、工期过长、电价定位不合理等多方面的因素, 使得电网建设并不能够健康稳定发展。一些大中城市, 例如佛山地区, 在全地下变电站建设时, 进行造价控制是十分必要的, 因为造价控制工作不仅能够保证工程建设的顺利进行, 同时还能够促进电力行业的健康发展。佛山地区人民广场220k V全地下变电站工程造价控制具体可以划分为三个环节, 即工程决策环节的造价控制、工程设计环节的造价控制和工程施工环节的造价控制。据统计, 如果一个项目拥有好的造价控制策略, 那么其对项目决策阶段和设计阶段的影响高达80~90%, 对施工阶段的影响只有10%[1]。由此可见, 变电站工程造价控制的关键环节是设计阶段和决策阶段的造价控制。

3 造价控制

在220k V全地下变电站工程建设过程中, 工程投资主要分为静态和动态两个部分, 其中静态部分主要包括预算编制相关的价格、工程量以及取费标准等, 因为取费和价格在一段时间之内浮动是比较稳定的, 所以需要重点注意的是对工程量的把控。其中动态投资主要指在进行工程建设时期因为价格上涨和支付一定的利息而引发的费用, 最近几年国家物价和利率波动一直保持稳定, 动态投资变化不大。一般情况下, 我们将其造价控制划分为三个阶段, 分别是:决策阶段的造价控制、设计阶段的造价控制和施工阶段的造价控制。

3.1 决策阶段的造价控制

我们知道决策阶段的造价控制工作对整个项目具有非常重要的影响, 能够做好这一阶段的造价控制, 能够在很大程度上减少项目支出, 是进行工程造价控制的重点环节。在佛山区人民广场项目决策阶段的工程造价控制主要包括这几个方面:设备选择、建设水平确定、建设地点选取、项目经济规划、工艺选择等[2]。佛山区人民广场全地下变电站的造价人员, 为了做好这一阶段的造价工作, 首先编制出了高质量的项目投资预算。预计总投资为2.51亿, 对其静态投资组成进行分析之后发现, 本体工程费用约占72.5%, 辅助设施工程费用为1.3%, 其它费用占用22.2%, 基础预备费占2.5%, 编制年价差占1.5%。之后为了充分发挥投资预算的作用, 设计人员对220k V全地下变电站工程施工所需设备和工艺进行比较, 对工程设计思路进行详细的研讨, 保证投资预算在项目内容和工程规模两个方面都能够对其设计思路进行科学的反映, 保证其经济预期和设计方案的可行性。

3.2 设计阶段的造价控制

在技术与经济关系处理的过程中, 设计阶段的造价控制是关键环节。因此佛山区变电站工程的造价管理人员为了做好这一阶段的造价控制工作, 做了两方面的工作。 (1) 对工程进行限额设计, 也就是在保证安全的基础上, 对设计中的安全系数进行优化, 避免因为安全设计的过于保守而徒增经济支出, 需要按照具体的研究报告结果作为依据, 确保在投资限额内进行最优化设计, 杜绝发生“三超”。 (2) 对设计方案进行优化, 进一步控制好工程造价。设计质量能否达标会直接关系到220k V变电站工程的一次性投资额度, 还会对后续的项目经济效益产生直接影响, 所以在对设计单位所做出的设计结果进行审查时, 工程造价管理人员将其与企业自身的具体实力和我国的市场环境进行了详细的比对, 采用价值分析法对工程设计的可行性和效益性进行了分析。价值分析法的公式为:V=F/C其中的V表示价值系数, F表示功能系数, C为成本系数[3]。在项目的这一关键阶段, 需要设计人员和管理人员直接的密切配合, 不断利用新工艺、新材料、新技术以及新设备, 实现工程设计的优化, 从而保证控制工程造价的目的。

3.3 施工阶段造价控制

在220k V全地下变电站工程项目具体实施阶段, 虽然这一阶段的实际支出占总支出份额比较大, 但是对工程造价的实施影响并不是很大。在本工程中, 造价管理人员从三个方面进行了工程造价控制: (1) 保证施工过程严格按照基建程序进行, 同时加强开工前的准备工作, 做好对电力建设相关合同的管理, 明确好承包合同中甲乙双方的具体权利和义务, 并且在合同当中预留一定的造价变动余量, 明确说明如果一旦出现设计变更或者索赔的具体做法。 (2) 加强对设计变更的审查工作, 在佛山地区人民广场220k V全地下变电站的工程建设当中, 虽然之前设计人员一直在对设计方案进行优化, 但也很难保证方案是完美的, 所以设计变更在所难免。在进行比较大的设计变更时, 采取的是先算账后执行的方式, 尽可能减少经济损失。 (3) 做好材料、设备等原材料的采购管理工作, 对材料的市场供求状态、价格变动信息及时掌握, 依靠大量采购的优势, 降低原材料的采购费用。同时工程当中所需要的设备和材料, 要按照工程的进度购买, 缩短它们对资金的占用时间, 减少因为筹集资金而花费的利息[4]。

4 工程造价控制产生的效益分析

佛山区人民广场220k V全地下变电站工程实施造价管理之后, 相较于常规的工程施工来说, 在经济效益方面取得了很大的成果。本工程预计总投资2.51亿, 实际工程投资2.48亿元, 如果采用常规的工程费用算法, 其理论上的工程费用应为2.73亿元, 由此可见, 采用工程造价管理之后节约费用8.06%, 因此工程造价所产生的经济效益是显著的。

5 结语

综上所述, 工程造价控制工作是工程项目管理当中的重点环节, 人们一定要给予高度的重视。本文主要以佛山地区人民广场的220k V全地下变电站工程建设过程中的造价控制为例, 在根据相关规范的基础上, 提出了工程造价的控制方法, 文章最后举出具体实例对造价管理的重点进行了分析研究。通过一系列的分析, 希望能够更好的促进我国大中城市当中220k V全地下变电站建设工程的发展, 对工程造价做到进一步控制。

参考文献

[1]史纯.大中城市220k V全地下变电站工程造价分析[J].机电信息, 2012 (15) :161+163.

[2]何红艳.变电站建设综合开发研究[J].建筑电气, 2012 (12) :37~43.

[3]万汉斌.城市高密度地区地下空间开发策略研究[D].天津大学, 2013.

[4]张包林.变电站设计阶段造价管理方法与对策研究[D].华北电力大学, 2012.

地下变电站工程 篇2

从合肥供电公司获悉，近日，由该公司组织设计的安徽省首座全地下变电站——110千伏庐州大道变电站项目招标图由上海隧道院正式审查通过，该站将与110千伏胜利路变同期开工。这两座变电站建成后将服务于合肥市轨道交通，起着承接系统电网，向地下牵引变电站分配输送电能的核心作用。

合肥市轨道交通建设项目是本市重点工程，其中1号线于2012年6月1日正式开工建设，计划工期为4年零7个月，2016年12月31日1号线将正式开通试运营。根据规划，合肥市将要新建两座110千伏变电站作为地铁1号线的供电电源，此外在地铁沿线还将配套新建多个35千伏开闭所和配电站，起到轨道交通牵引与动力照明供电的作用。

这两座新建110千伏变电站分别是位于合肥市滨湖新区庐州大道与紫云路交口东北角的庐州大道变，胜利路与银屏路交口西北角的胜利路变。其中庐州大道变将成为安徽省首次采用全地下布置形式的变电站，它与规划中的商业综合体建筑合建，其中变电站主体位于综合体地下室内;而胜利路变则将采用与国家电网淮南路南变电站同院合建。

地下变电站工程 篇3

一、问题的提出

城区房地产的开发和旧城改造，使深入市中心的变电站越来越多，其建设难度也越来大，主要面临下列几个问题：

1.用地紧张，站址难觅，即使能征得用地，面积也北常小，设计难度大、要求高。

2.征地拆迁费用非常昂贵，已远远超出建变电站的费用，致使每千伏安造价很高。

3.市中心往往为繁华的商业用地，有着极高的商业价值，特别对于广州这样的城市来说，土地资源十分有限和宝贵，如仅建1座3～4层的变电站，则土地得不到充分利用，是一种极大的资源浪费。

4.与周同环境协调的要求高，建筑的格调与景观和环境要融为一体。

5.防火、防爆、防噪声的要求特别高。

由于上述原因，我们在对变电站进行设计时，就必须综合考虑，全面衡量各方面的利与弊。为解决这些问题，借鉴国外的经验，特别是如何降低造价，提高土地的利用价值，考虑在地下建变电站，地面上进行物业开发，不失为一种新的途径、新的思路。

二、基本技术原则

由于变电站建设在繁华的商业区，对消防、噪声的要求特别高，因此，在这种特殊环境中建地下变电站，就必须确定以下几点作为主要设计原则：

1.简化接线，尽量采用线路一变压器组单元接线形式，10 kV采用单母线分段接线，分段开关设备自投。当1台主变或1条线路故障时，可保证不间断供电。

据了解，香港己投入运行多年的地下变电站，也是采用线路一变压器组单元接线方式；但变压器高压侧不设开关，只设负荷开关，且负荷开关装在SF6气体绝缘变压器上，成为一整套装置。多年的运行表明这一做法是成功的，不仅节省了投资，且可减少占地面积。

2.设备选型宜小型化，以减少占地面积，使整体布置趋于紧凑合理。

3.全站设备无油化，包括主变压器采用进口的SF6气体绝缘变压器。这样全站无易燃、易爆物，既能简化消防系统，又可将火灾的影响局限在地下，而不致影响到地面。

4.简化总体布置，尽量减少挖方量，减少设备布置层数，以方便运输和安装，简化消防、通风系统，同时为将来的运行维护创造良好的条件。

5.按无人值班站考虑，设“四遥”系统。

通过以上几项措施，简化设计，减少运行维护工作量，从而为地下变电站结合地面民用建筑的建造提供了现实的可行性。下面以一个100 kV终端变电站为例进行阐述。

三、变电站建设规模及主设备选型

（一）建设规模

由于变电站地处繁华市区的负荷中心，其负荷密度相当高，故应尽量提高主变压器容量。考虑到10kV开关拒的容量一般为3150A，最大不超过4000A，所以主变压器容量取50MVA为宜。如确需采用63MVA的主变压器容量，也可将2台开关柜并列运行，当然需要设置平衡保护。

（二）主要设备选型

1.主变压器选用进口的SF6气体绝缘、三相双卷风冷有载凋压变压器。

2.110kV设备采用GIS，或组合式电器。使采用的负荷开关可直接与主变压器组成一整套装置，使设备布置更简明紧凑。

3.10kV高压开关柜可选用合资厂生产的中置式手车柜，或采用XGN型箱式固定封闭开关柜，内装真空开关。

4.无功补偿装置选用干式成套电容器装置。

5.变电站用变压器、接地变压器选用于式变压器，且可将两者功能合为一体，以减少设备用房。

6.蓄电池选用阀控式全封闭酸性电池。

7.次设备全站采用微机保护装置，同时装没综合无功自动调压装置。

当然上述的设备选型只是根据地下变电站建在城市商业区的特点进行的，主要从节省用地，满足消防，方便维护的角度考虑，也可作适当的修改。

四、总体布置与建筑结构的考虑

鉴于征地情况的千变万化，不可能给出一种特定的模式，这里我们仅讨论总体布置方案的一些原则性要求，以说明地下变电站的技术可行性。

首先，要考虑的是大型设备的运输通道。而且，既要考虑地下部分通道，也要满足地面上运输和消防通道的要求，同时还有垂直通道的要求。一般地面上可利用公路或规划路等；垂直通道则可在人行道、绿化带上预留吊物井，井口设可拆装盖板，平时盖上板，必要时掀开盖板，即可进行吊装运输。如吊物井设在绿化带上，则该通道还可以作为通风系统的风口。

其二，应考虑一次主设备间的连接。由于采川了简化接线，变压器高压侧设备的连接较易解决。110 kV如采用负荷开关与ST6气体绝缘变压器整套设备，则只需将电缆引出即可。而主变压器低压侧与10kV高压开关柜之间既可用电缆，也可采用母排连续。当然采用电缆具有灵活方便的优点，但由于电流人，使电缆的截面和数量也随之增大，并使电缆与高压开关柜的连接难度增大，有可能加多一个过渡连接柜。这将使本已有限的空间更为困难。母排则具有载流量大，连接直观的优點，但一般要求变压器与高压室靠近布置。在受地形条件限制时，则难以采用。

其三，应考虑地下变电站的结构与地面上民用建筑结构的协调关系。既要满足地下变电站的工艺要求，又要满足地面上民用建筑间隔和采光的合理性。特别对高层建筑，整幢人楼的电梯井简力筒位于中央，应注意其对地下站布置的影响。协调关系的好坏，是整个项目的关键，也是我们进行设计的重点，因为这直接影响到整个综合建筑的经济性。

众所周知，主变压器室和10kV高压室占的空间最大，也是变电站的核心部分。因此，设计时应充分考虑到其运行维护的方便性，使布置清晰，便于操作、便于巡视，梁柱结构简单，且能满足上层民用建筑的合理性要求，使间隔合理，采光充足，不产生暗间。上层民用建筑的功能可根据具体情况而定，或为写字楼，或为商住楼等。一般，裙房可考虑首层为商铺，第2～4层为停车场。

其四，尽量使设备布置在1层，使之清晰明了，紧凑合理，便于电缆的敷设连接，便于运输安装和操作维护。

地下变电站工程 篇4

糯扎渡水电站是澜沧江中下游河段梯级规划“两库八级”的第五级电站,电站装机容量9×650=5 850 MW,保证出力2 406 MW,多年平均发电量239.12×108kW·h。工程以发电为主兼有防洪、灌溉、养殖和旅游等综合利用效益,水库具有多年调节性能。

糯扎渡水电站工程属大(1)型一等工程,永久性主要水工建筑物为一级建筑物。该工程由心墙堆石坝、左岸溢洪道、左岸泄洪隧洞、右岸泄洪隧洞、左岸地下式引水发电系统及导流工程等建筑物组成。

1 合同文件的特点

地下发电厂房工程是一项综合的系统工程,投资规模大、履约时间长、施工环境复杂,施工程序的多变性,尤其是大跨度地下厂房,更因其水文地质条件的多变,给合同管理带来诸多不确定因素。在工程施工建设过程中,地下工程合同管理工作是1个难点和重点。

合同版本采用GF-2000-0208水利水电土建工程施工合同条件。

技术条款“计量和支付”详细规定了计量的范围和条件,并对不予计量而应分摊计入单价的部分进行了规定,延续了工程量清单计价规范按照实物工程量计量、采用综合单价结算的原则。

商务文件合同通用、专用条款“变更、索赔”详细规定了变更的范围和处理原则,其中“变更项目未引起工程施工组织和进度计划发生实质性变动和不影响其原定的价格时,不予调整该项目的单价”中明确要求,“实质性变动”、“不影响其原定价格”为并列关系。在专用条款中,关于总价项目专门补充“若本合同各总价承包项目未发生实质性变更时,应在满足其各自功能和质量的前提下,按各项目总价之和不变的原则进行平衡和相互调剂。由于发包人原因造成的总价承包的边界条件发生实质性变更时,由此承包人增加额外费用,则应在该工程项目基本完成,经监理人核实,并由发包人与承包人共同协商后,由发包人给予一次性补偿,但在任何情况下不得将总价项目改为单价项目进行结算。”对总价项目变更索赔进行了较为严格的限制。

2 合同管理的重点及具体问题的处理

2.1 合同计量支付与质量管理的冲突

合同规定,月度计量支付的条件为“质量合格并附相应的资料”。质量是否合格的依据为质量评定资料,但质量评定并非全部能够随着工程施工同步完成,比如:混凝土项目必须等待养护结束后才能完成质量评定资料。而工程计量是工程款结算的前提,不能及时计量必然会影响到工程款的支付。针对质量评定资料滞后的问题,实际操作中,充分利用了工程结算与资金支付的时间差,在这段时间中,补充未能及时评定的资料,否则在支付前将被相应工程量及资金予以扣除。

2.2 合同计量支付条款与工程量清单单价包含内容的理解差异

合同计量支付条款延续了工程量清单计价规范按照实物工程量计量、采用综合单价结算的原则,相应的措施项目不予单独计量,而是分摊计入单价中。在对相应条款的理解上,实物量和措施量的界定存在一定的分歧,尤其对在投标方案中详细描述的加强支护项目的归属。实践中,判定依据为是否有设计文件作为依据。

比如:导流洞穿越F3断层段,招标文件虽明确该段为Ⅲ级结构面,但并未给出相应的加强支护工程量清单;承包人在投标中,为争取中标、完善施工方案,对此类复杂地质洞段开挖、加强支护制定了详细的方案,提出了加强支护的方法和参数;施工过程中,承包人上报了具体的方案并得到了监理、设计和业主的书面认可,明确了加强支护方法和参数。在进行计量支付工作中,参建各方虽对此部分工程量如何计量存在一定的分歧,但考虑到该部分量的风险为非承包商原因导致,且施工难度、工期和安全风险均较大,故对该部分项目予以计量,但单价不再考虑施工特殊性、而套用一般洞段类似项目单价重新组价。

业主在工程接受中期审计中,审计人员针对此问题提出了“既然招标文件明确了该洞段的情况,且承包人投标方案中有具体加强支护的方法和参数,那么该部分工程量就应属于措施量,不应单独计量;虽无工程量清单,但应分摊计入其他项目单价和合价中”的意见。在审计意见回复中,一方面由业主协调设计单位根据监理批复的方案补充了设计通知单,完善了设计依据,另一方面对工程量和单价的风险分担做了进一步分析。该意见得到了中期审计组的认可。

2.3 总价项目发包人提供条件的变更、索赔

该总价项目使用的范围主要为非永久性工程和措施性工程,其目的主要为避免工程实施阶段“低价中标、高价索赔”。糯扎渡工程合同条件及专用条款增加的专门性条款,将“总价项目”的变更、索赔限制的较为严格,这无疑增加了承包人的风险,同时对发包人履行提供施工条件的义务有更高的要求。实际工作中,由于总价项目为总价优先,无需详细的单价分析资料,报价调整较容易,往往是承包人用于竞标的手段。承包人在总价项目实施过程中,施工条件变化对对工期和造价的影响很大。如:地下水、地质断层、溶岩空洞等等,根据业主在投标文件中所提供资料,承包人在招标前现场查勘,都不可能准确无误地发现,即使是有经验的承包人也无法事前预料。因此地质情况永远是开工前最不确定的因素之一,这导致了实际完成工程量同投标工程量总是存在相当大的差距。一般来说,要求承包人独自承担这样巨大的风险是不可行的,经济合理的方式是由项目业主与承包人一起分担风险。

比如:左岸导流洞出口围堰为总价项目,堰型、防渗处理和后期拆除的设计、施工均由承包人负责。施工过程中,经地质勘查和素描,实际需进行处理的不良地质段较招标技术资料提供的数据相比发生了较大的变化;同时,为提高后续大江截流的保证系数,围堰拆除时间较合同要求提前1个月,相应的拆除时水位发生了较大变化。因上述变化为发包人提出和造成,且已满足实质性变化的条件,故承包人提出了索赔要求。根据合同专用条款的规定,应先在总价项目内进行平衡,但总价项目由承包商进行设计和施工,且结算亦按照总价优先的原则进行,故在施工中,各方均按照单价项目的标准进行设计合理性的论证和工程量的签证确认,最终,经过基础资料的分析整理、模型的重建等工作,经多次协商,最终将该项目实际发生工程量扣减投标工程量进行变更处理。

3 合同管理方面的存在问题及对策

3.1 合同管理水平跟不上形势发展的需要

该项目施工技术难度大而复杂,涉及面广,合同内容庞杂,合同管理工作艰巨,加之合同管理人才缺乏,合同人员年轻化,对合同管理人材的培养不够重视,造成合同意识淡薄,合同履约能力低,违约现象较严重,合同法律意识及合同管理水平跟不上形势发展的需要,亟待提高。

3.2 合理设置合同管理部门及职能

合同管理制度是工程施工管理领域的一项基本制度。合同管理实际是一项技术与经济紧密联系、相互促进的工作。但在实践中,往往存在合同管理主要职责部门为合同管理部的误区。要想较好地完成此项工作,必须科学地设置管理部门、赋予相应的职责。糯扎渡地下工程项目部设置了合同管理领导小组、技术部、质量安全环保部、施工部、机电物资部为合同管理的协办部门,配合合同主管部门做好各自职责范围内的合同基础工作。根据矩阵制合同管理系统的组织机构模型,合同管理系统的组织机构系统由合同领导小组和5个常设机构(五部)构成。

3.3 对合同文件进行学习和交底

合同文件是合同管理工作的依据,包含了技术和商务2部分,存在较多的交叉。单独的对技术和商务文件进行学习、交底,往往导致技术人员制定的方案虽然满足工程建设要求,但不满足合同商务条款要求的现象;同时,商务人员在变更、索赔中,未能充分考虑技术方面实际的限制和特殊性,要么报个天价,要么低于成本单价,脱离工程实际。这就要求在工程前期,要组织相关的技术与商务人员共同对合同文件进行学习,并相互交叉进行交底,让技术和商务人员不仅掌握本职工作内的规定,同时掌握商务和技术要求。

3.4 加强计量控制,建立联动的质量验收与支付台帐

计量工作在尊重现场实际情况的基础上,要严格以合同技术文件计量支付条款为依据,规范化、标准化计量,满足合同文件规定,计量依据充分,做到有效计量。要科学设置计量管理台帐,并与质量验收和支付台帐进行联动,有效地使用计量支付控制的手段进行工程的质量、进度管理,以形成良性循环。

3.5 工期调整索赔问题的分类

地下主体工程主要节点的改变带来合同边界条件变化,从设计单位的设计修改,基坑开挖由双机变单机、GIS楼由地面修改地下、设备安装工程等关联合同,不同程度受工期调整的影响,一些部位施工顺序发生改变,高峰期施工强度增加,原合同施工方案及资源配置也进行了调整。此类问题分类如下:a)工期整体提前。业主对控制性节点工期要求提前;b)工期未提前,但开工时间滞后,完工时间仍按合同工期完成;c)开工和完工时间未变化,但施工过程中受外界条件影响,合同节点发生实质性调整;d)工期顺延,工期延长同样发生补偿性费用;e)工程量成倍增加,但合同工期不变;f)合同施工时段改变。对工期索赔要有完整的技术方案、准确工期分析是申报索赔工作的重要依据,详细的签证记录,是索赔工作的基础资料。

3.6 严格控制合同变更、索赔,进行有效地技术经济分析

掌握工程进度、质量、安全等方面的边界条件,合同履约中严格执行,明确权责,研究图纸和技术方案。对涉及改变合同边界条件、改变合同要求的方案,要进行技术、经济论证,分析技术方案是否对施工组织或进度计划产生实质性变动、是否影响其原定价格,进而优选方案。变更、索赔中,严格按照合同要求和相关管理办法规定的流程,确保项目成立、依据充分、程序合规,在满足工程建设要求的同时,符合合同和相关建设法规的规定。

4 结语

水利水电工程合同管理是1项复杂的系统性工作,施工单位在此项工作的管控上,要更加重视技术和商务的协作,在技术分析前期引入商务人员,提前介入、深入了解技术方案,相互规范、促进。在合同商务问题处理中,重视合同规定和方案实施的具体情况,保证合规的同时,体现合理。在实践中总结经验,不断提高管理水平,诚信履约合同。

摘要：叙述了糯扎渡水电站地下工程合同管理的工作实践,分析了地下工程合同管理的重点和具体案例,提出,施工单位在合同管理方面的对策。

地下变电站工程 篇5

某水电站是大渡河干流的`重要梯级电站,根据水电站库坝区地下水碳酸组分的碳氧同位素分布特征,将地下水碳氧同位素分布分为三区,并对各分区碳氧同位素的来源进行了分析.

作 者：钟国华 贾疏源 作者单位：钟国华(广西电力工业勘察设计研究院,广西,南宁,510023)

贾疏源(成都理工大学,四川,成都,610059)

地下变电站工程 篇6

【关键词】地下厂房；高边墙；深孔预裂

0.概述

目前，已建或在建的水电站地下厂房中下层开挖施工（如鲁布革水电站、龚嘴水电站、铜头水电站、小关子水电站等），基本上都采用了先中部拉槽，后两侧保护层跟进开挖的施工方式。该种施工方式主要优点：开挖超挖小，开挖质量宜控制；利于边墙提前释放应力，洞室整体稳定性好；主要缺点：不利于快速开挖施工，工程造价相对较高。

为确保水电站地下厂房快速安全施工，一直以来，工程技术人员在不断探索地下厂房中下层开挖施工方式是否可采用直接边墙深孔预裂，再进行全断面开挖。这种施工方式如能成功，则在一定程度上提高施工速度，节约工程造价，对工程建设大有裨益。但苦于国内现有的钻孔设备不能紧贴墙边边墙造成超挖量大、地下厂房中下层开挖震动要对岩壁梁影响要小、高边墙预裂爆破对厂房稳定影响不确定等原因，未能付诸实施。

向家坝水电站地下厂房开挖最大宽度33.4m、最大高度88.2m（均为世界第一）。由于向家坝水电站地下厂房处于软硬相间的15o～20°缓倾角水平层状砂岩和泥岩中，地质构造发育，岩性变化巨大，跨度大，在顶拱层开挖支护中采取了较为安全的开挖方式（先开挖中上导洞再分两次扩挖到位），故花费了10个月的时间。顶拱层以下各层开挖（8层，含岩壁梁层）需要在23个月内完成，即：除岩壁梁层外（有岩壁梁砼浇筑），其他各层开挖均要在2～2.5个月内完成，工期紧，任务重。2007年，随着一种新型的钻孔设备KSZ-100Y型的出现，在向家坝水电站地下厂房采用先高边墙深孔预裂再全断面开挖施工成为一种可能。

1.预裂爆破试验

为确保地下厂房开挖能快速连续施工，工程技术人员积极查阅有关资料，与相关机械厂家联系协商预裂爆破钻孔设备事宜，同时选定在主变洞第Ⅱ层0-27.25～0+100m（EL282.39～EL279.99，9.4m高）段进行高边墙预裂试验（6段，每段15m长），以提前获取相关爆破参数。

2007年10～11月份，在有关单位的共同参与下，预裂爆破孔（孔径80mm）孔距分别选取80cm 、70cm，炸药采用φ32乳化炸药，线装药量密度分别选取选500g/m、600g/m、700g/m三种，进行了高边墙预裂试验，取得了相应的爆破参数：Ⅱ、Ⅲ类围岩，孔距70cm，线装药量密度600g/m左右；Ⅳ、Ⅴ类围岩，孔距70cm，线装药量密度500g/m左右。爆破震动检测在主变洞爆破点10m远处进行，检测结果显示爆破震动满足有关规范要求。

图1KSZ-100Y型钻机

图2主变洞深孔预裂爆破试验

2.深孔预裂爆破施工

2.1施工方案

地下厂房采用高边墙深孔预裂爆破，KZS100Y潜孔钻机造孔，样架导向。预裂爆破与全断面开挖钻孔平行作业，互不交叉，预裂超前全断面开挖不少于20m爆破，爆破区域距离边墙支护区不少于30m。前期开挖控制结构预裂速度，便于及时调整爆破设计，提高预裂效果，保障边墙成型质量，减小拉槽对厂房边墙的爆破振动影响，提高开挖施工速度。

2.2工艺流程

爆破设计审批—测量放线—样架搭设（验收签《准钻证》）—钻孔（终孔验收签《钻孔合格证》）—装药—网络连接（验收签《准爆证》）—爆破—通风、散烟—爆破后評价、总结—优化调整爆破设计。

2.3爆破设计

主厂房预裂在边墙设计线上开孔，钻孔直接钻至各结构设计高度，孔径80mm，孔间距70cm，30m～40m一段，领先全断面开挖20m爆破。

2.3.1爆破参数

（1）爆破分层及孔深、孔向确定。鉴于底板起伏不平，高程不一致，预裂孔样架横杆同一高程，使钻杆在预裂孔孔线（由孔底高程及需向边墙超挖值确定）的延长线上，便于预裂孔在同一平面上，提高造孔质量。

（2）装药结构及起爆网络结构。结构预裂根据实际孔深进行装药：采用竹片上绑整节φ32药卷间隔装药，深孔孔底加强装药量为2kg——2节φ32药卷绑扎为一段，连续装5段，再连续装φ32药卷，间隔14cm；孔口堵塞结构为：先用编织袋堵塞10～20cm，剩余65cm采用细砂堵塞。正常装药线装药量密度550～600g/m（根据围岩情况调整）。孔内导爆索，孔外MS3延迟雷管传爆，火雷管起爆。不同孔底高程的预裂须分开爆破，每段连接处及边墙转角处需放置空孔，防止拉裂。单响药量不大于35kg，不少于4孔一响，中上部药卷间隔可适当加大。

预裂爆破必须考虑临近建筑物对振速的要求，爆破振动速度控制在相关建筑物对爆破振速要求范围之内。爆破后，需对爆破效果进行仔细分析，及时优化爆破设计。尤其对预裂缝开展情况进行检查，需满足如下要求：结构预裂缝宽度在0.1～0.3cm范围以内。

2.4各工序施工方法

2.41测量放样

测量放样分两个步骤进行：①预裂孔样架横杆高程、控制点高程、桩号及超挖值放样；②样架校核及方向点放样。

2.4.2样架搭设

样架搭设的好坏在一定程度上决定了预裂爆破的成败。

预裂孔孔位及立柱插筋孔孔位已由测量完成放样；根据测量所放首尾立柱插筋孔拉线按1.4m间距放出其余插筋孔孔位，然后由钻工按设计要求进行造孔。插筋孔完成后，插入立柱及后排插杆，并搭设横向连接杆，同时进行上层插筋孔造孔，插筋孔孔位距底步横杆1.6m高差左右，拉线控制插筋孔基本在同一水平线上。完成后插入上层插杆，同时，后排横杆搭设、底部横杆搭设，过程拉线量测控制，务必保证横杆与开口线平行且在同一高程上。上层插杆完成后，搭设上层横杆，要求与底部横杆相同，水平位置采用吊线控制。然后进行底部插筋孔造孔，同时架立斜撑，斜撑底部需紧抵岩面，斜撑与上层横杆（紧贴立柱与上层横杆连接扣件）、上层插杆以及下部横向连接杆采用扣件连接（斜撑两端均须紧抵基岩面）；斜撑完成后， 样架雏形已形成。吊线进行倾角初步校核；再由测量进行检校，并按测量结果进行样架微调，调整完毕后，测量在样架上、下横杆上逐一放出方向点。样架经测量校核符合要求后，进行样架初步加固。

钻机架设时，对准测量所放方向点，钻机中心线须与方向线重合。钻机架设好后，进行倾角及方位角检校，确认无误后进行样架最终加固：主要是在入岩立柱之间再增加立柱、相应横向连接杆、腰部横杆及中层斜撑。所增加立柱、横向拉杆及斜撑均需紧抵岩面。

造孔过程中，需加强对样架的观测。有晃动时必须停钻校核，确认无偏差后采取措施进行加固。若有卡钻情况，提出钻杆时，通常会对样架产生较大扰动，需及时进行纠偏。

2.4.3钻孔

开孔作为钻孔最重要环节必须严加把关。开孔前，对孔口不平处由人工进行凿平，或使用架管辅助限位进行开孔；开孔时，钻工务必操作钻机低钻速、慢钻进，注意钻杆是否偏斜，及时调整；分别在开孔后钻进20cm、60cm、1m时进行倾角及方位角检查（倾角采用磁力线垂对钻杆进行检查，方位角通过测量在上、下层横杆上所放方向点控制，按照质量控制标准，上、下同向偏差不超过1.6cm，异向偏差不超过8mm），严格要求，及时纠偏；开孔三次校钻及调整结果需据实填写在钻孔记录表上。钻进过程中注意观察样架稳定性，晃动过大，立即采取措施加固；钻工需注意钻机钻进速度变化、根据经验判断是否遇到软弱夹层、层面、节理裂隙等地质问题，当钻杆猛然沉降或卡钻时，需及时通过调整钻进速度等措施进行控制，防止飘钻。对已钻完的孔采取周密保护措施，孔口用编织袋堵塞严实，将周边浮渣及积水清排干净，以防堵孔。

2.4.4验孔

装药前，作业队逐孔进行孔深、孔斜及间距检查并填写检查记录表，按照“深堵浅补”要求进行处理，完成后由质量部进行终检，终检合格申请验收。

2.4.5装药

对装药所用竹片进行检查，竹片宽度需在3cm～4cm之间，不符合要求的竹片进行剔除；在竹片上做好预裂孔孔深及堵塞段标记；根据装药间隔长度做好标尺；药卷及导爆索采用胶布绑扎紧密，药卷间隔距离误差不超过1cm；装药时，竹片靠近边墙一侧，药卷朝向外侧。装药过程中，因堵孔、塌孔造成无法装药的孔，及时反映，进行处理。

2.4.6堵孔

堵孔人员在炮棍上用油漆或胶布做出堵塞长度标记，严格按爆破设计所要求的堵塞材料、堵塞长度、及堵塞形式进行堵孔。

2.4.7 联网

网络连接严格按照爆破设计执行，作业队技术主管旁站把关，导爆索搭接长度在15cm以上，保证网络可靠度。合格后申请验收。

2.4.8爆破

经验收装药、联网合格并签《准爆证》后进行爆破警戒。爆破前，负责起爆的炮工需得到所有哨点警戒人员警戒工作就绪的通知后方能起爆。

2.4.9炮根处理办法

边墙揭露后，若根部存在岩坎，对炮根按设计要求进行预裂或光面爆破处理，保证根部不留错台，边墙預裂面满足质量要求。

3.爆破检测

3.1爆破振动观测

在厂房、主变洞等部位布置振动测点，采用TOPBOX 爆破振动测试系统，进行水平径向、水平切向和竖直向三个方向的监测，实测振动速度峰值一般控制在10cm/s以内。

3.2松动圈检测

检测结果显示，厂房第Ⅳ层以下高边墙的开挖影响深度值为0.2～0.7m，说明在主厂房高边墙深孔预裂所实施的一系列精细爆破技术，有效地控制了对围岩原有质量的影响。

4.围岩稳定分析

地下厂房主要布置有：围岩变形监测（多点位移计及收敛监测）、锚杆应力监测（锚杆应力计）、锚索受力状态监测（锚索测力计）。目前顶拱最大变形12.87mm，边墙变形最大6.5mm，厂区围岩变形已趋于稳定且处于安全受控状态。

5.施工质量

采用高边墙深孔预裂技术，其炮孔半孔率Ⅱ类围岩98.9%；Ⅲ类围岩94.5%；Ⅳ类围岩87.6%，；不平整度0至8cm；超挖8至10cm,炮孔半孔率在设计轮廓面上平行均匀分布，地下厂房高边墙深孔预裂爆破质量完全达到预期设计效果，并获得了样板工程。

6.结语

地下水与变电站建设的研究 篇7

关键词：地下水,变电站,建设,设计

影响变电站选址设计和正常建设生产的水文地质因素, 主要包括了地下水水位、地下水水量以及地下水酸碱度这三个因素。其中, 地下水水位的变化及动态规律, 将可能对变电站建筑物及构筑物的结构及性能造成影响;而地下水水量、水质, 则决定了变电站建设和日常生产中水源的补给和取水方式;地下水的酸碱度或各类离子含量, 则会直接影响到变电站建筑物及构筑物的钢筋、混凝土、线缆等的耐久性, 当其腐蚀性过高时必须采取相应的防腐蚀方案。

一、地下水水位对变电站建设的影响及防治策略

1地下水水位对变电站基础抗拔力的影响

变电站构支架基础, 在设计过程中应当验算其抗拔系数, 当建筑基础处于地下水水位以下时, 必须考虑到浮力的影响。本文以某变电站基础设计为例, 分析地下水水位对变电站基础抗拔力的具体影响。某构架基础采用了钢筋混凝土结构阶梯式基础, 其底板平面尺寸和第一阶梯的平面尺寸分别为2×2m和1×1m, 每一级的阶梯高度为0.5m, 基础埋深为2.5m。构架基础抗拔稳定条件为:

在上式 (1) 中, T是指构架基础的上拔力;G和G0则分别是指基础的自重以及基础底板上的土重;KG则是指短期荷载作用下, 所验算得出的基础的抗拔稳定系数, 取值为1.0。当不考虑地下水位时, 基础极限抗拔力Tmax= (G+G0) ×0.9为171k N;而当地下水位在0m标高时, 计算出该基础的极限抗拔力Tmax的值为94.5k N。前后的比值94.5/171=0.55, 由此可以看出地下水水位的变化, 对变电站基础的抗拔有较大的影响, 其抗拔力下降了约45%, 因此在变电站设计时, 构架或存在倾覆条件的支架基础必须考虑到地下水水位的变化。

2地下水对变电站内基础建设的影响

变电站在设计选址时, 一般不宜选址在软土地基上, 因为其存在含水量丰富、承载力低以及压缩量较高等问题, 也容易发生不均匀沉降或基坑坍塌等现象, 影响到变电站的建设和正常运行。部分地区选址困难, 不可避免软土地基时, 就必须考虑到地下水水位的变化影响, 并采取有效的排水加固措施, 以保证变电站的正常施工建设。

目前, 变电站建设中较为常见的软土地基的处理技术有:固化剂法、深层搅拌法、真空预压法、土工合成材料法、振冲碎石桩法、灰土挤密桩法等等, 以上方法都可以起到降低地下水位, 提高变电站地基土强度的目的。以真空预压法为例, 该方法是在需要加固的软土地基中内部设置塑料排水板, 然后在外层设置砂垫层和吸水管道, 并利用真空装置进行抽气, 使地基内外层产生气压差, 从而进行排水、排气。真空预压法的特点是施工工艺及施工设备均较为简单, 可以大面积的施工建设, 且施工时间较短。

灰土挤密桩法, 可在地基中成孔并分层填入灰土进行夯实。这种方法可以得到柔性桩复合地基, 并适用于湿陷性黄土、杂填土、素填土等地基的地下水排除和加固, 其处理深度通常在5m~15m左右。灰土挤密桩法的特点是施工简便, 且不需要开挖和回填施工, 其填料多就地取材, 施工造价也较低。

3地下水对变电站基坑建设的影响

在变电站基础施工建设过程中, 当基坑内外的地下水位差较大时, 就容易出现潜蚀、流砂、管涌、渗透等破坏现象, 从而导致基坑边坡失稳, 并对变电站建筑物结构及施工安全造成影响。为此, 在变电站基坑开挖施工中, 还必须采取切实可行的治水方案, 以有效保证工程建设质量与施工安全。目前, 为尽量降低地下水水位对变电站基坑建设的影响, 主要从两方面进行, 一方面是做好地下水的堵截, 另一方面则是尽量降低地下水位。

(1) 地下水堵截方案

按当前的技术与工艺条件, 可用于变电站建设中地下水堵截的技术方案主要有:地下连续墙、夹心墙、防渗帷幕、钢板桩、冻结法等等。其中, 地下连续墙以钢筋混凝土作为基坑的支护结构, 它既可以承受较大的侧土压力, 又可以有效防止地下水的入侵, 对于渗透性较小和较软弱的地质土层, 有较好的止水效果;而夹心墙则是在基坑的稀浆槽中再挖设一条沟槽, 然后再向槽内灌注混凝土, 形成的防渗挡土墙, 夹心墙技术既可以起到对地下水的堵截作用, 又能对基坑边坡起到一定的支护作用, 但施工造价偏高;防渗帷幕, 则主要是在基坑四周或者底部, 采用高压喷射注浆、深层搅拌等施工方法, 在基坑四周或底部形成连续的墙幕, 防渗阻水, 这些方案可根据水量、水压、地质条件、工艺灵活选用, 技术条件特别复杂时需进行专项试验。

(2) 基坑降水方案

当地下水位高出基坑的底面时, 则应当对基坑采用降水措施。较为常用的基坑降水方案, 主要有明沟排水方案和井点降水方案这两种。

(1) 明沟排水方案

这种降水方案是在基坑内部或者外部, 通过设置一定数量的排水沟和集水井, 然后再采用抽水设备将地下水从集水井中抽走的技术方法。明沟排水方案的特点是施工简便、设备简单且成本较低。

(2) 井点排水方案

井点排水方案则是在基坑的周围, 埋深一定数量能够渗水的井点管, 然后通过配备一定的抽水设备, 将地下水能连续不断地抽走, 以保持基坑四周地下水位始终低于基底深度。该方案不仅有利于机械化施工, 而且能适用于不同几何形状的基坑。目前在变电站建设施工中, 较为常用的井点降水法主要有:轻型井点法、喷射井点法、电渗井点法、管井井点法等, 各类井点法的适用范围, 详见表1。在实际建设施工中, 应根据基坑土层岩性、渗透性及工程特点进行合理的选用。

二、地下水水量及酸碱度对变电站建设的影响及防治策略

1地下水水量对变电站建设的影响

地下水水量的补给条件与补给量直接决定变电站施工用水和日常生产、生活水源的补给和取水方式。因此, 在变电站的选址设计阶段, 必须做好对地下水水量的地质探测工作, 以确定地下水水量、水质, 并对变电站选址地区的供水水源进行评价。

其中, 地下水的水质的指标主要包括了浑浊度、大肠杆菌群数量、菌落群数、水质是否有气味、水质微量元素含量等等, 当地下水水质超标时, 应采取一定的水质处理及净化技术;根据地下水水量情况, 确定变电站水源的补给方式、净化工艺及取水地段。当地下水水源不能满足变电站生活水质要求以及用水量要求时, 则应当考虑引接自来水。

2地下水酸碱度对变电站建设的影响

根据地下水酸碱度, 通常分为强酸水 (p H<5) 、中性水 (p H=5~7) 、弱碱性水 (p H=7~9) 以及强碱性水 (p H>9) 这四类。地下水不同的酸碱度对变电站建筑、构筑物基础的混凝土与钢筋腐蚀程度也不同, 应进行详尽的检测。

当地下水酸碱度为强酸性水 (p H<5) 或者强碱性水 (p H>9) 时, 需正确确定建筑的环境类型, 应加强混凝土及钢筋的保护, 在施工建设中应尽量采取抗酸性腐蚀性较强的水泥品种, 例如粉煤灰水泥、矿渣水泥等等;在钢筋混凝土设计中, 应适当的加强钢筋的保护层厚度;在钢筋混凝土结构的地下变电站、电缆遂道等的混凝土表面进行防水处理, 增强地下建筑物抗渗及防腐蚀的能力。而当地下水酸碱度为弱碱性水 (p H=7~9) 时, 适当加强钢筋的保护层厚度, 以避免盐对钢筋的腐蚀。

结语

本文从地下水水位、地下水水量以及地下水酸碱度这三个角度出发, 分析和研究了地下水对变电站选址设计以及施工建设中的影响, 并提出了相应的防治措施。综上所述, 地下水对变电站的正常施工建设有着较大的影响, 必须加强对站址水文地质的勘探工作, 通过做好对地下水分布情况、水位变化情况、水量水质以及酸碱度等情况的详细分析与了解, 以便在施工建设中能采取相应的防治措施, 尽可能的避免因地下水对变电站的正常施工建设及运行带来影响。

参考文献

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[3]王士天, 王兰生.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社, 2003.

地下变电站工程 篇8

虚拟现实技术利用软件技术通过三维影像、三维动画、声音等多媒体表现形式[1,2],来对现实世界进行重现。将虚拟现实技术应用到变电站仿真培训系统中,对变电站场景和电气设备进行三维建模,并构建虚拟的变电站运行环境。培训人员在虚拟的变电站环境下可以模拟在运行条件下的安全巡视、倒闸操作和事故处理等变电站运行人员的日常工作,让学员有身临其境的感觉,从而提高学员的操作技能和事故处理能力[3,4]。三维虚拟现实仿真培训系统弥补了二维仿真培训系统不真实、不直观的缺点,也避免了利用真实电气设备进行培训的高投入和危险性[5]。

传统变电站三维仿真培训系统一般以室外高型架构的变电站作为原型,对典型的变电站地理环境和电气设备进行虚拟仿真。随着国家电网改造的进行,在经济发达的地区,由于土地资源紧张,新建变电站一般采用室内全封闭式组合电气设备,并且出现了220 k V和500 k V电压等级的超高压地下变电站,这也将成为以后变电站发展的大势所趋。此类新型变电站与传统的室外高型架构变电站相比,在电气设备的巡视、操作和故障处理方面有着很大的区别。特别对于地下变电站来说,由于其特殊的建筑结构和安装布局,需要大量的工业辅助设备来保障变电站的安全运行。考虑到这些工业辅助设备的重要性,对其进行操作和巡视的仿真培训也是非常必要的。

1 系统功能介绍

本仿真培训系统主要包括变电站编辑、设备异常设置、变电站巡视、设备操作和技能培训评估五个基本功能。培训教员首先根据变电站的运行现状,在培训系统的编辑模式下对变电站的三维虚拟场景进行组态,内容包括:变电站的场景、变电设备和其它辅助工业设备。接下来,根据培训需要,培训教员在教员平台对虚拟变电站中的电气设备进行异常设置。

在整个初始化工作完成后,进入培训系统的运行模式。这时,学员就可以在搭建好的虚拟变电站环境下模拟日常的巡视工作,对变电站的各个巡视点进行巡视。在巡视过程中,学员可以根据虚拟设备各组件的外观以及声音等信号来判断设备是否发生异常,并进行记录。同样,学员也可以模拟日常变电站运行人员的典型操作,对虚拟的变电站设备进行操作,例如变压器档位调整、倒闸操作等。在培训完成后,由培训教练根据学员的巡视以及操作记录,对学员的各项技能进行评估,从而完成整个培训过程。

2 方案设计

2.1 系统结构

根据系统功能的需要,整个培训系统分为教员平台和学员培训平台,对两个平台设置不同的管理权限,在教员平台除了具备学员平台的基本功能外还可以进行电气设备的接入、退出、故障设置。

教员平台和学员平台之间通过数据库进行信息传递和数据交互,以实现培训项目的设置和培训结果的反馈。在具体的硬件实现中,采用教员机和学员机的配置,之间通过以太网来实现数据共享和交互。每个平台又分别由二维仿真部分和三维仿真部分组成。其中,二维仿真监控部分模拟变电站的后台监控系统,包括对虚拟变电站的遥测、遥信、遥调、遥控的四遥操作以及五防操作闭锁的学习;三维仿真对变电站的电气设备和运行环境进行虚拟再现,学员在此平台下对虚拟的电气设备进行日常巡视、操作和故障处理。

2.2 建模分析

变电站仿真培训系统一般以具体的变电站为原型,当变电站由于容量不足、设备老化等问题需要进行设备的更换或扩容时,培训系统必须根据变电站现状同步地进行虚拟设备的更换或扩容,从而实现对变电站运行环境完全真实的再现。传统三维仿真培训系统一般采用对系统进行升级或者维护的方法来解决变电站电气设备的修改或增删,这大大降低了培训系统的扩展性和适用性。本文提出一种对电气设备完全对象化的建模方法。根据建模对象的外部形状、物理特性和电气特性的不同特点,对变电站场景和各类电气设备分别进行三维建模和物理、电气行为的设计。根据不同的建模要求,将虚拟变电站的建模对象进行分类,如图1所示。

由于地下变电站工业辅助设备相对于常规变电站的特殊性和重要性,重点对其进行建模分析。地下变电站的工业辅助设备由制冷和通风系统、补给水处理系统、循环冷却水系统和排水系统四个工业系统组成,与其他建模对象相比,它有以下特点:

(1)各类工业辅助设备间电气行为和三维模型差异较大,不能使用统一的建模方法且模型难以复用。

(2)工业辅助设备多为管状和网状分布,对于地理位置信息的处理较为困难。

(3)工业辅助设备的操作和巡视部分多为仪表和阀门,且各类仪表和阀门可复用。

(4)辅助设备的主体部分多为建筑结构的一部分,且设备更换的几率小。

因此,针对工业辅助设备以上的特点,采用了一种特殊的方式来对其进行建模。即各类工业辅助设备的仪表和阀门部分采用和电气设备一样的建模方法,进行电气行为特性的建模并配置数据接口,而设备的其他部分作为变电站场景的一部分只进行外型、材质、碰撞检测等三维形状和物理特性的建模。

3 场景建模

地下变电站采用地下多层的桶体建筑结构,与传统的地上变电站相比,空间更为紧凑,结构更为复杂。因此,在三维虚拟变电站的开发过程中,对地下变电站场景的建模是很重要的一个开发环节。为了使构建的虚拟变电站更加真实,增加学员培训过程中的沉浸感。变电站场景的建模以某500 k V地下变电站的建筑CAD模型为原型,在建筑结构和布局上力求和真实的地下变电站保持一致。事实证明,这种建模方法可以大大缩短系统的开发周期。

由于CAD模型注重模型的几何准确性,采用精确的数学形式来表达模型的几何信息,并且其模型中还包含大量工程设计信息,造成其模型复杂程度远大于3D模型。而对于3D模型的要求是在保证建筑模型的真实性的前提下,尽量减少模型的复杂性,降低计算机的计算量,以满足对于虚拟场景实时交互的要求。因此,采用将CAD模型导入3ds Max编辑环境下的方法,对模型的冗余信息进行过滤。

经3ds Max软件修改过后的3D模型,只保留了模型的空间几何信息。要使得创建的三维模型更加逼真,需要利用3d Max进行材质的渲染,包括模型表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等。在具体开发过程中,采用基本材质编辑和表面贴图结合的方法,来再现建模对象真实的材质细节。

这时的变电站场景模型已经具备了真实变电站建筑的外型特征,接下来需要将三维模型由3d Max软件导入到Virtools中。在Virtools的编译环境下,对三维模型赋予物理特性和灯光等外部环境因素,例如对地板和墙体进行碰撞检测的设定,防止在虚拟巡视过程中发生穿越建筑物的情况。

图2表示对建筑结构进行建模的过程。

图3为对某500 k V地下变电站筒体结构其中一层场景建模的俯瞰图。

4 组态功能的实现

传统的三维虚拟变电站仿真系统一般只由驱动程序来组成[6],主要包括场景显示、场景漫游和设备状态变化的功能。如果需要对虚拟变电站的场景或者设备进行修改或者增删的时候,就必须对整个驱动程序进行修改,因此对传统的仿真培训系统进行维护是非常不便的。本文介绍的三维虚拟变电站仿真培训系统增加了系统组态功能的开发,在组态工具下可以实现对虚拟变电站设备的在线编辑。

4.1 虚拟电气设备的封装

首先,将在3d Max下编辑好的三维模型以角色(character)的格式导入Virtools软件,对其进行物理行为和电气行为的脚本设计,并设计数据接口。以变压器模型为例,其物理行为主要包括碰撞检测和各种异常的表现,例如瓷瓶开裂、冷却风扇停转等行为。

然后,对虚拟变压器配置数据接口,以实现设备与外部的电气联系和数据交互,主要包括设备的基本信息、电气量、物理状态标志以及和虚拟监控系统进行交互的一些数据标志。在Virtools中这些信息都是以数组(array)的形式来存储的,表1所示为存储变压器操作信息的数组。

最后,将编辑好的三维模型、行为脚本以及数据在Virtools下保存为.nmo格式的文件,这即可以作为一个封装好的虚拟设备。封装好的虚拟电气设备,具备与真实电气设备相同的物理和电气逻辑行为,将其放入设备库中,作为独立的行为对象进行调用。

封装好的虚拟变压器设备如图4所示。

图5为虚拟变压器中封装的故障表现脚本,以冷却系统故障为例,当Test Cell脚本检测到数据库中表示冷却系统故障的标志位为1时,触发动作脚本,虚拟变压器作出对应的物理行为,即风扇停止转动。

4.2 在线编辑功能

本系统在教员机上开发了在线编辑功能,提供虚拟变电站设备的组态工具。将封装好的虚拟电气设备作为元件存放于设备库,在编辑模式下通过读取设备库实现对虚拟设备的调用。

以载入新设备为例,在Virtools下可以通过object load脚本来实现。新载入的设备作为一个独立的角色来进行处理,可以对它的位置和角度进行变换。固定好位置的设备,对其地理坐标信息进行保存,并对设备进行命名,坐标信息和设备名称将通过Server模块存入数据库中。

虚拟变电站的电气设备状况以及具体每个虚拟电气设备的地理位置、电气连接、运行状态和巡检记录等内容,都以表的形式在数据库中进行存储。因此,当对三维虚拟变电站的电气设备进行编辑时,数据中存储电气设备信息的表格也应当进行相应的增删操作。为增加系统的运行效率,本仿真平台只与数据库中的设备总表进行读写操作。具体实现方法是以设备名称作为主键当作设备的唯一标识,通过外挂程序来实现设备总表与设备故障信息表、巡视信息表等的同步。同时,向二维监控系统发送信息,以激活监控系统中对于此电气设备的各项操作和功能模块。

5 结论

地下变电站封闭的运行环境和GIS电气设备与常规变电站相比在巡视、操作、故障处理等方面都有不同,对运行人员的专业知识和操作技能提出了更高的要求。本文介绍的三维虚拟地下变电站仿真培训系统采用模块化的方法完成系统主要结构的开发,真实、直观地表现了地下变电站的值班环境和工作内容。变电站的组态编辑功能,方便对已构建的虚拟变电站进行修改,提高了培训系统的灵活性。并且,本系统采用完全对象化的方法进行开发,开发周期短,可复用性强,是一种比较理想的三维仿真系统开发方式。

参考文献

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地下变电站工程 篇9

令人担忧的是, 在我国城市化不断扩大的进程中, 因为人口急剧膨胀, 城市规模不断增大的压力将不得不面临。城市用地容积率和用地在这种压力下不得不增加。为了城市用地的利用率提高、城市公共设施用地减小, 向地下空间开发并发展将成为城市变电站工程要面临的挑战。图1为某变电站接地施工图。

2 地下变电站的几种形式

如今, 上海和北京是国内地下变电站的主要集中地, 1989年的35k V锦江变电站是上海的第一座地下变电站, 1969年建成投运了北京的第一座35k V地下变电站, 另外, 少数如天津、广州等大城市的首座地下变电站在近两年来建成并投运, 目前尚未建设西南地区的地下变电站。

全地下站和半地下站是按布置类型分类的两种地下变电站。

2.1 全地下变电站

全地下变电站是指地上仅建有设备及人员出入口和变电站通风口等少量建筑, 和有可能在地上布置的大型主变压器的主控制室或冷却设备等, 地下是变电站主要建筑建造的地方, 地下主建筑内装设有全部电气设备及主变压器。与其他建筑相结合的型式和单体独立型式是全地下变电站的两个分类。建设及设计的难度因为较深的地下建筑而比较大, 维护运行条件较差, 但有条件综合利用地面以上部分, 可以较好的对外部条件做出响应。

2.2 半地下站

在地上建设部分建筑, 以地下建筑为主的变电站就是半地下变电站, 地下建筑内布置有变电站的部分主要电气设备和主变压器。上海、北京的半地下站均有一定数量, 因为在地面上布置部分设备, 尤其是地面上布置了主变压器, 处理消防、通风的两大难题被大大减轻了, 并且大为改观主设备的检修条件及运行巡视;同时因为有较浅的地下建筑深度, 所以大大降低了在地基设计和施工过程中的难度, 然而较大的地面建筑体积使得对周围环境有较高要求时难以实现。

从运行几十年地下变电站的情况来看, 全地下变电站的社会效应以及综合效果优于半地下变电站, 所以近年来全地下变电站为新建变电站的主要形式。

3 地下变电站设计的原则

3.1 必须坚持节约用地为地下变电站的设计原则

为了有趋于紧凑合理的整体布置, 以使占地面积减少, 宜选用小型化设备。地下变电站是一种特殊的变电站建设形式, 无法建设常规地上变电站时被采用。设计地下变电站的形式有两种:①与其他的建筑物混合而建;②独立的建设, 为了控制工程造价并节约建设用地, 无论采用何种的建设形式建筑体量都要尽量的尽可能的进行压缩, 另外消防工程、通风、排水、建筑防水、和设备运输设计还要被考虑到, 使设计的成本节约, 少维护的技术方针要尽量做到, 定型产品要选择性能可靠、质量优良的产品。

3.2 采用合理的结构

为了使建设投资和建筑在投产运行后的维护费用降低, 在基本使用功能保证的前提下, 要尽量简化变电站内部装修。在高出洪水水位标高处建设变电站地上吊装口、通风口、进出口, 必要的防水措施要按照变电站的不同规格被采取。轻型钢结构、钢结构体系经过调查研究发现, 使用的效果较好。做出的改变要按照实际的规划适当的进行, 对以往采用清水混凝土的建设观念进行改变, 使地下变电站的使用寿命延长。

3.3 接线简化

接线形式尽量采用线路———变压器组单元。防水及结构受力会因为过多接线造成的线路接线复杂化而变得非常不利, 所以, 接线应尽量少设或不设。

4 变电站施工过程中的技术运用探讨

关乎居民生活的变电站的施工体系非常严格。它的施工要遵循以下原则:进行施工时, 要严格按照作业指导书, 验收规范, 电气安装标准, 产品使用说明书及施工设计蓝图进行。如何再施工过程中做培训好施工人员技术的工作, 使工器具及施工人员配置齐全, 使工作先后顺序安排合理。依靠支持的各项技术可总结为以下几点:

4.1 防运用辐射技术

电子烟雾会在变电站中产生, 也称电磁辐射。已经国际卫生组织确认人类可疑致癌物就包括高压输电时产生的工频辐射。另外一些人类疾病与工频电磁场有关联已被大的量研究证明。居民当中的特别是老人和儿童更容易受到伤害, 因为他们对辐射场更为敏感。在家门口的变电站就无疑就像一个“定时炸弹”。因此, 关乎居民生命安全的一项核心技术就是防辐射技术。在防辐射技术中, 工程师需要反复精确计算在最大风偏情况下电压导线边线距建筑物的安全水平距离。

4.2 操作技术的规范

施工过程中操作员不规范的操作是频繁发生变电站运行电气误操作事故的主要原因。在工作过程中, 人会受其心理变化的影响、支配与约束。心理变化很大程度影响到安全生产, 工作效率、创制性、积极性在人的心情愉快时会很高, 就很少或不发生误操作事故, 受挫折或心情不愉快时, 其就会有相反结果的。每一次的施工操作有着其精确性。最关键的内容又是工作监护制度, 要求必须从严, 开展工作只要扎扎实实地根据定要求进行, 具体安全防范措施用实际行动落实, 是完全可以预防和控制电气误操作事故的。规范的操作技术有利于保证施工过程中事故发生的频率。

4.3 新技术的引入

各项技术都随着时代发展而得到了更新与发展, 为了我们有更多经济效益及更多的方便, 顺应时代发展潮流的必然趋势就是能及时有效的将新技术引入。变电站在我国的更新不断进行着, 例如变电站智能化, 变电站智能化是发展和升级了变电站数字化的结果, 为了智能化变电站功能的实现, 对智能电网的需求进行结合, 在数字化变电站的基础上, 充实变电站自动化技术。这是我国智能电网互动化、自动化、数字化以及信息化特征的体现。

5 地下变电站的防水设计及施工

地下水长期包围大多数各种各样的地下工程, 干湿交替状态或水位之下是围护结构经常处于的状态, 对围护结构的耐久性与强度而言, 这些水的腐蚀与渗透会造成围护结构的损害较大并且工程安全可能被危及。

5.1 防水特点和原则

5.1.1 地下工程的防水特点

(1) 地下工程有较多薄弱的防水环节, 例如地下工程的预埋件处, 穿墙管盒, 各类接缝以及出入口等。

(2) 要提出更高的防水材料性能的要求, 因为各种有害物质包含在地下水中, 防水材料长期受其侵蚀。

(3) 钢筋及混凝土会受多种包含在地下水中的有害物质腐蚀作用, 结构的安全性和耐久性会受影响, 所以对侧墙、底板、顶板等地下工程主体结构的抗裂要求很高, 任何造成渗漏的裂缝都不能出现。

(4) 从施工角度考虑, 通常需与主体结构同时进行地下工程的防水, 因需交叉作业且工序较多, 难以保证防水的基层状况;施工时需降水且窄小的场地使加大了施工难度。

(5) 地下工程的防水, 一是因为水本身的重力作用和土的侧压力, 地下水有向室内渗透的趋势, 二是长期以后都具有作用。

5.1.2 地下工程防水的原则

四个防水工程中必须严加控制的技术工作环节是管理、施工、材料以及设计, 其中更为重要的两个环节是施工以及设计, 必须对“复合使用多种材料、多道设防”的原则进行坚持和对“结合堵、截、排、防, 综合治理, 因地制宜”的方针进行遵循。

5.2 防水施工及治理要点

5.2.1 防水施工要点

(1) 基底干燥施工要在附加防水层和防水混凝土施工时被注意。

(2) 应在初期支护、围护结构或基础垫层验收合格后进行附加防水层的施工, 每道工序在施工中都要严格检查。

(3) 必须根据规范确定执行防水混凝土的含气量和配合比。

(4) 引水带导管排水要在对锚喷支护工程中采用, 而且堵水要用喷涂快凝材料进行, 振捣必须用机械进行以保证防水混凝土的振捣质量。

5.2.2 渗漏后的治理

(1) 治理前应对渗漏水状况和部位进行查明, 对渗漏水原因进行分析, 再制定相应的治理方案。

(2) 施工应该先进行顶后进行墙再进行底板, 总体顺序应从高到低。

(3) 应选用较高强度的注浆材料对渗漏水的部位进行补强。

(4) 可用速凝材料对渗漏较大的裂缝或漏水点进行注浆堵水, 并用高分子类涂料或防水砂浆处理。

(5) 对严重的大面积渗水, 可将注浆在壁后或对壁内使用, 用防水涂料或防水砂浆处理衬砌内壁。

(6) 对于某些工程有排水和降水的条件, 排水和降水工作就应该事先做好。

6 结束语

建设地下变电站能使城市环境优化, 使城市景观改善, 使对土地的综合利用提高, 同时能使电磁辐射、噪声污染等问题有效解决, 然而诸多技术问题也存在于其本身, 也对提出了很高的建设周期、施工工艺等方面的要求。为了其大限度发挥经济、社会效益, 前期准备工作需要企业与政府共同扎实做好, 并要进行综合全方位的考虑。

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唐山曹妃甸变电站地下室防水技术 篇10

唐山曹妃甸工业区220 kV变电站位于河北省东部、渤海湾北部,距大陆湾岸线仅18 km,是国家华北电网重点建设项目。该变电站为地下1层、地上3层78 m×42 m的矩形钢筋混凝土框架结构,高14 m。工程座落于海陆相交互沉积地层上,其地基系经吹沙填海造地而成,标高4～5 m。因该地基土质强度和抗变形能力较弱,故采用了外径0.4 m、长24 m(3节)的预制混凝土挤密管桩进行地基施工。本工程防水设防等级为二级,为了保证工程具有良好的防水效果,地下室底板及外墙均采用C35、P8抗渗混凝土结构自防水与双层(各2 mm厚)BAC高分子复合自粘防水卷材相结合的设防措施。

2 混凝土垫层、地下室外墙防水卷材施工工艺

BAC高分子复合自粘防水卷材无需粘结剂或者加热熔化,只需撕掉表面薄膜即可牢固粘贴在基层上,具有施工快捷方便、不污染环境、耐老化和耐腐蚀性能优良等特点。

2.1 施工前的准备

双层BAC防水卷材施工前,应先将混凝土垫层用平板振捣器振捣密实,一次压光成功;再将混凝土垫层表面清理干净,做到平整、无杂物、基本呈干燥状态(含水率<9%);阴阳角做成圆弧形;在大面积铺贴防水卷材前,在集水坑、阴阳角等细部铺贴3 mm厚BAC高分子复合自粘防水卷材加强层(宽度≥0.5m),并粘贴牢固;基础筏板外侧面提前用免烧砖砌成240 mm厚的墙模,高度同基础筏板上标高,墙模内侧面采用20 mm厚水泥砂浆进行找平,充分干燥,以备粘贴包裹筏板侧立面的卷材。

2.2 大面积防水层自粘卷材的施工

将BAC高分子复合自粘防水卷材直接粘贴在垫层上。卷材铺贴时,本着先立面后平面、先低后高的原则进行铺贴,边粘贴边用橡胶板或木抹子拍打,也可用胶辊用力滚压卷材以便排出空气,使之粘贴密实。施工中,先用壁纸刀裁掉搭接宽度的薄膜,同层卷材搭接宽度长边≥100 mm,短边≥120 mm;上下两层的相邻两幅卷材短边的搭接应错开0.3 m以上;两层卷材铺贴时应平行进行,以免搭接部分过分集中形成多层重叠;基础筏板外侧面砖墙模粘贴防水卷材时,应给上部外墙防水卷材甩茬300 mm(接茬距立面应≥0.6 mm),以便于外墙防水卷材的施工。地下室底板防水构造详见图1。

垫层上部防水层施工完成后,需再做40～50 mm厚细石混凝土保护层,然后再浇筑基础筏板。自然地坪以下部分的地下室外墙防水层施工完成后,撕掉卷材外层的薄膜,均匀撒上细砂或喷涂水泥浆2遍,然后抹上20～25 mm厚水泥砂浆找平层作为防水卷材的保护层;隐蔽验收合格后,进行回填土的施工。自然地坪以上的部分按照地上建筑物的正常工序进行,外墙仍然粘贴50 mm厚的聚苯板作为保温层,再抹上25 mm的水泥砂浆找平层作为保护层,最后再刷上外墙涂料2遍。

3 基础筏板、地下室外墙C35、P8抗渗混凝土施工工艺

本工程基础筏板和地下室外墙采用了C35、P8抗渗混凝土。由于该混凝土是大流动性混凝土,坍落度大、拌和水量多,施工时只要振捣、抹压、养护不当,极易造成塑性裂纹(失水)和干缩裂缝(缺水)。因此,施工中需加强均匀振捣,反复抹压,不超振、漏振,以保证混凝土的施工质量。

基础筏板C35、P8抗渗混凝土按后浇带划分为2个施工部分,每个部分一次浇筑,不留施工缝。为使混凝土的水化热尽快散失,浇筑混凝土时采用斜面分层浇筑的方式,斜面坡度由混凝土自然流淌形成。采用汽车泵送混凝土工艺,保证了每层混凝土在下层混凝土初凝前浇筑完,逐层覆盖,循序渐进,一次浇筑完毕。

在抗渗混凝土浇筑完毕后的8 h之内,在其表面覆盖1层塑料薄膜,再在上面加盖草帘进行浇水养护,以保证塑料薄膜内经常有凝结水珠,避免混凝土失水收缩产生裂缝。

地下室外墙施工在分层的基础上分段一次浇筑到顶,不留置水平和竖直的施工缝;采用汽车泵送混凝土,严格控制每层的高度,均匀振捣使其密实,间距符合规范要求。地下室外墙防水构造详见图2。

4 细部节点防水措施

4.1 地下室穿墙管防水措施

穿越地下室外墙的管道处是容易渗水的薄弱部位,施工中采取了以下防水措施:

1)在浇筑外墙混凝土前,根据图纸的要求,准确无误地把钢套管埋置在预定的位置,并且和墙壁钢筋骨架焊接牢固,为穿墙管道的安装创造条件。

2)地下室外墙做卷材防水层时,套管周围0.4 m范围内的防水卷材必须粘贴牢固。

3)管道穿过套管之前,将套管内杂物清理干净,除去套管内壁上的铁锈,并涂刷2遍防锈漆。

4)在套管和管道缝隙之间填塞沥青麻丝,再用“水不漏”防水堵漏材料将套管两端封堵严密,并用力捣实。墙里表面用腻子刮平,墙外管根处抹成圆弧形,达到表面光滑。

5)待“水不漏”防水堵漏材料硬化后,将浮灰、泥沙等杂物清理干净。在管根部四周150 mm范围内粘贴双层2 mm厚BAC高分子复合自粘防水卷材,要求粘贴密实,四周无空隙、空鼓、翘起等现象,必要时可用吹风机稍微加热,使之粘贴平服。穿墙管部位防水节点示意详见图3。

4.2 基础筏板后浇带防水措施

为了减少抗渗混凝土收缩应力对整体结构产生影响,施工中在基础筏板中间设置了1道0.8 m宽的后浇带。后浇带的防水构造是由3层2 mm厚的BAC高分子复合自粘防水卷材(含1道卷材加强层)和1条0.5 m宽的橡胶止水带共同组成。

施工中,从橡胶止水带的两侧投放C35、P8抗渗混凝土,振捣棒距橡胶止水带0.3 m以上,两侧同步振捣,每点振捣以10～30 s为宜。振捣过程中,当混凝土表面不再明显下沉、无气泡产生、表层泛出灰浆时,即可停止振捣。后浇带中配置的钢筋锚固长度要符合规范要求;后浇带两侧面加设3层钢丝网侧模,采用10目、5目、3目钢丝网各1层,绑在后浇带钢筋骨架上,以抵抗混凝土浇筑时产生的侧压力,详见图4。

4.3 桩头防水措施

本工程预制钢筋混凝土管桩桩头位于垫层之上,承载着基础筏板。因此,垫层、筏板与桩头的结合部位(含侧面、端面),以及预制混凝土管桩上的钢筋笼伸入筏板的衔接处都是防水关键。为了有效地防止地下水从以上几部位渗漏,首先在已封闭好并清除了混凝土浮灰浆块和杂质的桩头端面、侧面反复涂刷几遍水泥基渗透结晶型防水涂料,总量不少于1.5 kg/m2,总厚度约1.0 mm。桩头端面、钢筋四周应多涂刷几遍水泥基渗透结晶型防水涂料(以不造成局部涂层开裂为度),待其终凝喷水养护合格后,在桩头周围套粘上两块半环状(0.5 m宽、2～3 mm厚)的BAC高分子复合自粘防水卷材作为卷材加强层。用抹子或橡胶板拍打半环状防水卷材,使其粘贴牢固,然后在桩头根部四周嵌填密封胶进行密封处理,详见图5。

5 结语

唐山曹妃甸变电站地下室防水工程,采用抗渗混凝土结构自防水和BAC高分子复合自粘防水卷材相结合的方式,刚柔相济,多道设防,达到了良好的防水效果。

摘要：介绍了唐山曹妃甸变电站地下室采用抗渗混凝土结构自防水和BAC高分子复合自粘防水卷材相结合的防水措施,着重对地下室穿墙管、底板后浇带、桩头等细部节点防水工艺作了阐述。

地下防水工程问题的探讨 篇11

关键词：防水；渗漏；裂缝

地下建筑物混凝土结构渗漏水是一种常见的结构病害，特别是在大规模的地下结构工程中，长期的渗漏将加速结构中钢筋的锈蚀，从而影响结构的使用寿命，因此，结构渗漏防治成为设计者和建设者高度重视的一个问题。

1、地下室工程渗漏水原因分析

1.1、工程设计方面

1.1.1、对施工缝、后浇带、变形缝的设置和防渗要求不具体，造成施工的随意性，而导致抗渗效能差。

1.1.2、设计部门各专业配合不够，会签不认真，预埋件遗漏或位置有误，使施工返工，破坏结构，影响地下防水。

1.1.3、在地下水的浮力作用下产生的结构变形增大而开裂。有时设计刚度不足使底板产生向上弓起变形，这些弓起变形达到一定值时，板就会产生微小的径向裂缝，形成小的穿水通道。

1.2施工方面

1.2.1、当为结构砼为大体积时，由于措施不当，水泥水化热引起的硅过骤烈的温度升降变化造成硅裂缝，

1.2.2、由于地基沉降不均引起的结构局部缺陷。如沉降不均引起的底板的开裂或沉降不均产生的墙体受力改变产生的开裂，这些开裂形成的穿水通道；

1.2.3、施工前没有进行混凝土设计配合比抗渗性能试验(只作强度试验)，抗渗混凝土配合比不合理，影响实际抗渗性能；

1.2.4、施工缝留设不合理，出现凹搓；凿毛不规范，槽内清理不干净；二次浇灌时又不事先铺浆等，在施工缝处产生穿水通道；均造成抗渗性能下降而引起渗漏；

1.2.5、钢筋密集处或预埋件集中处，未作坍落度调整并采用细石硅，仍用一种粗骨料和坍落度，导致下料困难，振捣不及或振捣不实，引起这些部位出现蜂窝、孔洞，形成抗渗的薄弱部位；

1.2.6、地下室墙壁支模用的对拉螺栓和预埋穿墙套管，未在中间焊接止水环片，形成渗水通道。

1.2.7、泵送混凝土浇筑段的上层砂浆较厚，没有另加碎石振捣，致使施工缝处混凝土比重较轻，直接影响结构抗渗性能；

1.2.8、在做柔性防水施工时，由于混凝土基层面不干燥粘结不牢，易剥落、损坏；防水涂料涂刷不严密，不均匀、或有漏刷等。均能引起局部渗漏；

1.2.9、地下防水工程施工队伍素质差，操作不规范或选料质量不标准，达不到设计要求，影响抗渗性能和使用寿命；

1.2.10、在防水混凝土工程和附加防水层施工完毕后，未采取及时回填土等保护措施，造成千缩和温差而引起开裂；

1.2.11、由于下沉不均结构较大的开裂带动了柔性防水层的破坏；

1.2.12、设置安装需要穿过地下使结构的通道周围的漏水。防水层与套管的细部做法不当，使设备管与套管之间产生漏水通道主要是柔性防水层与套管结合不合理，或设备管道与套管之间不严密产生穿水通道；

2、保证防水工程质量几个主要环节

2.1、设计方面

2.1.1、在设计时应严格按照防水工程的相关设计规范，除考虑结构刚性防水外，还应考虑一至两道柔性防水；

2.1.2、对施工缝、后浇带、变形缝的设置和防渗要求要具体，能很好的指导施工；

2.1.3、设计部门各专业要很好配合，认真会签，发现预埋件遗漏或位置有误，即使改正，减少施工中的返工，破坏结构，影响地下防水；

2.1.4、设计时要考虑结构的刚度，防治因刚度不足使底板产生向上弓起变形，这些弓起变形达到一定值时，板就会产生微小的径向裂缝，形成小的穿水通道。

2.2、施工方面

2.2.1、保证防水混凝土质量的环节

如何保证防水混凝土的工质量，使混凝土不渗漏，在明确防水混凝土机理的前提下，要把握好如下几点：

2.2.1.1、严格控制水灰比

水灰比越大，硬化后的混凝土内毛细孔径越大，泌水现象越严重，混凝土的防水性能越低；水灰比过小，用水量太少，则施工混凝土时和易性差，施工操作困难。这样因拌合及浇捣不良而影响混凝土的密实性，使混凝土内部出现孔隙，同样降低了混凝土的抗渗性。

2.2.1.2、水泥用量

当水灰比确定之后，水泥用量直接影响着混凝土的抗渗性，足够的水泥用量是保证混凝土水泥砂浆和质量的关键环节。

2.2.1.3、选择最佳砂率

与普通混凝土相比，防水混凝土通常采用最佳砂率，因为水泥砂浆不但起粘结填充作用，而且还要形成一定厚度的砂浆保护层，这层砂浆保护层包裹在石子表面，并使石子颗粒相互离开一定距离，这样一方面使混凝土达到了最大密实度，另一方面又能切断混凝土结构内部毛细管道而提高抗渗性能。因此，砂率选择要得当。

2.2.1.4、合理选择外加剂

选择和使用外加剂时要熟悉外加剂生产厂提供新技术资料，以及产品

说明书。并以工程实际情况及所用材料(包括水泥、砂、石、水等)的性能，配比、用量、结合现场施工条件(施工方法，施工温度等)的要求，进行试验并以试验效果评定所选外加剂是否可以采用。

2.2.1.5、混凝土的搅拌、运输、浇筑、和振捣是防水混凝土施工质量的关键

混凝土的搅拌应严格按施工配合比，准确称量每种用料，投入搅拌机，搅拌时间应比普通混凝土略长，一般不少于2分钟；若掺入引气型外加剂，则搅拌时间约为2分钟至3分钟，不宜用人工搅拌。混凝土的运输过程中要防止产生离析现象及坍落度和含气量的损失，同时还要防止漏浆。混凝土浇筑前，应清除模板内的积水，木屑、铁丝、铁钉等杂物，并应使钢模保持其表面清洁无浮浆。

2.2.1.6、混凝土的养护

防水混凝土的养护对其抗渗性能影响极大，特别是早期湿润养护更为重要，一般在混凝土进入终凝时即应覆盖，浇水湿润养护不少于十四天。

2.2.1.7、做好施工缝的防水处理

无论采用哪种形式施工缝，为了使接缝严密，浇灌前对缝表面应进行凿毛处理，清除浮粒，并在继续浇灌混凝土前用水冲洗并保持湿润，铺上一层20-25毫米厚的水泥砂浆，其材料和灰砂比应与混凝土相同，并捣压密实后再继续浇灌混凝土。

2.2.2、保证柔性防水层施工质量的环节

地下室的柔性防水层的设置是必须的，并要保证完整和耐久。

2.2.2.1、材料运用，在材料的选择时一定要注意防水卷材的各性能指标是否满足要求，而且一定要是在网上备案的企业的产品；

2.2.2.2、施工队伍的选择，由于防水工程专业性很强，施工队伍必须具有防水施工资质，施工人员必须具有防水施工的上岗证；

2.2.2.3、卷材防水层基层为整体水泥砂浆找平层，基层表面应牢固、无松动现象、平整、清洁干净，阴阳角处，均应做成圆弧形或钝角；

2.2.2.4、铺贴卷材应符合《地下工程防水技术规范》(GBJ108-87)和《地下防水工程施工及验收规范》(GBJ208-83)等规范；

地下变电站工程 篇12

1 地下变电站智能辅助控制系统集成的总体结构

1.1 地下变电站简介

在经济发达的地区,由于城市中心土地资源紧张、征地拆迁费用昂贵,因此采用地下变电站来解决这些问题不失为一个好的途径和思路[2,3]。地下变电站一般采用室内全封闭式组合电气设备,220kV和500kV电压等级的超高压地下变电站将成为大城市变电站发展的趋势。

为保证地下变电站安全可靠地运行,同时使地下变电站成为环境友好型、资源节约型的典范,并使地下变电站与商业区、居民区相依存,与城市发展相协调,必须保证有安全可靠的消防系统、给排水系统,高效节能的通风系统、空调系统和门禁系统等大量的工业辅助设备来保障变电站的安全运行[4]。这些系统由不同专业的承包商提供并安装,自动化程度不一且相互间缺乏紧密的协调和统一,需要一个智能辅助控制系统作协调。

1.2 智能辅助控制系统的构架

地下变电站智能辅助控制系统是将地下变电站现有的独立辅助工业系统通过传感器、射频识别(RFID)、全球定位系统(GPS)、自组织网络、传感器网络、短距离无线通信等进行运行状态的感知,通过以太网等将信息的传送至集控中心,实现信息的存储、数据的挖掘、应用的决策等功能,最终提供综合信息的分析应用。

地下变电站智能辅助控制系统主要由以下子系统构成:视频监控系统、安防系统、消防报警系统、照明系统、环境监测系统、设备状态监测等,其构架如图1所示。

1) 视频监控系统。

通过远程图像直观显示电力设备现场运行的情况,以便监控设备的安全运行状态。

2) 安防系统。

主要由电子围栏、红外对射、震动传感器、门禁系统等组成,负责地下变电站周边与设备的安全防范。安防系统通过对围墙、大门、窗户进行监视和入侵探测,对变电站全站进行监控及时发现非法入侵事件,以保障地下变电站周边环境安全,以及变电站空间范围内的建筑与设备安全。

3) 消防报警系统。

通过烟雾传感器等接收火警信号,并启动自动灭火装置或火灾隔离措施,同时把信号上传,消防报警系统将自动弹出报警窗口,监控人员根据相关信息采取人工措施。

4) 照明系统。

针对各房间内灯具进行远程管理,提高节能效率,同时配合视频监控消除房间内因光线不足而造成视频画面不清晰的状况。

5) 环境监测系统。

主要是对SF6气体、温度、湿度、水位等进行在线监测,实现空调、除湿机的自动控制,对所监视的对象实时告警。

6) 降雨量监测。

通过加装智能气象站,监控雨量的变化启动水泵的抽水,并伴随相应的告警信息。

7) 震动监测。

在地下变电站墙面加装震动传感器通过模块接入系统,监测变电站内震动情况。

8) 站用电的应急。

主要为实现直流/交流(DC/AC)双电源保障,在地下变电站的站用电突然断电时,能及时切换至应急电源,启用备用直流电源,不影响整个系统的运转。

9) 设备状态监测。

主要是对开关柜内部环境温湿度、开关状态指示仪、高压带电显示器等设备状态监测。

10) 变压器冷却水温监测。

通过监测变压器的循环冷却水,保证水温不超限,确保主变压器运行正常。

2 物联网的概念及构架

所谓物联网目前较为认可的定义为[5,6]:物联网是通过RFID、红外感应器、GPS、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议把物品与网络连接起来进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的核心是实现事物(包含人)之间的互联,从而能够实现所有事物之间主动的信息交换和通信。事物的信息通过网络传输到信息处理中心后可实现各种信息服务和应用,将成为未来社会经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施,也关系到未来国家物理基础设施的安全利用。

物联网的基本结构可分为感知延伸层、网络层、业务和应用层,如图2所示。

1) 感知延伸层是物联网的一种末梢网络和感知延伸网。它是由多个传感器、数据处理单元和通信单元组成的节点,为物联网提供事物的连接和信息的感知,主要实现物体的信息采集、捕获和识别。感知延伸层的关键技术包括传感器、RFID、GPS、自组织网络、传感器网络、短距离无线通信等。感知延伸层必须解决低功耗、低成本和小型化的问题,并且向灵敏度更高、更全面的感知能力方向发展。

2) 网络层主要进行信息的传送,是物联网信息的基础承载网络。网络层包括接入网和核心网。接入网为物联网终端提供网络接入功能、移动性管理等,包括各种有线接入和无线接入等。核心网是基于IP的统一、高性能、可扩展的网络,支持异构接入以及终端的移动性,在很大程度上基于已有的电信网和互联网。现有各种通信网是针对各自的客户目标而设计,因此形成了目前多种异构网络并存的局面。物联网中有多种设备需要接入,因此物联网必须是异构泛在的。由于物体可能是移动的,因此物联网的网络层必须支持移动性,从而实现无缝透明接入。

3) 业务和应用层实现信息的存储、数据的挖掘、应用的决策等,最终提供信息业务和应用。业务和应用层涉及海量信息的智能处理、分布式计算、中间件、信息发现等多种技术。

3 地下变电站智能辅助控制系统集成中的物联网关键技术

地下变电站智能辅助控制系统的构成多样性和异构性使得很多站用辅助设备依然是各自独立的,不具备与控制主机、管理主机进行智能交流的孤立的自动化装置。利用物联网技术可以实现这些信息的多维度融合以及上下级的交互。

3.1 物联网的标识技术应用于各采集系统

物联网的标识技术涉及前端数据的采集与物体的身份识别,是实现物联网的核心关键技术之一。标识技术能使各感知节点既能采集物体本身的有关信息,也能探测、存储、处理乃至融合各种与物体相关的信息,从而向物联网提供事物的连接性和各种关联信息。目前,随着技术的进步和物联网概念的发展,利用微电子技术、嵌入式技术、近距离通信技术、传感器技术和智能标签技术等使得感知节点能够智能地感知物体与环境并对其进行通信、处理和控制。通过地下变电站的烟雾、水温、震动等传感器和RFID系统可感知各工业辅助系统和设备的工作状态,并将其检测的信息的综合分析结果形成整体判断上报,这为地下变电站的故障识别和处理提供科学依据。采暖通风系统信息采集集成传输示意图见图3。

3.2 智能辅助控制系统的异构融合网络平台层

网络的异构性主要表现在:①不同的无线频段特性导致的频谱资源使用的异构性;②不同的组网接入技术所使用的空中接口及相关协议的差异性和不可兼容性;③业务的多样化;④终端的多样化;⑤不同运营商所实施的不同的运营管理策略。以上5个方面交叉联系相互影响构成了末端接入网络的异构性[7]。

地下变电站智能辅助控制系统的异构融合网络的主要策略是在现有的变电站调度自动化通信网络的基础上融合相应的个性服务。所谓融合是对不同系统间共性的整合,具体指各种异构网络与变电站调度自动化通信网络的融合。而协同则是对不同系统间个性的整合,具体指在变电站调度自动化通信网络中的各个接入子网通过彼此之间的协同实现共存、竞争与协作以满足业务和应用需求。不同通信网络的融合是为了更好地服务于异构通信网络的协同。协同技术是实现多网融合及无线服务的泛在化、高速化和便捷化的必然选择,也是未来的物联网频谱资源共享亟待解决的问题。包含智能辅助控制系统的地下变电站的整体运行框架如图4所示。

3.3 地下变电站业务的智能处理

在地下变电站的各智能辅助控制系统之间,及其与变电站调度自动化系统之间的业务支持和业务的复杂合成,是地下变电站智能辅助控制系统集成的高级应用,它涉及对低层信息的提取、综合应用以及智能分析技术。例如,形成设备室的温湿度监视与相关空调通风设备的联动;发生火灾、事故排烟及SF6气体泄漏等事故工况时的烟雾检测与保护联锁的联动;变压器冷却水温的检测与补水流量的联动;变电站辅助设备交流失电与自动备用电源启用的联动;设备运行状态检测与设备故障的联动等。这些问题涉及以下业务的智能处理:①海量信息智能处理和数据存储理论;②基于海量信息的高效计算模型与智能化分析学习机理的研究,解决动态时空信息描述与一致性控制机制;③考虑环境等因素的变电站设备的智能故障分析;④整合和分析海量信息并提供智能服务的方法;⑤对异构和并发服务的大规模数据存储面临的高效性、安全性、可靠性、低能耗等问题的研究。

4 实例分析

本次设计的成果在某110kV变电站进行了安装试运行,该系统主要由智能信息综合监控软件、辅助功能智能信息及控制平台,以及一系列外围传感器构成,完成了变电站各种类型辅助数据的统一整合,实现了以下主要功能。

1) 主控室温湿度、氧气浓度、SF6气体浓度、门禁信号等变电站辅助信号的采集。

2) 门禁信号与照明灯的联动。当有门禁信号产生时,系统根据所生成的遥信信息与控制出口进行联通,实现照明灯的开启与关闭功能。

3) 风机与环境温度的联动。当环境温度达到所设定的联动限值时,系统启动风机进行排风,待环境温度下降到限值以下后,风扇自动停止运行。

4) 建立智能辅助控制信息及控制平台,实现与智能监控软件、氧气传感器、SF6传感器的正常通信。

5) 上下限设置和报警功能,并能生成相关的虚遥信。

6) 实时数据的显示功能。

5 结语

地下变电站将通过数字化变电站的建设,利用先进的物联网技术,使通信平台网络化、信息共享标准化,实现工业辅助设备信息的采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,实现智能辅助控制系统的联动控制,形成基于异常告警、设备的闭环控制联动和系统响应联动的智能化的处理过程。这将为整合变电站自动化系统、一次设备状态监测系统及智能辅助系统,将其功能融入一体化信息平台,实现全景数据监测与高级应用功能奠定基础。

摘要：地下变电站的智能辅助系统是地下变电站运行的重要保障。介绍了物联网的概念与构架,提出基于物联网的地下变电站智能辅助控制系统的整体设计构架,对物联网的关键技术作了详细分析,并在一个实际的地下变电站安装了相应的控制系统,验证设计的合理性和科学性。

关键词：地下变电站,物联网,智能辅助控制系统

参考文献

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