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​變電站豎向布置設計
2017-11-29 16:32:01  作者:  來源:中國設計師網  
  •   豎向布置是變電站總布置設計中一個重要組成部分,主要任務有:改造建設場地的自然然地形,對場地的地面高程進行堅直方向的規劃設計。選擇适宜的場地标高和坡度.使改造後的場地能适應和滿足變電站電氣設備布置,各項建構築物的修建需要,有利于地面雨水的迅速排除,并滿足電氣生産工藝、交通運輸道路及地上地下管線敷設要求,為建構築物基礎和地下管線的埋深能充分利用良的工程地質創造有利條件,同時應力求土石方和人工支護、護坡工程量最少,填挖方量平衡.達到節約投資、加快工程項目建設進度的目的。
    關鍵字: ​變電站

  一、主要任務

  豎向布置是變電站總布置設計中一個重要組成部分,主要任務有:改造建設場地的自然然地形,對場地的地面高程進行堅直方向的規劃設計。選擇适宜的場地标高和坡度.使改造後的場地能适應和滿足變電站電氣設備布置,各項建構築物的修建需要,有利于地面雨水的迅速排除,并滿足電氣生産工藝、交通運輸道路及地上地下管線敷設要求,為建構築物基礎和地下管線的埋深能充分利用良的工程地質創造有利條件,同時應力求土石方和人工支護、護坡工程量最少,填挖方量平衡.達到節約投資、加快工程項目建設進度的目的。

  二、設計内容

  豎向布置的主要設計内容有以下幾個方面:

  1 )考慮洪水水位或内澇水位對站址的影響及相應的防洪處理方案,使站址不受洪水水位或内澇水位影響。

  2)考慮進站道路、站内道路的标高及坡度,使其滿足工藝布置、交通運輸及運行檢修要求。

  3 )根據自然地形條件,确定合理的堅向布置方式(平坡式、階梯式、混合式)。

  4 ) 确定合理的站區場地排水方式,使地面雨水迅速排除。

  5)确定合理的站區場地平整設計标高,使土石方工程量最少。

  三、豎向布置方式

  豎向布置設計中應綜合考慮洪水水位、自然地形、工藝要求、站區總平面布置格局、交通運輸、雨水排放、土(石)方工程量等因素。豎向布置方式一般有3種:平坡式、階梯式和混合式。3種豎向布置方式各有特點:

  1 )平坡式豎向布置。不同場地之間的交通聯系及設備吊裝檢修方便,此種布置方式在地勢較為平坦區域最為常見,但在自然地形變化較大的區域, 土(石)方、擋土牆、護坡工程量及用地面積較大。

  2)階梯式豎向布置。站區自然地形坡度在5%-8% ,且原地形有明顯的坡度時,站區豎向布置宜采用階梯式布置。階梯式布置有利于節省土(石) 方工程量及用地面積,但站内銜接處需設擋土牆, 合階之間交通聯系及管線敷設條件較差,配電裝置場地中設備吊裝檢修不便。

  3)混合式豎向布置。混合式布置又分為平坡+斜坡布置方式及平坡+台階布置方式。混合式能有效節省土方工程量和用地面積,不同場地間的交通聯系方便,管線敷設及配電裝置場地中設各吊裝、檢修方便 。

  階梯式和混合式豎向布置方式應滿足工藝及站區建(構)築物的布置要求,便于運行、檢修、設各運輸和管溝敷設,并盡量保持原有地形 。

  在平原地區,地勢較為平坦,豎向布置一般采用平坡式布置,而在山區,自然地形變化較大,綜合考慮土(石)方、擋土牆及護坡工程量等因素,豎向布置可考慮采用階梯式或混合式布置方式。

  在自然地形變化較大的情況下,階梯式布置比平坡式布置土(石)方工程量更省。

  需要注意的是,階梯式豎向布置重點在于台階的劃分和台階高差的确定,台階的劃分遵循以下原則.

  1)按生産區劃分合階,這樣便于生産、運輸和管線敷設。對于變電站來說,一般按戶外配電裝置場地等分為2-3個合階。

  2)台階縱軸順應等高線布置,台階之間的連接處注意地質條件是否滿足要求;對于變電站來說應分别保證進線及出線架構位于同一個高程的台階内,以滿足電氣設各安裝和運行安全。

  3)合階數量、寬度及高度應适當。在台階式布置中,台階寬度及高度是決定場地土方量及整體經濟效益的重要因素,對于台階的寬度及高度的确定以定性和定量結合的方法,以填挖方平衡且土方總量最小為目标,尋求滿足規範及經驗要求,同時又使填挖方平衡且土方總量最小的台階高度及寬度。

  混合式豎向布置能有效的減少站區土(石)方、擋土牆及護坡的工程量,減少站外征地面積,從而減低工程造價,減少建站對周邊環境的影響,對建設“資源節約型、環境友好型”變電站具有很好的經濟實踐意義。

  四、布置要求

  4.1一般規定

  4.1.1變電站的站區場地設計标高應根據變電站的電壓等級确定。洪水水位是變電站場地設計标高确定的先決條件。220kV 樞紐變電站及 220kV 以上電壓等級的變電站, 站區場地設計标高應高于頻率為 1%(重現期, 下同) 的洪水水位或曆史最高内澇水位; 其他電壓等級的變電站站區場地設計标高應高于頻率為 2%的洪水水位或曆史最高内澇水位。 當站區場地設計标高不能滿足上述要求時, 可區别不同的情況分别采取以下三種不同的措施:

  1)對場地标高采取措施時, 場地設計标高應不低于洪水水位或曆史最高内澇水位。

  2)對站區采取防洪或防澇措施時,防洪或防澇設施标高應高于上述洪水水位或曆史最高内澇水位标高 0.5m。

  3)采取可靠措施, 使主要設備底座和生産建築物室内地坪标高不低于上述高水位。 沿江、 河、 湖、 海等受風浪影響的變電站, 防洪設施标高還應考慮頻率為 2%的風浪高和 0.5m 的安全超高。

  在變電站豎向設計中,當站區場地不滿足洪水水位或内澇水位要求時,一般采取外購土(石)方墊高站址方案,或在站址周邊修改防洪提(渠)方案。

  4.1.2變電站站内場地設計标高宜高于或局部高于站外自然地面,以滿足站區場地排水要求。

  4.1.3站區豎向布置應合理利用自然地形, 根據工藝要求、站區總平面布置格局、 交通運輸、 雨水排放方向及排水點、 土(石) 方平衡等綜合考慮, 因地制宜确定豎向布置形式, 盡量減小邊坡用地、 場地平整土(石) 方量、 擋土牆及護坡等工程量,并使場地排水路徑短而順暢。

  1)站區豎向布置一般應考慮站内外(包括進站道路、基槽餘土、防排洪設施等) 挖填土(石) 方綜合平衡的前提下, 宜使站區場地平整土(石) 方量最小。

  2)山區、丘陵地區變電站的豎向布置,在滿足工藝要求的前提下應合理利用地形,适當采用階梯式布置,盡量避免深挖高填并确保邊坡的穩定。

  4.1.4位于膨脹土地區的變電站,其豎向設計宜保持自然地形,避免大挖大填; 位于濕陷性黃土地區的山前斜坡地帶的變電站, 站區宜盡量沿自然等高線布置,填方厚度不宜過大。

  4.1.5擴建、改建變電站的豎向布置,應與原有站區豎向布置相協調,并充分利用原有的排水設施。

  4.2設計标高的确定

  4.2.1變電站建築物室内地坪應根據站區豎向布置形式、工藝要求、場地排水和土質條件等因素綜合确定。

  1)建築物室内地坪應不低于室外地坪 0.3m。

  2)在濕陷性黃土地區,多層建築的室内地坪應高出室外地地坪 0.45m。

  4.2.2場地設計綜合坡度應根據自然地形、 工藝布置(主要是戶外配電裝置形式)、土質條件、排水方式和道路縱坡等因素綜合确定,宜為 0.5%~2%,有可靠排水措施時,可小于 0.5%,但應大于 0.3%。局部最大坡度不宜大于6%,必要時宜有防沖刷措施。 戶外配電裝置平行于母線方向的場地設計坡度不宜大于 1%。

  4.2.3站内外道路連接點标高的确定應便于行車和排水。站區出入口的路面标高宜高于站外路面标高。否則,應有防止雨水流入站内的措施。

  4. 3邊坡及擋土牆

  4.3.1站區自然地形坡度在 5%~8%以上,且原地形有明顯的坡度時,站區豎向布置宜采用階梯式布置(大型變電站場地面積大,宜取下限值,反之取上限值)。

  4.3.2階梯的劃分應滿足工藝和建(構)築物的布置要求,便于運行、檢 修、 設備運輸和管溝敷設, 并盡量保持原有地形。 台階的長邊宜平行自然等高線布置,并宜減少台階的數量。

  4.3.3 邊坡坡度應按岩土的自然穩定傾角确定,坡面應作護面處理,坡腳宜設排水溝; 擋土牆牆背應做好防排水措施, 在洩水孔進水側應設置反濾層或反濾包。 位于膨脹土地區的擋土牆高度不宜大于 3m。

  4.3.4台階坡頂至建(構)築物的距離,應考慮建(構)築物基礎側壓力對邊坡、 擋牆的影響。 位于穩定土坡坡頂上的建築, 當垂直于坡頂邊緣線的基礎底面邊長小于或等于 3m 時,其基礎底面外邊緣線至坡頂的水平距離 a(見圖4)應符合式(4−1)和式(4 −2)的要求,但不得小于 2.5m。

  

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  當基礎底面外邊緣線至坡頂的水平距離不滿足式(4− 1) 和式(4−2)的要求時,可根據基底平均壓力按 GB 50007《建築地基基礎設計規範》的規定确定基礎距坡頂邊緣的距離和基礎埋深。當邊坡坡角大于 45°、坡高大于 8m 時,應按 GB 50007《建築地基基礎設計規範》中的規定驗算坡體穩定性。坡頂至建(構)築物的距離,應考慮工藝布置、交通運輸、電纜豎井等要求。最小寬度應滿足建築物的散水、開挖基槽對邊坡或擋土牆的穩定性要求,以及排水明溝的布置,且不應小于 2m。膨脹土地區布置在挖方地段的建(構) 築物外牆至坡腳支擋結構的淨距離不應小于 3m。填方區圍牆基礎底面外邊緣線至坡頂線的水平距離可采用 1.5m~2m。

  4.3.5坡腳至雨水明溝之間,對砂土、黃土、易風化的岩石或其他不良土質, 應設明溝平台, 其寬度宜為 0.4m~1.0m, 如邊坡高度低于 1m 或已作加固處理,可不設平台。

  4.3.6場地挖方坡率允許值應根據工程地質勘察報告中描述的地質條件和設計邊坡高度确定。

  1)土質開挖邊坡的坡率允許值應根據經驗,按工程類比的原則并結合已有穩定邊坡的坡率值分析确定。 當無經驗, 且土質均勻良好、 地下水貧乏、 無不良地質現象和地質環境條件簡單時,可按下表确定(表4.3.6−1)。

  

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  2)在邊坡保持整體穩定的條件下,岩質邊坡開挖的坡率允許值應根據實際經驗, 按工程類比的原則并結合已有穩定邊坡的坡率值分析确定。 對無外傾軟弱結構面的岩質邊坡,其邊坡坡率允許值可按下表确定(表4.3.6−1)。

  

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  4.3.7 填方區壓實填土的邊坡允許值,應根據其厚度、填料性質等因素,并結合地區經驗,按下表 的數值确定。

  

4.PNG

 

  4.3.8下列邊坡的坡率允許值應通過穩定性分析計算确定:

  1)坡高超過表4.3.6−1 和表4.3.6−2 範圍的邊坡。

  2)土質較軟的邊坡。

  3)坡頂邊緣附近有較大荷載的邊坡。

  4)地下水比較發育或有外傾軟弱結構面的岩質邊坡。

  5)邊坡下有不良地質條件的邊坡。

  4.3.9當邊坡表層有積水濕地、地下水滲出或地下水露頭時,應根據實際情況設置相應的導排水措施。

  4.4場地排水

  4.4.1場地排水應根據站區地形、地區降雨量、土質類别、站區豎向及道路布置,合理選擇排水方式,宜采用地面自然散流滲排、雨水明溝、暗溝(管)或混合排水方式。

  4.4.2戶外配電裝置場地排水應暢通,對被高出地面的電纜溝、巡視小道攔截的雨水,宜采用排水渡槽或設置雨水口并敷設雨水下水道方式排除。

  4.4.3采用雨水明溝排水時,排水明溝宜沿道路布置,并應減少交叉,當必須交叉時宜為正交, 斜交時交叉角不應小于 45°。 明溝宜作護面處理。 明溝斷面及形式應根據水力計算确定。 明溝起點深度不應小于 0.2m, 明溝縱坡宜與道路縱坡一緻且不宜小于 0.3%,濕陷性黃土地區不應小于 0.5%。當明溝縱坡較大時,應設置跌水或急流槽,其位置不宜設在明溝轉彎處。

  4.4.4當采用雨水下水道排水系統時,雨水口應位于彙水集中的地段,雨水口形式、 數量和布置應按彙水面積範圍内的流量、 雨水口的洩水能力、 道路縱坡、路面種類等因素确定。雨水口間距宜為 20m~50m,當道路縱坡大于 2%時,雨水口間距可大于 50m;當道路交叉口為最低标高時,應增設雨水口。

  4.4.5當采用部分散流排水時,僅在排水側圍牆下部留有足夠的排水孔,排水孔宜設防護網, 多雨地區在設有排水孔的站外側尚應有妥善的排水和防沖刷設施。

  4.4.6山區變電站擋土牆或邊坡坡頂應根據需要設置有截水溝或洩洪溝(見下圖)。截水溝至坡頂的距離不應小于 2m,當土質良好、邊坡較低或對截水溝加固時,該距離可适當減少。截水溝不應穿越站區。

  

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  4.4.7挖方區有彙水面積時坡腳宜設截水溝。

  4.4.8站區雨水宜自流排放,當無條件自流時應設雨水泵房采用強排水。

  4.5土(石)方工程

  4.5.1站區土(石)方量宜達到挖、填方總量基本平衡,其内容包括:站區場地平整、建(構)築物基礎及地下設施基槽餘土、站内外道路、 防排洪設施等的土(石)方工程量。當進站道路較長時,應首先考慮自身的土方平衡,盡量避免和減少土方的二次倒運。當站區土(石) 方量受條件限制不能平衡時,應選擇合理的棄土或取土場地,并應考慮複土還田的可能性。位于山區和丘陵地區的變電站, 當出現土方和石方時應分别計列并列出土石比例。

  4.5.2站區場地平整地表土處理應符合下列要求:

  1)站區場地表土為耕植土或淤泥,有機質含量大于 5%時,必須先挖除後再進行回填。該層地表土宜集中堆放, 覆蓋于站區地表用作綠化或複土造田,可計入土方工程量。

  2)當填方區地表土土質較好, 有機質含量小于 5%時, 應将地表土碾壓(夯)密實後再進行回填。

  4.5.3場地平整填料的質量應符合有關規範要求,填方應分層碾壓密實,分層厚度為 300mm 左右,場平壓實系數不小于 0.94。 濕陷性黃土場地,在建築物周圍 6m 内應平整場地,當為填方時,應分層夯(或壓)實,其壓實系數不得小于 0.95;當為挖方時,在自重濕陷性黃土場地,表面夯(或壓)實後宜設置 150mm~300mm 厚的灰土面層,其壓實系數不得小于0.95。

  4.5.4站區場地平整範圍,當擋土牆兼做圍牆基礎時,以站區圍牆為界;當站外設置邊坡時,應分别平整至挖方坡頂和填方坡腳。

  4.5.5 土(石)方挖方應考慮松散系數,松散系數應通過現場試驗确定。

  4.5.6土方填方應考慮場地地表耕植土壓實後的壓縮系數,其計算厚度一般為300mm~500mm,壓縮系數應通過現場試驗确定。

  4.5.7在濕陷性黃土地區,填方應考慮黃土壓實後的壓縮系數,可根據現場試驗或工程經驗确定。

  

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  4.6進站道路

  站址所在區域的自然地形對進站道路的修建影響較大,變電站的進站道路應滿足坡度和大件運輸轉彎半徑的要求,一般地區最小轉彎半徑不小于15m, 山嶺重丘為30m,平原微丘為100m。最大限制縱向坡度應能滿足大件設備運輸的爬坡要求,一般為6%,在山嶺、重丘區,四級廠房道路的最大縱向坡度可增加1%,最大允許縱向坡度為10%。

  在平原地區,進站道路對站區場地的設計标高影響較弱,進站道路縱向坡度一般較平緩;山區和丘陵地形則影響較大,進站道路的轉彎半徑、縱向坡度則直接影響到進站道路的長度、站址的最終定位以及站區場地的設計标高。如站址所在區域地勢變化較大,排除洪水水位的先決因素,在考慮進站道路的最大允許縱向坡度的情況下,變電站站址的定位及站區場地的設計标高可能會取決于進站道路因素,變電站也會因此無法按挖、填方總量基本平衡的原則确定場地設計标高。

  在實際工程中,如出現變電站隻能按最大允許縱向坡度确定站區場地設計标高的情況,可能由此導緻變電站總土(石)方、擋土牆及護坡工程量、征地面積等相應增大,造成整個變電站土建建設費用比例較大,增大項目投資,在地形較複雜的山區、丘陵地區,站址選擇應充分考慮進站道路的允許坡度問題,避免出現因進站道路允許坡度問題颠覆站址情況,造成不必要的人力物力浪費。

  

畫面2--800mm×900mm(高)燈箱585.jpg

 

  來源:輸變電工程設計 作者:小5

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