廊坊灘里220kV變電站防洪墻設計

廊坊灘里220kV變電站防洪墻設計摘要]由于土地資源有限，國家對土地資源、環(huán)境保護等要求越來越高，變電站建設征地越來越困難，取土資源越來越匱乏，甚至部分地區(qū)變電站建設根本無土可取，土源問題在部分變電站設計中已成為制約變電站建設的重要因素。

[關鍵詞]廊坊灘里；220kV；變電站；防洪墻設計

1.工程概況

1.1工程建設規(guī)模

建設2臺240MVA主變壓器以及各級配電裝置。主控樓、220及110kV配電裝置室本期一次規(guī)劃建成，110、220kV均采用雙母線接線。站內(nèi)的水工構筑物本期一次規(guī)劃建成。

1.2站址概況

廊坊灘里220kV變電站工程，位于廊坊市文安縣灘里鎮(zhèn)，西鄰廊坊~泊頭公路。站址區(qū)域地貌單元為海河流域大清河、子牙河沖積平原，站址及附近地形平坦，地面標高在2.9-3.1m。文安縣附近沒有可取的土體資源，如要取土，只能破壞附近農(nóng)田，且土方費用造價極高，購土費用約為30~80元/m3，且不能保證大規(guī)模集中供應，土體資源匱乏。

1.3工程地質(zhì)

站址區(qū)域地貌單元為沖積平原，地層為第四系沖洪積、湖積的粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂。站址屬地震構造穩(wěn)定區(qū)；站址區(qū)域無不良地質(zhì)作用；地基承載力特征值fak=160kPa。

1.4水文氣象

文安縣曾在歷史上和現(xiàn)在都是分洪區(qū)和滯洪區(qū)，整個區(qū)域地勢極為低洼，人稱“文安洼”。洼內(nèi)地勢西南高，東北低，地面坡降為1/8000。根據(jù)《文安縣防汛手冊》，文安洼蓄滯洪區(qū)的啟用標準為20年一遇洪水，設計運用標準為50年一遇洪水，據(jù)當?shù)厮块T提供的百年一遇滯洪位水為6.5m。

2站址防洪方案設計

為了確保變電站長期安全運行，按照《變電站總布置設計技術規(guī)程》（DL/T5056-2007）規(guī)定，220kV樞紐變電站及220kV以上電壓等級的變電站，站區(qū)場地設計標高應高于頻率為1%（重現(xiàn)期）的洪水位或歷史最高內(nèi)澇水位；其他電壓等級的變電站站區(qū)場地設計標高應高于頻率2%的洪水位或歷史最高內(nèi)澇水位。

2.1防洪設計標準

（i）采取措施抬高場地標高時，場地設計標高應不低于洪水位或歷史最高內(nèi)澇水位。

（ii）對站區(qū)采取防洪或防澇措施時，防洪或防澇設施標高應高于上述洪水位或歷史最高內(nèi)澇水位0.5m。

（iii）采取可靠的措施，使主要設備底座和生產(chǎn)建筑物室內(nèi)地坪標高不低于上述高水位。

2.2方案比選

本工程為220kV樞紐變電站，應高于頻率為1%（重現(xiàn)期）的洪水位或歷史最高內(nèi)澇水位，結(jié)合防洪設計標準可采用的防洪措施有如下幾種方案：

（a）填土方案：外購土方、大面積回填，使場地標高滿足防洪澇要求。

（b）防洪墻方案：為滿足防洪要求，在變電站圍墻外設置防洪墻。

（c）架空平臺方案：設置常規(guī)鋼筋混凝土框架結(jié)構平臺，變電站設置于平臺上，平臺高度不低于內(nèi)澇或洪水水位。

架空平臺方案投資較大，結(jié)合本工程的地質(zhì)地形等條件，比選方案推薦防洪墻方案和填土方案。防洪墻方案：在變電站圍墻位置沿周邊布置鋼筋混凝土防洪墻，高于百年一遇內(nèi)澇水位0.5m，同時防洪墻又兼作變電站的圍墻；填土方案：采取填土措施抬高場地標高，高于百年一遇洪水位0.1m。

2.2.1防洪墻方案

場地自然標高按平均3.0m考慮，百年一遇洪水位標高6.5m，防洪墻頂設計標高7.0m；考慮站內(nèi)余土不外棄，且檢修運行方便，站內(nèi)場平設計標高為4.5m；防洪墻與站區(qū)圍墻合二為一。

防洪墻采用鋼筋混凝土懸壁式防洪墻形式。其穩(wěn)定和墻身設計按《建筑地基基礎設計規(guī)范》及《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》中有關公式計算，受力工況主要有兩種：Ⅰ、無洪水時，主要所受外力為防洪墻內(nèi)土的側(cè)壓作用，車輛運輸荷載，以及風壓作用；Ⅱ、百年洪水時，主要所受外力為防洪墻內(nèi)土的側(cè)壓作用、洪水的側(cè)壓，以及風壓作用。經(jīng)計算，防洪墻斷面如圖1所示。

圖1防洪墻結(jié)構斷面圖

該方案需購土25000m3，鋼筋混凝土防洪墻混凝土量約2380m3，圍墻外保護用地寬度2.0m，占地約1316m2。

2.2.2填土方案

場地自然標高按平均3.0m考慮，百年一遇洪水位標高6.5m，站內(nèi)場平設計標高6.6m；填土高度3.6m，據(jù)調(diào)查，文安地處平原，塊石采購運輸價格較高，邊坡采用坡率法，坡率1：1.5，采用拱形植草護坡；圍墻采用2.3m高實體圍墻。

該方案需購土80000m3，拱形護坡工程量約4935m2，圍墻外保護用地寬度7m，占地約4606m2，2.3m高實體圍墻658m。

2.2.3經(jīng)濟技術比較

由上表可以看出

（1）防洪墻方案較填土方案節(jié)約占地3290m2，約5畝，若每畝征地按20萬元計算，征地費用節(jié)約約100萬元；

（2）防洪墻方案減少購土約55000m3，若每方購土按50元計算，費用節(jié)約約275萬元；

（3）防洪墻方案相比填土方案，邊坡及圍墻部分增加費用約100萬元；

（4）由以上比較得出防洪墻方案總體投資較填土方案節(jié)約275萬元。

由經(jīng)濟比較可以看出，填土方案總投資高于防洪墻方案；且由于站址填土較高，護坡、擋土墻、站外道路放坡等占地面積增大，加大了變電站總征地面積；變電站位于3m多高人工填造的土臺上，與當?shù)丨h(huán)境極不協(xié)調(diào)，不利于大件運輸及與周邊路網(wǎng)的銜接。綜上，本工程推薦采用防洪墻方案。

3.進站大門防洪設計

變電站進站大門可采用３種方案：方案一：將進站大門處標高抬高至防洪墻頂標高，所外道路從站外放坡至防洪墻頂，再從防洪墻頂放坡至站內(nèi)，此方案防洪效果最佳，但因進站道路需要放坡，需增加站內(nèi)外占地面積及土方量，對站內(nèi)豎向布置影響較大。方案二：采用普通鋼大門并在門口放置沙袋等防洪設施，阻止洪水進站，也能達到防洪目的。方案三：采用特種防水閘門，阻止洪水進站，據(jù)考察，一個６ｍ寬的閘門的造價為2000萬元左右，造價昂貴。綜合以上分析，普通鋼大門＋沙袋方案既不增加占地面積，又能滿足防洪要求，經(jīng)濟造價低廉，推薦采用鋼大門＋沙袋方案。

變電站大門封閉措施，可采用臨時封閉及永久封閉兩種方案。

3.1臨時封閉措施

百年一遇洪水條件下，進站大門采用立放槽鋼封堵，槽鋼間采用砂包填實。沙袋、槽鋼等封堵材料平時放置于站內(nèi)工具間，并于變電樓南側(cè)大門位置附近設置沙池，材料使用單人均可操作，方便快捷。

3.2永久封閉措施

在進站大門外設置坡長50m、坡度8%的縱坡