辛侨

【摘 要】结合某500kV变电站工程设计实例，通过经济技术比较，浅析台阶布置与高架桥方案在丘陵地区变电站土建优化设计中的应用。

【关键词】变电站；高架桥；高边坡；台阶布置；

1、 概述

随着电网建设的快速发展，土地资源的日益紧缺，变电站站址选址愈发困难，越来越多的变电站建造在山坡或丘陵上。依据站址土方平衡原则，建造在山坡和丘陵上的变电站站址设计标高会比周围场地高，变电站的站区和进站道路土方开挖及回填工程量巨大，同时形成深填方区和高边坡。对于深填方区，通常采用分层碾压加强夯处理，对于高陡的填方边坡，通常采用扶壁式挡土墙联合填筑加筋土等方案，对地基承载力要求较高，通常也需经过地基处理方能修筑边坡。上述方案施工工期长，造价较高，因此土建方案优化设计尤为重要。

本文将结合某500kV变电站工程设计实例，通过经济技术比较，浅析台阶布置与高架桥方案在丘陵地区变电站土建优化设计中的应用。

2、 工程优化分析

2.1 工程概况

某500kV变电站位于广东省云浮市，站址属丘陵地貌，地势整体中间高四周低，微地貌由一剥蚀残丘及冲沟组成，冲沟位于场地的东西两侧，近南北走向。场地地形起伏较大，现地面高程38～98m，最大相对高差约60m。场地平整采取就地土方平衡原则，竖向布置采用多台阶场地方案，依据站区总体规划布置图，从站址东南侧新建长594m的进站路与站址东南侧乡村公路连接。

2.2 竖向布置优化方案

根據系统规划、规模和电气布置方案，考虑了水土保持、土方平衡原则、站址处百年一遇水位为42.4m，合理确定场地设计高程。站址地势东南高西北低，场地地形起伏较大。根据站址地形及土方平衡原则，兼顾现场进站道路，站址竖向布置可采用平坡式、台阶式两种布置方式。

两种布置方式经济指标对比见表1。通过对比，台阶式布置方式的变电站节约占地面积，减少土方开挖及回填，降低边坡工程量。综合比较后，本工程采用台阶式布置方案，比平坡式布置节省费用184.4万。

表1 经济指标对比表

序号 项目 单位 数量 费用 备注

台阶式布置（3个台阶），场地设计标高77.5m、79.5m、82.5m 平坡式布置，场地设计标高79.4m 单价（元） 台阶式布置合计（元） 平坡式布置 合计（元）

1. 变电站站区用地面积 m2 80917 85030 台阶式布置占地面积小

2. 站区围墙内占地面积 m2 45165 44145 225 10162125 9932625 平坡式布置围墙内面积小

3. 站区边坡及挡墙占地面积 m2 35752 40885 180 6435360 7359300 台阶式布置边坡及挡墙占地面积小

4. 坡顶排水沟长度 m 589 1000 167.81 98840 167810 0.4x0.4以上规格，浆砌块石

坡脚排水沟长度 m 3170 2500 167.81 531958 419525 0.4x0.4以上规格，浆砌块石

5. 站内挡土墙 m3 5950 0 424.54 2526013 0 浆砌块石，含墙上钢梯、钢栏杆

6. 坡面防护 m3 4349 5882 325.57 1415904 1915003 浆砌块石

植草 m2 27258 36867 40.87 1114034 1506754 铺草皮

7. 场地平整挖方量 m3 255162 303200 36 9185832 10915200 未考虑松散系数，台阶式布置土石方工程量小，按土石方综合单（含挖、填、运）

8. 场地平整填方量 m3 232427 297800 0 0

9. 其中石方量 m3 35000 50000 0 0 包括基槽开挖，不考虑使用，台阶式布置石方量较小

10. 场地强夯区面积 m2 14900 15500 41.75 622075 647125 台阶式布置强夯区面积小

11. 基坑开挖余土石方 m3 25000 25000 36 900000 900000 不外运，未考松散系数，用于场地回填，

12. 表土清除 m3 36146 38000 36 1301256 1368000 全部外运，清表需补土。清表厚度按照300mm考虑。

13. 取土 m3 8870 42210 18 159660 759780 运距15km

14. 外运石方量 m3 22000 43000 54.47 1198340 2342210 有7000m3用于场地边坡和挡土墙，其他外运，运距15km

15. 围墙总长度 m 873 871 961.28 839197 837275 平坡式布置围墙长度最小，差别不大

16. 总计 3649 3907

2.3 进站道路方案优化

进站道路连接站址与地方道路，起点位于长冲村附近道路三岔口处，终点接变电站站址。起点处现状道路与站址设计高程的高差约30米，进站道路中间路段为天然山谷，主要分布有水田、耕地、鱼塘等农用地。从工程技术的角度来考虑，进站道路可采用桥梁方案或路基方案。桥梁方案采取桥梁、道路相结合的方式，通过设置桥梁跨越山谷；路基方案则全程采用土方进行路基填筑。

（1）路基方案：

新建进站道路回填边坡高度最高为25m。整条新建进站道路，除了与站区斜街段为挖方边坡外，其余均为填方边坡。回填边坡的填料主要为现场场地平整开挖出的土方，由于回填高度较大，边坡填土必须经过夯实或分层碾压处理，并放缓坡率以保证边坡稳定。由于进站道路主要穿越水田、鱼塘等低洼地区，道路回填边坡区域存在厚度不等的软土层，会影响边坡的稳定，所以在边坡设计中采用了换填、旋喷桩加固的地基处理方式，以加固边坡的稳定性。

路基方案存在如下缺点：

（a）路基填筑将天然的山谷（天然泄洪道）一分为二，对原有的排水系统产生不利影响，同时洪水也对路基构成一定危险；

（b）路基最大填高约25m，坡面防护施工难度较大，运营后可能会出现较大工后沉降，影响行车舒适性和安全性；

（c）路基放坡占用了较长路段的村道，对该路进行改线的长度较长，和桥梁方案相比，改路增加的用地为3.9亩。

（d）地基处理难度大。

（e）施工周期长。

（2）桥梁方案：

综合施工场地、施工工期、桥梁规模、平曲線形状、结构安全等因素考虑，上部结构采用20m预应力砼连续箱梁，桥跨组合为（4x20+5x20+5x20+5x20）m预应力砼连续箱梁，桥梁全长380m。

预应力砼连续箱梁采用等高直腹板单箱单室连续箱梁，梁高1.5m，顶板宽度8m，底板宽度4.5m。

桥墩为矩形截面双柱式墩，截面尺寸为1x1m，桥台采用柱式台，台后设置5m搭板。桩基采用D130cm钻孔灌注桩基础，按嵌岩桩设计。

相对于路基方案，桥梁方案的优点显著：

（a）桥梁结构为预应力砼连续箱梁，施工工艺成熟，施工质量容易保证；

（b）相对于路基方案，工后沉降极小，能有效保证行车舒适性和安全性；

（c）相对于路基方案，桥梁方案无需填土，施工工期受雨季影响较小，节约工期；

（d）从环保性来看，桥梁方案能最大限度地减少用地面积，减少沿线农田、耕地、鱼塘等农用地的征用，节约宝贵的土地资源；解决了进站道路截断天然沟渠的问题，不影响该区域原有的排水系统；

综上比较，相对于路基方案，在占地指标、施工周期、地基处理难度和环保方面，桥梁方案均占有优势，本工程采用桥梁方案。

3、结论

综上所述，在丘陵地区变电站土建方案设计过程中，由于方案施工工期长，造价较高，因此通常要考虑到对变电站土建方案进行优化。本文结合工程实例，主要从竖向布置优化和进站道路优化两个方面探讨了丘陵地区500kV变电站工程设计中优化措施，通过经济技术比较，优选最佳的设计方案，以提高变电站施工周期、减少地基处理难度和实现环保的目标。

【参考文献】

[1] 姚玲森.桥梁工程.北京[M].人民交通出版社，2008，

[2] 凌治平，易经武.基础工程[M].北京：人民交通出版社，2007，