王梅

摘要：随着国民经济的不断发展以及新材料大量投入使用，变电站土建设计中的结构安全性与耐久性显得越来越重要。本文主要分析了当前在变电站土建设计中影响其结构安全性与耐久性的主要因素，并进行了有效的分析，从而找到今后变电站土建工程设计努力改进的方向。

关键词：土建结构；安全性；耐久性；工程施工

1 变电站土建结构常见的安全与耐久的问题

1.1混凝土质量不过关

由于混凝土的质量检验习惯上以单一强度指标作为衡量标准；导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成分比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低的许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利水泥产品质量的均匀性。

1.2容易产生裂缝

一）温差产生的裂缝

对于站内高压配电室等长条型砖混结构建筑物，温差裂缝主要分布在两端靠近屋盖下檐的纵横墙面上，主要为水平裂缝，也有主要分布在屋面结构层四个拐角处的斜裂缝和包角裂缝。对于继电气室等方型大开间的砖混结构建筑物，温差裂缝主要分布在四周靠近屋盖下檐的纵横墙面上，主要为水平裂缝；在窗户的上下口有可能出现裂缝。温差裂缝属稳定型裂缝，裂隙一般较小。温差裂缝产生的主要原因是钢筋混凝土构件与砖砌体的膨胀性不同，混凝土的结构层面伸缩变形引起其下砖砌体内部应力超过其材料抗拉强度结果。

二）混凝土结构的裂缝

形成裂缝的原因主要有骨料含泥量过大，颗粒级配不良；外加剂选择不当；设计强度等级过高造成混凝土脆性大，易开裂；配合比中水灰比不适合，造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，形成裂缝；浇捣混凝土时振捣或插入不当，影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生；大体积混凝土浇筑时保温工作不到位，引起内外温差过大，产生温度裂缝；现场养护措施不到位及现场模板拆除不当，也会引起混凝土裂缝。

1.3土建工程结构使用阶段的正常检测与维护不到位

变电站土建结构耐久性和使用寿命与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中应该进行定期检测和维护。过去因为规范对结构安全性与耐久性的设置水准相对较低，使得有一些已建好的工程中往往存在较多隐患，在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物，强制规定必須定期检测；即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落后伤及公众，也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人工的素质相对较差，质量控制与质量保证制度不够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低，已建的工程中往往存在较多隐患，所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。

1.4施工水平过低

根据我国现有的工程项目招投标体制，高资质中标、低能力施工的现象越发常见，工程层层转包，施工偷工减料，都是引起工程质量严重不过关的主要因素。同时施工管理体制极不成熟，施工人员素质较低，施工工器具不能物尽其用，工程建设过程缺乏法律约束，都将影响施工质量。

2 土建设计中如何提高结构安全性与耐久性

变电站的工程混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则，变电站工程的正常使用功能和安全性将得不到有效的保证，我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失，并将给生产和公众生活带来长期困扰。为了改善我国变电站土建结构工程的安全性与耐久性，就应当作出相应的防治措施。下面从几方面分析工程设计中如何提高混凝土结构的安全性与耐久性。

A 充分考虑各种荷载

一）自重、施工、风雪，温度等作用产生的荷载

二）某些混凝土结构因开发商或设计者过分强调利润而采用模糊不准确的计算模式，降低合理的安全系数，导致钢筋配置偏少，使混凝土结构开裂。因此，在设计中必须使用合理的安全系数和严格的设计标准。

B 设计合理的混凝土结构体系安全有效的传递，以精确的理论计算或完善的试验结果作为前提保证。配置完善的受力钢筋骨架，不但进行强度和刚度计算还应进行裂缝宽度验算，避免因结构开裂或裂缝宽度超出限值而使钢筋受侵蚀。

C 采取合理的构造措施。设置合理的构造系统，必要的构造钢筋，采用有利于结构耐久性的最小配筋率，配置限裂钢筋。消除不合理的约束因素，合理设置变形缝或后浇带。

D 对特殊环境中的混凝土，准确计算配合比。应通过计算和实验给出较为准确合理的配合比，努力提高混凝土的抗拉强度。

E 完善施工图。在施工图中，应详细写明混凝土结构的特点和施工注意事项，对施工单位提出具体的技术要求，以保证工程质量。结构设计人员要高度重视工程的安全性和耐久性，在设计说明中明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求。

F土建工程使用过程中的安全性，应有定期的检测和正常维护修理加以保证。合理设置土建结构设计的安全水准，必须考虑工程失效的风险后果、资源供给乃至公众的意向等多种因素。随着我国经济形势巨大的变化，有必要重新审视现行土建结构工程设计规范的安全设置水准。

3 变电站土建安全性与耐久性施工设计

对初步设计审查确定的方案，按现行的规范及规程或国家标准，设备的订货尺寸，先局部后整体调整，调整原则不得超出初步设计确定原则。所有尺寸确定无误后，对初步设计估算的各建构筑物结构尺寸进行详细计算和经济比较，应按照因地制宜，就地取材原则。采用先进的技术工艺和合理的断面，选用地方的材料，减少不必要的运输费用。根据地质详堪资料合理处理基础，一般基础埋深要求达到2.0米左右，超深不足3米不采用桩基础。

（一）总平面及竖向布置

总平面布置一般按初步确定原则，无须大调整，局部可以压缩小部分的调整，主要针对竖向布置调整，使确定标高最优，达到场平工程量最小，挡土墙和护坡量最小。

（二）挡土墙及边坡

根据施工设计场地合理计算高度，确定合适的挡土墙断面和边坡断面，挡土墙和边坡设计应充分利用地质资料。对逆坡地质情况可以简单处理。对于顺坡地质情况可以考虑护坡与挡土结合的方式。填方区挡土墙根据地基承载力情况，确定挡土墙材料和断面形式，地基承载力较差的地区，宜把基础放大，减少基础埋置深度。高度大于8米以上采用扶壁式挡土墙，基础尽量利用天然地基。

（三）建筑结构

结构设计尽量与周围环境协调，满足立面和使用功能，减少不必要附属建筑面积，根据设备的运行要求减小跨度压缩层高。满足规范要求同时，尽量采用砖混结构，减少钢筋混凝土框架结构。室外配电装置计算满足规范原则时尽量采用成型预制钢筋混凝土环形杆。

4 结束语

总之，在变电站土建结构设计的安全性与耐久性的研究过程中，一定要运用新的先进技术，结合结构耐久性的理论研究，适当提高土建结构设计的安全性和耐久性，这样才能够提高变电站土建工程结构的安全性和耐久性，更好的适应我国现代化建设的需要。

参考文献：

[1]张吉珂，土建结构工程的安全性与耐久性.2006年第06期

[2]张方龙，如何有效提高土建结构工程的安全性与耐久性.2010年第06期

[3]徐昆明，土建工程结构安全性与耐久性的设计.2008年第11期

[4]变电站土建设计发案优化的合理化思考技.缩州学院学报.2009，24（5）