廊坊滩里220kV变电站防洪墙设计

廊坊滩里220kV变电站防洪墙设计

张宇峰刘舒

张宇峰刘舒

中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司北京100000

[摘要]由于土地资源有限，国家对土地资源、环境保护等要求越来越高，变电站建设征地越来越困难，取土资源越来越匮乏，甚至部分地区变电站建设根本无土可取，土源问题在部分变电站设计中已成为制约变电站建设的重要因素。

[关键词]廊坊滩里；220kV；变电站；防洪墙设计

1.工程概况

1.1工程建设规模

建设2台240MVA主变压器以及各级配电装置。主控楼、220及110kV配电装置室本期一次规划建成，110、220kV均采用双母线接线。站内的水工构筑物本期一次规划建成。

1.2站址概况

廊坊滩里220kV变电站工程，位于廊坊市文安县滩里镇，西邻廊坊~泊头公路。站址区域地貌单元为海河流域大清河、子牙河冲积平原，站址及附近地形平坦，地面标高在2.9-3.1m。文安县附近没有可取的土体资源，如要取土，只能破坏附近农田，且土方费用造价极高，购土费用约为30~80元/m3，且不能保证大规模集中供应，土体资源匮乏。

1.3工程地质

站址区域地貌单元为冲积平原，地层为第四系冲洪积、湖积的粉质粘土、粉土、粉砂。站址属地震构造稳定区；站址区域无不良地质作用；地基承载力特征值fak=160kPa。

1.4水文气象

文安县曾在历史上和现在都是分洪区和滞洪区，整个区域地势极为低洼，人称“文安洼”。洼内地势西南高，东北低，地面坡降为1/8000。根据《文安县防汛手册》，文安洼蓄滞洪区的启用标准为20年一遇洪水，设计运用标准为50年一遇洪水，据当地水利部门提供的百年一遇滞洪位水为6.5m。

2站址防洪方案设计

为了确保变电站长期安全运行，按照《变电站总布置设计技术规程》（DL/T5056-2007）规定，220kV枢纽变电站及220kV以上电压等级的变电站，站区场地设计标高应高于频率为1%（重现期）的洪水位或历史最高内涝水位；其他电压等级的变电站站区场地设计标高应高于频率2%的洪水位或历史最高内涝水位。

2.1防洪设计标准

（i）采取措施抬高场地标高时，场地设计标高应不低于洪水位或历史最高内涝水位。

（ii）对站区采取防洪或防涝措施时，防洪或防涝设施标高应高于上述洪水位或历史最高内涝水位0.5m。

（iii）采取可靠的措施，使主要设备底座和生产建筑物室内地坪标高不低于上述高水位。

2.2方案比选

本工程为220kV枢纽变电站，应高于频率为1%（重现期）的洪水位或历史最高内涝水位，结合防洪设计标准可采用的防洪措施有如下几种方案：

（a）填土方案：外购土方、大面积回填，使场地标高满足防洪涝要求。

（b）防洪墙方案：为满足防洪要求，在变电站围墙外设置防洪墙。

（c）架空平台方案：设置常规钢筋混凝土框架结构平台，变电站设置于平台上，平台高度不低于内涝或洪水水位。

架空平台方案投资较大，结合本工程的地质地形等条件，比选方案推荐防洪墙方案和填土方案。防洪墙方案：在变电站围墙位置沿周边布置钢筋混凝土防洪墙，高于百年一遇内涝水位0.5m，同时防洪墙又兼作变电站的围墙；填土方案：采取填土措施抬高场地标高，高于百年一遇洪水位0.1m。

2.2.1防洪墙方案

场地自然标高按平均3.0m考虑，百年一遇洪水位标高6.5m，防洪墙顶设计标高7.0m；考虑站内余土不外弃，且检修运行方便，站内场平设计标高为4.5m；防洪墙与站区围墙合二为一。

防洪墙采用钢筋混凝土悬壁式防洪墙形式。其稳定和墙身设计按《建筑地基基础设计规范》及《混凝土结构设计规范》中有关公式计算，受力工况主要有两种：Ⅰ、无洪水时，主要所受外力为防洪墙内土的侧压作用，车辆运输荷载，以及风压作用；Ⅱ、百年洪水时，主要所受外力为防洪墙内土的侧压作用、洪水的侧压，以及风压作用。经计算，防洪墙断面如图1所示。

图1防洪墙结构断面图

该方案需购土25000m3，钢筋混凝土防洪墙混凝土量约2380m3，围墙外保护用地宽度2.0m，占地约1316m2。

2.2.2填土方案

场地自然标高按平均3.0m考虑，百年一遇洪水位标高6.5m，站内场平设计标高6.6m；填土高度3.6m，据调查，文安地处平原，块石采购运输价格较高，边坡采用坡率法，坡率1：1.5，采用拱形植草护坡；围墙采用2.3m高实体围墙。

该方案需购土80000m3，拱形护坡工程量约4935m2，围墙外保护用地宽度7m，占地约4606m2，2.3m高实体围墙658m。

2.2.3经济技术比较

由上表可以看出

（1）防洪墙方案较填土方案节约占地3290m2，约5亩，若每亩征地按20万元计算，征地费用节约约100万元；

（2）防洪墙方案减少购土约55000m3，若每方购土按50元计算，费用节约约275万元；

（3）防洪墙方案相比填土方案，边坡及围墙部分增加费用约100万元；

（4）由以上比较得出防洪墙方案总体投资较填土方案节约275万元。

由经济比较可以看出，填土方案总投资高于防洪墙方案；且由于站址填土较高，护坡、挡土墙、站外道路放坡等占地面积增大，加大了变电站总征地面积；变电站位于3m多高人工填造的土台上，与当地环境极不协调，不利于大件运输及与周边路网的衔接。综上，本工程推荐采用防洪墙方案。

3.进站大门防洪设计

变电站进站大门可采用３种方案：方案一：将进站大门处标高抬高至防洪墙顶标高，所外道路从站外放坡至防洪墙顶，再从防洪墙顶放坡至站内，此方案防洪效果最佳，但因进站道路需要放坡，需增加站内外占地面积及土方量，对站内竖向布置影响较大。方案二：采用普通钢大门并在门口放置沙袋等防洪设施，阻止洪水进站，也能达到防洪目的。方案三：采用特种防水闸门，阻止洪水进站，据考察，一个６ｍ宽的闸门的造价为2000万元左右，造价昂贵。综合以上分析，普通钢大门＋沙袋方案既不增加占地面积，又能满足防洪要求，经济造价低廉，推荐采用钢大门＋沙袋方案。

变电站大门封闭措施，可采用临时封闭及永久封闭两种方案。

3.1临时封闭措施

百年一遇洪水条件下，进站大门采用立放槽钢封堵，槽钢间采用砂包填实。沙袋、槽钢等封堵材料平时放置于站内工具间，并于变电楼南侧大门位置附近设置沙池，材料使用单人均可操作，方便快捷。

3.2永久封闭措施

在进站大门外设置坡长50m、坡度8%的纵坡，将新建进站道路竖曲线顶标高填高至6.6m，高于百年一遇洪水位0.1m，竖曲线顶点前道路两侧设置防洪墙，由道路及防洪墙形成封闭区域将洪水封堵于大门外侧。

结语

防洪墙采用清水混凝土围墙形式，既可以达到使用功能的要求，同时可以减少施工环节，缩短施工周期，节约成本。