一、主要任務(wù)

豎向布置是變電站總布置設(shè)計(jì)中一個(gè)重要組成部分,主要任務(wù)有:改造建設(shè)場地的自然然地形,對場地的地面高程進(jìn)行堅(jiān)直方向的規(guī)劃設(shè)計(jì)。選擇適宜的場地標(biāo)高和坡度.使改造后的場地能適應(yīng)和滿足變電站電氣設(shè)備布置，各項(xiàng)建構(gòu)筑物的修建需要,有利于地面雨水的迅速排除,并滿足電氣生產(chǎn)工藝、交通運(yùn)輸?shù)缆芳暗厣系叵鹿芫€敷設(shè)要求,為建構(gòu)筑物基礎(chǔ)和地下管線的埋深能充分利用良的工程地質(zhì)創(chuàng)造有利條件,同時(shí)應(yīng)力求土石方和人工支護(hù)、護(hù)坡工程量最少,填挖方量平衡.達(dá)到節(jié)約投資、加快工程項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度的目的。

二、設(shè)計(jì)內(nèi)容

豎向布置的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:

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

2)考慮進(jìn)站道路、站內(nèi)道路的標(biāo)高及坡度,使其滿足工藝布置、交通運(yùn)輸及運(yùn)行檢修要求。

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

4 ) 確定合理的站區(qū)場地排水方式,使地面雨水迅速排除。

5)確定合理的站區(qū)場地平整設(shè)計(jì)標(biāo)高,使土石方工程量最少。

三、豎向布置方式

豎向布置設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮洪水水位、自然地形、工藝要求、站區(qū)總平面布置格局、交通運(yùn)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(diǎn):

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

2)階梯式豎向布置。站區(qū)自然地形坡度在5%-8% ,且原地形有明顯的坡度時(shí),站區(qū)豎向布置宜采用階梯式布置。階梯式布置有利于節(jié)省土(石) 方工程量及用地面積,但站內(nèi)銜接處需設(shè)擋土墻, 合階之間交通聯(lián)系及管線敷設(shè)條件較差,配電裝置場地中設(shè)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+臺階布置方式。混合式能有效節(jié)省土方工程量和用地面積,不同場地間的交通聯(lián)系方便,管線敷設(shè)及配電裝置場地中設(shè)各吊裝、檢修方便 。

階梯式和混合式豎向布置方式應(yīng)滿足工藝及站區(qū)建(構(gòu))筑物的布置要求,便于運(yùn)行、檢修、設(shè)各運(yùn)輸和管溝敷設(shè),并盡量保持原有地形 。

在平原地區(qū),地勢較為平坦,豎向布置一般采用平坡式布置,而在山區(qū),自然地形變化較大,綜合考慮土(石)方、擋土墻及護(hù)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(diǎn)在于臺階的劃分和臺階高差的確定,臺階的劃分遵循以下原則.

1)按生產(chǎn)區(qū)劃分合階,這樣便于生產(chǎn)、運(yùn)輸和管線敷設(shè)。對于變電站來說,一般按戶外配電裝置場地等分為2-3個(gè)合階。

2)臺階縱軸順應(yīng)等高線布置,臺階之間的連接處注意地質(zhì)條件是否滿足要求;對于變電站來說應(yīng)分別保證進(jìn)線及出線架構(gòu)位于同一個(gè)高程的臺階內(nèi),以滿足電氣設(shè)各安裝和運(yùn)行安全。

3)合階數(shù)量、寬度及高度應(yīng)適當(dāng)。在臺階式布置中,臺階寬度及高度是決定場地土方量及整體經(jīng)濟(jì)效益的重要因素,對于臺階的寬度及高度的確定以定性和定量結(jié)合的方法,以填挖方平衡且土方總量最小為目標(biāo),尋求滿足規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)要求,同時(shí)又使填挖方平衡且土方總量最小的臺階高度及寬度。

混合式豎向布置能有效的減少站區(qū)土(石)方、擋土墻及護(hù)坡的工程量,減少站外征地面積,從而減低工程造價(jià),減少建站對周邊環(huán)境的影響,對建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”變電站具有很好的經(jīng)濟(jì)實(shí)踐意義。

四、布置要求

4.1一般規(guī)定

4.1.1變電站的站區(qū)場地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)根據(jù)變電站的電壓等級確定。洪水水位是變電站場地設(shè)計(jì)標(biāo)高確定的先決條件。220kV 樞紐變電站及 220kV 以上電壓等級的變電站， 站區(qū)場地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)高于頻率為 1%(重現(xiàn)期， 下同) 的洪水水位或歷史最高內(nèi)澇水位; 其他電壓等級的變電站站區(qū)場地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)高于頻率為 2%的洪水水位或歷史最高內(nèi)澇水位。 當(dāng)站區(qū)場地設(shè)計(jì)標(biāo)高不能滿足上述要求時(shí)， 可區(qū)別不同的情況分別采取以下三種不同的措施：

1)對場地標(biāo)高采取措施時(shí)， 場地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)不低于洪水水位或歷史最高內(nèi)澇水位。

2)對站區(qū)采取防洪或防澇措施時(shí)，防洪或防澇設(shè)施標(biāo)高應(yīng)高于上述洪水水位或歷史最高內(nèi)澇水位標(biāo)高 0.5m。

3)采取可靠措施， 使主要設(shè)備底座和生產(chǎn)建筑物室內(nèi)地坪標(biāo)高不低于上述高水位。 沿江、 河、 湖、 海等受風(fēng)浪影響的變電站， 防洪設(shè)施標(biāo)高還應(yīng)考慮頻率為 2%的風(fēng)浪高和 0.5m 的安全超高。

在變電站豎向設(shè)計(jì)中,當(dāng)站區(qū)場地不滿足洪水水位或內(nèi)澇水位要求時(shí),一般采取外購?fù)?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變電站站內(nèi)場地設(shè)計(jì)標(biāo)高宜高于或局部高于站外自然地面，以滿足站區(qū)場地排水要求。

4.1.3站區(qū)豎向布置應(yīng)合理利用自然地形， 根據(jù)工藝要求、站區(qū)總平面布置格局、 交通運(yùn)輸、 雨水排放方向及排水點(diǎn)、 土(石) 方平衡等綜合考慮， 因地制宜確定豎向布置形式， 盡量減小邊坡用地、 場地平整土(石) 方量、 擋土墻及護(hù)坡等工程量，并使場地排水路徑短而順暢。

1)站區(qū)豎向布置一般應(yīng)考慮站內(nèi)外(包括進(jìn)站道路、基槽余土、防排洪設(shè)施等) 挖填土(石) 方綜合平衡的前提下， 宜使站區(qū)場地平整土(石) 方量最小。

2)山區(qū)、丘陵地區(qū)變電站的豎向布置，在滿足工藝要求的前提下應(yīng)合理利用地形，適當(dāng)采用階梯式布置，盡量避免深挖高填并確保邊坡的穩(wěn)定。

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

4.1.5擴(kuò)建、改建變電站的豎向布置，應(yīng)與原有站區(qū)豎向布置相協(xié)調(diào)，并充分利用原有的排水設(shè)施。

4.2設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定

4.2.1變電站建筑物室內(nèi)地坪應(yīng)根據(jù)站區(qū)豎向布置形式、工藝要求、場地排水和土質(zhì)條件等因素綜合確定。

1)建筑物室內(nèi)地坪應(yīng)不低于室外地坪 0.3m。

2)在濕陷性黃土地區(qū)，多層建筑的室內(nèi)地坪應(yīng)高出室外地地坪 0.45m。

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

4.2.3站內(nèi)外道路連接點(diǎn)標(biāo)高的確定應(yīng)便于行車和排水。站區(qū)出入口的路面標(biāo)高宜高于站外路面標(biāo)高。否則，應(yīng)有防止雨水流入站內(nèi)的措施。

4. 3邊坡及擋土墻

4.3.1站區(qū)自然地形坡度在 5%～8%以上，且原地形有明顯的坡度時(shí)，站區(qū)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(yīng)滿足工藝和建(構(gòu))筑物的布置要求，便于運(yùn)行、檢 修、 設(shè)備運(yùn)輸和管溝敷設(shè)， 并盡量保持原有地形。 臺階的長邊宜平行自然等高線布置，并宜減少臺階的數(shù)量。

4.3.3 邊坡坡度應(yīng)按巖土的自然穩(wěn)定傾角確定，坡面應(yīng)作護(hù)面處理，坡腳宜設(shè)排水溝; 擋土墻墻背應(yīng)做好防排水措施， 在泄水孔進(jìn)水側(cè)應(yīng)設(shè)置反濾層或反濾包。 位于膨脹土地區(qū)的擋土墻高度不宜大于 3m。

4.3.4臺階坡頂至建(構(gòu))筑物的距離，應(yīng)考慮建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)側(cè)壓力對邊坡、 擋墻的影響。 位于穩(wěn)定土坡坡頂上的建筑， 當(dāng)垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長小于或等于 3m 時(shí)，其基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x a(見圖4)應(yīng)符合式(4−1)和式(4 −2)的要求，但不得小于 2.5m。

當(dāng)基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x不滿足式(4− 1) 和式(4−2)的要求時(shí)，可根據(jù)基底平均壓力按 GB 50007《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定確定基礎(chǔ)距坡頂邊緣的距離和基礎(chǔ)埋深。當(dāng)邊坡坡角大于 45°、坡高大于 8m 時(shí)，應(yīng)按 GB 50007《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定驗(yàn)算坡體穩(wěn)定性。坡頂至建(構(gòu))筑物的距離，應(yīng)考慮工藝布置、交通運(yùn)輸、電纜豎井等要求。最小寬度應(yīng)滿足建筑物的散水、開挖基槽對邊坡或擋土墻的穩(wěn)定性要求，以及排水明溝的布置，且不應(yīng)小于 2m。膨脹土地區(qū)布置在挖方地段的建(構(gòu)) 筑物外墻至坡腳支擋結(jié)構(gòu)的凈距離不應(yīng)小于 3m。填方區(qū)圍墻基礎(chǔ)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(fēng)化的巖石或其他不良土質(zhì)， 應(yīng)設(shè)明溝平臺， 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(shè)平臺。

4.3.6場地挖方坡率允許值應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告中描述的地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)邊坡高度確定。

1)土質(zhì)開挖邊坡的坡率允許值應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，按工程類比的原則并結(jié)合已有穩(wěn)定邊坡的坡率值分析確定。 當(dāng)無經(jīng)驗(yàn)， 且土質(zhì)均勻良好、 地下水貧乏、 無不良地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)環(huán)境條件簡單時(shí)，可按下表確定(表4.3.6−1)。

2)在邊坡保持整體穩(wěn)定的條件下，巖質(zhì)邊坡開挖的坡率允許值應(yīng)根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)， 按工程類比的原則并結(jié)合已有穩(wěn)定邊坡的坡率值分析確定。 對無外傾軟弱結(jié)構(gòu)面的巖質(zhì)邊坡，其邊坡坡率允許值可按下表確定(表4.3.6−1)。

4.3.7 填方區(qū)壓實(shí)填土的邊坡允許值，應(yīng)根據(jù)其厚度、填料性質(zhì)等因素，并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，按下表 的數(shù)值確定。

4.3.8下列邊坡的坡率允許值應(yīng)通過穩(wěn)定性分析計(jì)算確定：

1)坡高超過表4.3.6−1 和表4.3.6−2 范圍的邊坡。

2)土質(zhì)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(fā)育或有外傾軟弱結(jié)構(gòu)面的巖質(zhì)邊坡。

5)邊坡下有不良地質(zhì)條件的邊坡。

4.3.9當(dāng)邊坡表層有積水濕地、地下水滲出或地下水露頭時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)排水措施。

4.4場地排水

4.4.1場地排水應(yīng)根據(jù)站區(qū)地形、地區(qū)降雨量、土質(zhì)類別、站區(qū)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(yīng)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(shè)置雨水口并敷設(shè)雨水下水道方式排除。

4.4.3采用雨水明溝排水時(shí)，排水明溝宜沿道路布置，并應(yīng)減少交叉，當(dāng)必須交叉時(shí)宜為正交， 斜交時(shí)交叉角不應(yīng)小于 45°。 明溝宜作護(hù)面處理。 明溝斷面及形式應(yīng)根據(jù)水力計(jì)算確定。 明溝起點(diǎn)深度不應(yīng)小于 0.2m， 明溝縱坡宜與道路縱坡一致且不宜小于 0.3%，濕陷性黃土地區(qū)不應(yīng)小于 0.5%。當(dāng)明溝縱坡較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置跌水或急流槽，其位置不宜設(shè)在明溝轉(zhuǎn)彎處。

4.4.4當(dāng)采用雨水下水道排水系統(tǒng)時(shí)，雨水口應(yīng)位于匯水集中的地段，雨水口形式、 數(shù)量和布置應(yīng)按匯水面積范圍內(nèi)的流量、 雨水口的泄水能力、 道路縱坡、路面種類等因素確定。雨水口間距宜為 20m～50m，當(dāng)?shù)缆房v坡大于 2%時(shí)，雨水口間距可大于 50m;當(dāng)?shù)缆方徊婵跒樽畹蜆?biāo)高時(shí)，應(yīng)增設(shè)雨水口。

4.4.5當(dāng)采用部分散流排水時(shí)，僅在排水側(cè)圍墻下部留有足夠的排水孔，排水孔宜設(shè)防護(hù)網(wǎng)， 多雨地區(qū)在設(shè)有排水孔的站外側(cè)尚應(yīng)有妥善的排水和防沖刷設(shè)施。

4.4.6山區(qū)變電站擋土墻或邊坡坡頂應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置有截水溝或泄洪溝(見下圖)。截水溝至坡頂?shù)木嚯x不應(yīng)小于 2m，當(dāng)土質(zhì)良好、邊坡較低或?qū)厮疁霞庸虝r(shí)，該距離可適當(dāng)減少。截水溝不應(yīng)穿越站區(qū)。

4.4.7挖方區(qū)有匯水面積時(shí)坡腳宜設(shè)截水溝。

4.4.8站區(qū)雨水宜自流排放，當(dāng)無條件自流時(shí)應(yīng)設(shè)雨水泵房采用強(qiáng)排水。

4.5土(石)方工程

4.5.1站區(qū)土(石)方量宜達(dá)到挖、填方總量基本平衡，其內(nèi)容包括：站區(qū)場地平整、建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)及地下設(shè)施基槽余土、站內(nèi)外道路、 防排洪設(shè)施等的土(石)方工程量。當(dāng)進(jìn)站道路較長時(shí)，應(yīng)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(yùn)。當(dāng)站區(qū)土(石) 方量受條件限制不能平衡時(shí)，應(yīng)選擇合理的棄土或取土場地，并應(yīng)考慮復(fù)土還田的可能性。位于山區(qū)和丘陵地區(qū)的變電站， 當(dāng)出現(xiàn)土方和石方時(shí)應(yīng)分別計(jì)列并列出土石比例。

4.5.2站區(qū)場地平整地表土處理應(yīng)符合下列要求：

1)站區(qū)場地表土為耕植土或淤泥，有機(jī)質(zhì)含量大于 5%時(shí)，必須先挖除后再進(jìn)行回填。該層地表土宜集中堆放， 覆蓋于站區(qū)地表用作綠化或復(fù)土造田，可計(jì)入土方工程量。

2)當(dāng)填方區(qū)地表土土質(zhì)較好， 有機(jī)質(zhì)含量小于 5%時(shí)， 應(yīng)將地表土碾壓(夯)密實(shí)后再進(jìn)行回填。

4.5.3場地平整填料的質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范要求，填方應(yīng)分層碾壓密實(shí)，分層厚度為 300mm 左右，場平壓實(shí)系數(shù)不小于 0.94。 濕陷性黃土場地，在建筑物周圍 6m 內(nèi)應(yīng)平整場地，當(dāng)為填方時(shí)，應(yīng)分層夯(或壓)實(shí)，其壓實(shí)系數(shù)不得小于 0.95;當(dāng)為挖方時(shí)，在自重濕陷性黃土場地，表面夯(或壓)實(shí)后宜設(shè)置 150mm～300mm 厚的灰土面層，其壓實(shí)系數(shù)不得小于0.95。

4.5.4站區(qū)場地平整范圍，當(dāng)擋土墻兼做圍墻基礎(chǔ)時(shí)，以站區(qū)圍墻為界;當(dāng)站外設(shè)置邊坡時(shí)，應(yīng)分別平整至挖方坡頂和填方坡腳。

4.5.5 土(石)方挖方應(yīng)考慮松散系數(shù)，松散系數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。

4.5.6土方填方應(yīng)考慮場地地表耕植土壓實(shí)后的壓縮系數(shù)，其計(jì)算厚度一般為300mm～500mm，壓縮系數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。

4.5.7在濕陷性黃土地區(qū)，填方應(yīng)考慮黃土壓實(shí)后的壓縮系數(shù)，可根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)或工程經(jīng)驗(yàn)確定。

4.6進(jìn)站道路

站址所在區(qū)域的自然地形對進(jìn)站道路的修建影響較大,變電站的進(jìn)站道路應(yīng)滿足坡度和大件運(yùn)輸轉(zhuǎn)彎半徑的要求,一般地區(qū)最小轉(zhuǎn)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(yīng)能滿足大件設(shè)備運(yùn)輸?shù)呐榔乱?一般為6%,在山嶺、重丘區(qū),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(qū),進(jìn)站道路對站區(qū)場地的設(shè)計(jì)標(biāo)高影響較弱,進(jìn)站道路縱向坡度一般較平緩;山區(qū)和丘陵地形則影響較大,進(jìn)站道路的轉(zhuǎn)彎半徑、縱向坡度則直接影響到進(jìn)站道路的長度、站址的最終定位以及站區(qū)場地的設(shè)計(jì)標(biāo)高。如站址所在區(qū)域地勢變化較大,排除洪水水位的先決因素,在考慮進(jìn)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(qū)場地的設(shè)計(jì)標(biāo)高可能會取決于進(jìn)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確定場地設(shè)計(jì)標(biāo)高。

在實(shí)際工程中,如出現(xiàn)變電站只能按最大允許縱向坡度確定站區(qū)場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的情況,可能由此導(dǎo)致變電站總土(石)方、擋土墻及護(hù)坡工程量、征地面積等相應(yīng)增大,造成整個(gè)變電站土建建設(shè)費(fèi)用比例較大,增大項(xiàng)目投資,在地形較復(fù)雜的山區(qū)、丘陵地區(qū),站址選擇應(yīng)充分考慮進(jìn)站道路的允許坡度問題,避免出現(xiàn)因進(jìn)站道路允許坡度問題顛覆站址情況,造成不必要的人力物力浪費(fèi)。