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摘 要：预制装配式基础在电力施工建设的应用还不多，但是是电网建设快速安装施工的发展方向。本文论述了现场浇筑钢筋混凝土基础存在的不足，对国内外在电力领域应用预制装配式混凝土基础情况进行了研究分析，提出了电力应用混凝土预制装配设备基础的设计概念和研究技術路线，对研究电力设备装配式基础技术特点进行了论述和应用前景进行了分析。
关键词：电力设备基础；预制装配式；发展及应用
0前言
目前，在电力系统领域已有配送式变电站、装配式围墙、预制式电缆沟、预制散水在电力建设中应用案例，但针对户外变电站设备基础和输电线路杆塔基础采用预制装配技术的信息很少，本文认真分析了现场浇筑固定式钢筋混凝土基础的不足，提出了混凝土预制装配设备基础的设计概念，结合电力设备基础的设计要求，通过力学分析和优化设计，研究出受力合理、造价低廉、可重复使用的装配式电力设备基础，为电力抢修和电网建设使用提供重要保证。从发展的角度看，混凝土施工技术有逐步从传统的现浇筑方式向预制装配式混凝土结构方式发展的趋势。
1.现浇混凝土结构基础弊端分析
传统的混凝土结构体系施工为现场浇筑的湿作业方式，现浇式基础形式在作业过程中存在很多弊端：人力、物力的消耗较大，从搭架、支模、扎筋、到混凝土浇筑，多数工作由手工劳动完成。模板周转消耗大，施工人员多，手工劳动多，劳动强度大，且熟练程度要求较高；施工工期较长，地基开挖、基础制作、混凝土养护、基础拆除，均需花费较长时间，施工速度慢，建设周期长，受自然条件影响大；施工费用高，从基坑开挖、租用机械、模具、基础浇注、混凝土养护需花费较多费用，基础移位后，需要对废弃基础进行拆除，又增加了人力、物力的浪费；现场浇注基础工艺水平不高，混凝土外观及内在质量控制难，由于工人熟练程度和模具使用偏差，都会影响基础的平整美观，有时很难达到电力创优工程的工艺标准；现场的建筑材料浪费较大，电力设备基础施工地点分散，每个地点都需要现场湿作业，难免造成建筑材料的浪费，设备基础又相对固定，通用性差，不能重复利用，钢筋混凝土浪费量极大；不符合文明施工要求，现浇式基础不可避免会影响周围环境，施工现场存在着噪声扰民，粉尘污染，施工环境不理想，产生建筑垃圾，影响文明施工要求。
2. 电力预制装配式混凝土基础研究技术分析
混凝土技术随着国家建设的节奏加快，在工艺、材料、型式上不断发展创新，施工方式也从传统的施工技术逐步向科学快捷方向发展，预制混凝土技术成为提高建设速度的有效手段，从发展的角度看，混凝土施工技术有逐步从传统的现浇筑方式向预制装配式混凝土结构方式发展的趋势。
我国还是以传统的现场浇筑混凝土方式为主，由于技术工艺原因，在混凝土预制件应用方面还比较窄，只在个别领域小范围地应用了预制混凝土技术。在欧美一些国家，在民用建筑领域和一些特殊的建筑领域应用预制装配式基础相对多一些。国内预制装配式混凝土技术主要在房屋、桥梁等个别方面局部应用，国内预制装配式混凝土技术主要展示在预制装配式模块化房屋、全装配式混凝土框架、预制节段装配式桥梁、装配式塔机基础等方面有相关的实用信息发布，在电力系统中应用的案例更少。目前，在电力系统领域已有装配式变电站、二次预制舱、装配式围墙在电力建设中应用案例，但针对变电站设备基础和输电线路杆塔基础采用预制装配技术的应用的信息很少，电力设备应用预制装配式混凝土基础，有很大的研究发展空间。我们从现场浇筑钢筋混凝土固定式基础的不足出发，提出电力设备基础应用预制装配设形式的设计理念，结合电力设备基础的设计要求，通过力学分析和优化设计，开发研究出受力合理、造价低廉、可重复使用的装配式电力设备基础，为电力抢修和正常使用提供重要保证。由于装配式基础是模块式组装式，便于安装、更换，在电力设备升级改造工程中有较大优势，可提高施工安全可靠性。
3. 电力设备装配式混凝土基础研究技术路线
预制混凝土装配式基础的研究，以缩短工期、降低现场施工成本，改善施工环境，提高工程标准为目标，达到快速抢修、停电过渡、冬季施工的要求，进而提高施工工效。具体研究技术路线是：①多方收集资料，编制设计方案。对以往变电站构支架基础、线路自立塔基础情况调查分析，考虑电力设施基础特点和运行要求，以及基础所在地形、地质等技术条件，进行设计方案的综合评估，确定预制装配式混凝土基础型式。②进行技术论证，将装配式基础的预制方案进行分析论证，选择设备基础型式进行受力测算分析，确定基础模块结构，要充分考虑两个阶段的耐受力，一是基础承受构支架安装时作用力；第二是基础承受设备自身重以及操作时产生的下压、剪切、倾覆等作用力。③基础链接装配方式进行关键分析设计，重点设计基础预制模块的链接铰件，考虑强度和安装方便要求，选择螺丝链接或者配合金属板链接的方式，在预制模块中预埋金属槽件，现场安装时用金属条板链接，并做好防腐处理。④进行装配基础图纸设计，确定装配基础施工方法和标准工艺，进行设计图论证，达到构件加工要求。同时进行装配模具设计和加工，组织装配模块预制加工，进行现场承载受力综合试验，最终形成可现场应用的成品。⑤在电力系统相关工程中进行试用，收集运行数据，录制视频资料。编制混凝土装配式基础技术报告、使用报告等技术资料，组织专家考评，进行完善改进，进而进行产品化推广应用。
4. 电力设备装配式混凝土基础技术特点
装配式基础以预制钢筋混凝土模块，以人工组装的方式，根据设备基础需求，对基础模块进行现场装配 。此项技术的应用，能高效、简便地完成设备基础施工，有如下特点：①缩短作业时间，现场安装工期短。由于装配式基础在工厂加工制作完毕，运抵现场后，仅需对施工现场的地基稍作处理，即可拼接安装，无需浇捣和养护，大大缩短了基础施工时间。改、扩建工程可以大大减少停电时限，为用户提供了更多的供电时间。②基础工艺质量高，标准化化程度高。由于装配式基础为工厂标准化生产，实现了专业化流水作业，制作、养护条件优越，质量有可靠保证，其构件之间采用高强预应力链接铁件连接，模块之间实现无缝隙连接，螺栓定位精准，整体性好，基础质量有可靠保证。③基础建设成本低。由于装配式基础为工厂化预制，现场装配，可以重复使用，利用率高，无需每次安装都绑扎钢筋、支模、现场浇注混凝土，从而使基础建设摊销费用大大降低。④基础部件可更换使用，模块通用性铰强。在设计之初就考虑基础要有应用的广泛性、整体的通用性，确定了整体通用，局部多样的原则。针对不同地脚规格的设备支架，制作多种规格上部混凝土模块，安装时根据不同设备要求，只需更换上部模块即可，下部可直接采用通用基础模块部分。⑤预制装配基础利用率高，可以重复使用。把基础设计成通用模式，可用于不同设备的基础，充分考虑重复利用问题，旧基础可以挖出移到别处再利用。一旦某工程改造，设备基础移位，预制混凝土装配基础可运至新位置使用。⑥符合文明施工和环境保护的要求。由于现场没有湿作业，不产生建筑垃圾，现场装配没有噪音、粉尘，对周围环境影响小。基础采用现场装配，方便组织施工，能够保持施工现场良好的作业环境、卫生环境、工作秩序和规范施工现场的场容。⑦预制基础适用范围广，便于大范围推广应用。预制装配式基础适用于220kV及以下各个等级的变电站开关、刀闸、CT、PT、避雷器、母线桥等设备构、支架基础，可根据构、支架形式和荷载的变换，经过作用力分析，调整装配式基础模块。
5.结语
预制装配式基础替代了传统现浇筑施工方法，时效更高，可以消除基础现场湿作业的很多弊端。预制装配式基础具有施工方便，减少了现浇结构的支模、拆模和混凝土养护等时间，施工速度大大加快。现场没有湿作业，减少施工扰民，更可以减少材料和能源浪费，有良好的技术经济效益。装配式基础对安装环境没有特殊要求，冬季也可施工，运行环境全天候，推广应用范围更加广泛。可广泛应用在电力生产的大修、技改工程、基建的变电站建设工程、事故抢修的应急工程等领域。电力设备应用预制装配式基础，有利于国家电网工程投资成本的控制，符合国家电网建设发展方向，有利于国家促进环境保护，符合国家发展节能减排的产业政策，有利于缩短工程建设周期，提前为用户供电，提升了整体社会经济效益。
关键词：电力设备基础；预制装配式；发展及应用
0前言
目前，在电力系统领域已有配送式变电站、装配式围墙、预制式电缆沟、预制散水在电力建设中应用案例，但针对户外变电站设备基础和输电线路杆塔基础采用预制装配技术的信息很少，本文认真分析了现场浇筑固定式钢筋混凝土基础的不足，提出了混凝土预制装配设备基础的设计概念，结合电力设备基础的设计要求，通过力学分析和优化设计，研究出受力合理、造价低廉、可重复使用的装配式电力设备基础，为电力抢修和电网建设使用提供重要保证。从发展的角度看，混凝土施工技术有逐步从传统的现浇筑方式向预制装配式混凝土结构方式发展的趋势。
1.现浇混凝土结构基础弊端分析
传统的混凝土结构体系施工为现场浇筑的湿作业方式，现浇式基础形式在作业过程中存在很多弊端：人力、物力的消耗较大，从搭架、支模、扎筋、到混凝土浇筑，多数工作由手工劳动完成。模板周转消耗大，施工人员多，手工劳动多，劳动强度大，且熟练程度要求较高；施工工期较长，地基开挖、基础制作、混凝土养护、基础拆除，均需花费较长时间，施工速度慢，建设周期长，受自然条件影响大；施工费用高，从基坑开挖、租用机械、模具、基础浇注、混凝土养护需花费较多费用，基础移位后，需要对废弃基础进行拆除，又增加了人力、物力的浪费；现场浇注基础工艺水平不高，混凝土外观及内在质量控制难，由于工人熟练程度和模具使用偏差，都会影响基础的平整美观，有时很难达到电力创优工程的工艺标准；现场的建筑材料浪费较大，电力设备基础施工地点分散，每个地点都需要现场湿作业，难免造成建筑材料的浪费，设备基础又相对固定，通用性差，不能重复利用，钢筋混凝土浪费量极大；不符合文明施工要求，现浇式基础不可避免会影响周围环境，施工现场存在着噪声扰民，粉尘污染，施工环境不理想，产生建筑垃圾，影响文明施工要求。
2. 电力预制装配式混凝土基础研究技术分析
混凝土技术随着国家建设的节奏加快，在工艺、材料、型式上不断发展创新，施工方式也从传统的施工技术逐步向科学快捷方向发展，预制混凝土技术成为提高建设速度的有效手段，从发展的角度看，混凝土施工技术有逐步从传统的现浇筑方式向预制装配式混凝土结构方式发展的趋势。
我国还是以传统的现场浇筑混凝土方式为主，由于技术工艺原因，在混凝土预制件应用方面还比较窄，只在个别领域小范围地应用了预制混凝土技术。在欧美一些国家，在民用建筑领域和一些特殊的建筑领域应用预制装配式基础相对多一些。国内预制装配式混凝土技术主要在房屋、桥梁等个别方面局部应用，国内预制装配式混凝土技术主要展示在预制装配式模块化房屋、全装配式混凝土框架、预制节段装配式桥梁、装配式塔机基础等方面有相关的实用信息发布，在电力系统中应用的案例更少。目前，在电力系统领域已有装配式变电站、二次预制舱、装配式围墙在电力建设中应用案例，但针对变电站设备基础和输电线路杆塔基础采用预制装配技术的应用的信息很少，电力设备应用预制装配式混凝土基础，有很大的研究发展空间。我们从现场浇筑钢筋混凝土固定式基础的不足出发，提出电力设备基础应用预制装配设形式的设计理念，结合电力设备基础的设计要求，通过力学分析和优化设计，开发研究出受力合理、造价低廉、可重复使用的装配式电力设备基础，为电力抢修和正常使用提供重要保证。由于装配式基础是模块式组装式，便于安装、更换，在电力设备升级改造工程中有较大优势，可提高施工安全可靠性。
3. 电力设备装配式混凝土基础研究技术路线
预制混凝土装配式基础的研究，以缩短工期、降低现场施工成本，改善施工环境，提高工程标准为目标，达到快速抢修、停电过渡、冬季施工的要求，进而提高施工工效。具体研究技术路线是：①多方收集资料，编制设计方案。对以往变电站构支架基础、线路自立塔基础情况调查分析，考虑电力设施基础特点和运行要求，以及基础所在地形、地质等技术条件，进行设计方案的综合评估，确定预制装配式混凝土基础型式。②进行技术论证，将装配式基础的预制方案进行分析论证，选择设备基础型式进行受力测算分析，确定基础模块结构，要充分考虑两个阶段的耐受力，一是基础承受构支架安装时作用力；第二是基础承受设备自身重以及操作时产生的下压、剪切、倾覆等作用力。③基础链接装配方式进行关键分析设计，重点设计基础预制模块的链接铰件，考虑强度和安装方便要求，选择螺丝链接或者配合金属板链接的方式，在预制模块中预埋金属槽件，现场安装时用金属条板链接，并做好防腐处理。④进行装配基础图纸设计，确定装配基础施工方法和标准工艺，进行设计图论证，达到构件加工要求。同时进行装配模具设计和加工，组织装配模块预制加工，进行现场承载受力综合试验，最终形成可现场应用的成品。⑤在电力系统相关工程中进行试用，收集运行数据，录制视频资料。编制混凝土装配式基础技术报告、使用报告等技术资料，组织专家考评，进行完善改进，进而进行产品化推广应用。
4. 电力设备装配式混凝土基础技术特点
装配式基础以预制钢筋混凝土模块，以人工组装的方式，根据设备基础需求，对基础模块进行现场装配 。此项技术的应用，能高效、简便地完成设备基础施工，有如下特点：①缩短作业时间，现场安装工期短。由于装配式基础在工厂加工制作完毕，运抵现场后，仅需对施工现场的地基稍作处理，即可拼接安装，无需浇捣和养护，大大缩短了基础施工时间。改、扩建工程可以大大减少停电时限，为用户提供了更多的供电时间。②基础工艺质量高，标准化化程度高。由于装配式基础为工厂标准化生产，实现了专业化流水作业，制作、养护条件优越，质量有可靠保证，其构件之间采用高强预应力链接铁件连接，模块之间实现无缝隙连接，螺栓定位精准，整体性好，基础质量有可靠保证。③基础建设成本低。由于装配式基础为工厂化预制，现场装配，可以重复使用，利用率高，无需每次安装都绑扎钢筋、支模、现场浇注混凝土，从而使基础建设摊销费用大大降低。④基础部件可更换使用，模块通用性铰强。在设计之初就考虑基础要有应用的广泛性、整体的通用性，确定了整体通用，局部多样的原则。针对不同地脚规格的设备支架，制作多种规格上部混凝土模块，安装时根据不同设备要求，只需更换上部模块即可，下部可直接采用通用基础模块部分。⑤预制装配基础利用率高，可以重复使用。把基础设计成通用模式，可用于不同设备的基础，充分考虑重复利用问题，旧基础可以挖出移到别处再利用。一旦某工程改造，设备基础移位，预制混凝土装配基础可运至新位置使用。⑥符合文明施工和环境保护的要求。由于现场没有湿作业，不产生建筑垃圾，现场装配没有噪音、粉尘，对周围环境影响小。基础采用现场装配，方便组织施工，能够保持施工现场良好的作业环境、卫生环境、工作秩序和规范施工现场的场容。⑦预制基础适用范围广，便于大范围推广应用。预制装配式基础适用于220kV及以下各个等级的变电站开关、刀闸、CT、PT、避雷器、母线桥等设备构、支架基础，可根据构、支架形式和荷载的变换，经过作用力分析，调整装配式基础模块。
5.结语
预制装配式基础替代了传统现浇筑施工方法，时效更高，可以消除基础现场湿作业的很多弊端。预制装配式基础具有施工方便，减少了现浇结构的支模、拆模和混凝土养护等时间，施工速度大大加快。现场没有湿作业，减少施工扰民，更可以减少材料和能源浪费，有良好的技术经济效益。装配式基础对安装环境没有特殊要求，冬季也可施工，运行环境全天候，推广应用范围更加广泛。可广泛应用在电力生产的大修、技改工程、基建的变电站建设工程、事故抢修的应急工程等领域。电力设备应用预制装配式基础，有利于国家电网工程投资成本的控制，符合国家电网建设发展方向，有利于国家促进环境保护，符合国家发展节能减排的产业政策，有利于缩短工程建设周期，提前为用户供电，提升了整体社会经济效益。