特高压换流站项目土建工艺策划与选型

特高压换流站项目土建工艺策划与选型[摘要] 随着“碳达峰、碳中和”目标和“推动形成适合中国国情、有更强新能源消纳能力的新型电力系统”规划的提出，以及双碳目标“1+N”政策的陆续出台，预计“十四五”期间，以风电、光伏大基地建设的大力建设将极大提高跨区域、跨省大规模输送新能源电力需求，对电网输送和安全可靠运行能力提出新的要求。

特高压直流输电工程作为主要用于送受关系明确的远距离大容量输电以及部分大区、省网之间的互联，建设需求必将随之增加。

本文以白鹤滩-浙江±800kV直流输电工程浙北换流站为论述对象，详细介绍了±800kV直流场、500kV交流场、500kV GIS室、500kV交流滤波器场、换流区等区域的土建工艺策划及选型，对类似换流站土建施工有较强参考意义。

关键词：特高压换流站项目施工工艺技术1工程概况白鹤滩～浙江±800千伏直流输电工程的建设，符合国家“西部大开发”战略，符合国家大气污染防治行动计划，是落实“西电东送”能源战略、落实科学发展观、走可持续发展路线的一项重要举措。

白鹤滩-浙江±800千伏特高压直流输电工程起于四川布拖换流站，止于浙江浙北换流站，途经四川、重庆、湖北、安徽、浙江5省（市），长度约2140.2公里。

受端浙北±800千伏换流站站址位于浙江省杭州市临平区运河街道梅家河村西侧,本期工程总征地面积392.5亩，其中围墙内占地305.7亩，全站总建筑面积32226.4m2。

浙北±800千伏换流站额定换流容量8000MW，安装换流变28台（4台备用），500/220千伏变压器2台，500千伏远期规划出线10回，本期出线8回(高端4回,低端4回)。

2特高压换流站的布置特点换流站主要由换流阀、换流变压器、平波电抗器、直流滤波器、直流开关设备、交流滤波器、无功补偿装置、交流开关设备等一次设备，控制和保护装置、通信设施等二次设备，以及采暖通风、阀冷却系统、供水系统等辅助设施组成。

总平面布置上，换流站基本按阀厅及换流变区、交流滤波器场、交流开关场、直流开关场分区布置电气设备，相对应布置土建建构筑物。

3特高压换流站的建设特点3.1 项目施工质量要求高由于特高压换流站在电网中骨干节点的位置，故而在实际运行中必然表现出了较高的质量要求，尤其是对于换流站施工建设中涉及的一些核心环节，如GIS设备基础防沉降、GIS室及阀厅钢结构防火、防尘、阀冷水池防渗防漏这些关键工艺，更是需要进行重点关注，促使其能够施工质量可靠，避免质量隐患缺陷出现。

作为项目总承包单位，也有责任有义务交付高品质的产品，满足后期运维要求。

3.2 项目建设工期要求紧特高压换流站的施工建设表现出了较为明显的工期紧张的特点。

根据以往换流站项目工期统计，普遍建设不到二十个月，白浙特高压工程从开工到正式投运甚至只有短短十四个多月工期。

在短短十几个月内完成土建施工，设备安装及调试并最终交付，工期紧张程度可见一斑。

在施工管理过程中，如何克服施工与采购、安装交叉的紧迫性，结合特高压换流站的施工流程进行有效把关控制，提升整个施工操作的流畅性效果，成为贯穿换流站项目始终的课题。

3.3 项目建设安全风险大根据特高压换流站项目自身的属性特点，项目存在高支模、钢结构、深基坑等 37 号令（31 号文）《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》的内容，同时在施工建设中表现出较多的安全隐患问题，如机械设备方面的安全隐患、用电方面的安全隐患以及消防系统方面的安全隐患等等。

3.4 项目施工难度大对于特高压换流站建设施工项目的有效管理而言，相应施工技术手段的操作落实还存在着较为明显的复杂性特点，如防渗防腐施工、深坑围护施工、高空钢架拼装吊装施工、高大薄壁剪力墙等等。

这种结构复杂性也就很容易导致其在施工操作中表现出较多的问题和故障，进而也就需要从管理层面进行不断约束和控制。

4特高压换流站项目土建工艺策划与选型特高压换流站项目在施工过程中会遇到各种变化，影响到计划进度。

为了达到“工期的如期完成，施工安全受控，质量优良，争创国家优质工程金奖、鲁班奖”的目标。

进行“特高压换流站项目土建工艺策划”与“选择先进优良的施工技术”就显得尤为重要。

根据项目不同构筑物的不同特点，为了缩短工期、节约成本、保证质量及安全等方面综合考虑。

浙北项目从以下方面进行了“土建工艺策划”及“技术选型”。

4.1 合理安排施工工序根据换流站站用电投运、交流系统带电投运的节点顺序，并结合各项目的工程量大小，在工程开工时全场雨水管网、道路基层施工的同时优先安排GIS室基础这一重要项目同步施工，并作为施工重中之重对待。

由于交流系统带电要求，500kV交流场、500kV交流滤波器场相关设备基础、电缆沟、继电器室应应重点安排施工，应本着施工一区交安一区的原则，为安装单位提前进场做好准备。

在500kV滤波器场，因围栏内设备基础工程量巨大，后期安装介入较早，也安排专门班组优先介入施工。

在换流区域，优先完成控制楼（含阀冷水池）、事故油池等深基础/坑的施工，再施工换流变/防火墙基础施工，然后开始控制楼、防火墙上部结构的施工。

由于阀厅为钢结构厂房，虽然基础及地坪可较晚施工，但应尽量安排优先施工完成，其成型的地坪可作为施工临时堆场，对提升安全文明施工形象有较大帮助。

4.2 合理布置施工道路及机具换流站设计永久道路较多，施工期间的道路可采用永临结合方式。

由于换流区一般位于换流站中间位置，应优先完成换流区环形道路的修建，根据滤波器场、交流开关场、直流场在其周边布置的原则，可从换流区环形道路分步完成连接道路的修建。

换流站内的建构筑物较多，包含大量设备基础和建筑物。

在换流区，由于换流变压器基础及防火墙的混凝土量非常大，特别是防火墙高度较高、长度较长（浙北站阀厅采取“背靠背”布置方式，即由西向东依次为极2 高端阀厅及极2 辅控楼、极1/极2 低端阀厅及主控楼、极1 高端阀厅及极1辅控楼，每个阀厅换流变压器侧与换流变压器之间均采用钢筋混凝土防火墙，其中高端防火墙长86.2m，高29.52m，低端防火墙长76.5m，高21.5m），因此在每个阀厅布置塔吊方便施工。

浙北站在每个高端阀厅内部中间位置，在每个低端阀厅的外侧沿长方向中间位置均设置一部QTZ80塔吊，以满足换流变、阀厅及防火墙基础，防火墙及控制楼上部结构的施工。

在±800kV直流场、500kV交流场、交流滤波器场除继电器室、GIS室外均为大量设备基础，由于每个工作面需吊装作业时间不长，不需单独设置塔吊，施工中只需临时使用汽车吊、随车吊即可完成施工作业。

同时由于这些场地的面积非常大，为便于钢筋、木工的就近加工，在征得业主单位同意情况下，可在每个区域设置临时加工场，但应注意做好施工期间的围挡和文明施工工作。

4.3 ±800kV直流场、500kV交流场、500kV交流滤波器场土建工艺选择与技术选型在±800kV直流场、500kV交流场、交流滤波器场均设计为大量设备基础、电缆沟，其中设备基础包括大量构支架基础、电抗器基础，均要求外露部分达到清水混凝土效果。

为保证清水基础的施工，结合工程量首先应选择合适数量的施工班组进场，其中每个班组应配置有丰富经验的木工、浇筑工。

在选择模板方面，优选2440*1220*15mm黑色双面覆膜板作为主要清水模板，经现场施工反复确认该模板可使用不超过4次，清水效果和经济性均能得到保证。

针对大量圆形电抗器基础模板，定制了定型钢模作为之用。

浙北站滤波场共有84组Φ2942小电抗器基础和24组Φ3742大电抗器基础，现场分别定制了3套和1套定型钢模，基本可保证浇筑进度。

浙北站±800kV直流场、交流滤波器场电抗器基础均设计为筏板础+电抗器支墩形式，由于电抗器防发热要求底部基础一定范围内不能有闭合环路的钢筋或其他金属构件，由于筏板钢筋均为通长，无法避免闭合回路。

为了解决此问题，所有电抗器基础支墩所在筏板处一定范围内上下层钢筋绑扎时，均采用5cm长硬塑PVC管套在钢筋交叉点处，并采用塑料扎带绑扎牢固，通过此措施有效解决了钢筋闭环回路的问题。

由于换流站工期紧张，电缆沟、建筑物散水、操作便道均工程量巨大，为避免竣工后地基不均匀沉降造成的表面开裂，浙北换流站全部采用预制电缆沟压顶、预制散水、预制操作便道面砖进行施工，不仅有效施工期间加快了施工速度，施工效果更加良好，而且积极响应了国家大力推行的装配式建筑物的号召。

4.4 500kVGIS室土建工艺选择与技术选型浙北换流站500kV GIS基础采用GIS室基础与GIS设备基础共筏板设计：一次浇筑筏形底板，厚度800～2250mm，采用C35混凝土；二次浇筑底板支墩，厚度455mm，采用C35混凝土，筏形底板需预留插筋12@500，L=800mm，梅花形布置；三次浇筑支墩面层，厚度245mm，其中GIS室采用杯形基础、GIS基础采用支墩。

GIS基础长285m，宽16.6m，为解决施工与变形问题，在沿GIS基础长方向共设计7条后浇带，后浇带浇筑C40补偿收缩混凝土。

GIS基础为换流站重要的大型钢筋混凝土基础，基础筏板属大体积混凝土，根据设计要求，本工程每段GIS筏板基础混凝土采用一次浇筑成型。

每段筏板浇筑采用一台汽车泵从长方向一侧向另一侧推进的浇筑方式。

基础混凝土下料应分层进行，一个坡度，薄层覆盖，循序推进，一次到顶，自然流淌形成混凝土坡的浇筑施工方法。

分层厚度不得超过300mm，上层混凝土应在下层混凝土初凝前进行覆盖。

每段GIS筏板基础混凝土浇筑应一气呵成，严禁因任何原因而造成混凝土冷缝甚至施工缝现象发生。

为了保证GIS筏板基础大体积混凝土的施工质量，特采用以下施工保证措施：①、采用水化热较低的P42.5普通硅酸盐水泥；充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。

水泥3d的水化热不宜大于240KJ/Kg，7d的水化热不宜大于270KJ/Kg。

②、大体积混凝土“蓄热保温养护”法混凝土初凝时，进行基础表面混凝土二次捣固和表面压实抹平收光，防止混凝土表面收缩，混凝土终凝后采取“蓄热保温保湿养护”法进行混凝土养护，使其混凝土内部温度缓缓下降，充分发挥徐变特性，减低温度应力；即在混凝土表面上先覆盖一层湿毛地毯，然后在其上严密地覆盖一层塑料薄膜。

③、混凝土施工后的测温施工中对GIS基础筏板两侧大于1m厚度处的中间沿长度方向每12m左右布置1个测温点（每段浇筑长度约35m，即每段沿长度方向布置2个点，两侧共4个即可），每个测温点预埋上中下三处电子测温线。

每组测温线的底部分别位于基础的上中下层,上层距离基础表面50㎜左右,下层距离垫层50㎜左右。

混凝土浇筑完毕后派专人作好大体积混凝土实测温度值记录和温度升降曲线，分别计算出各降温阶段的混凝土温度收缩应力。