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1、1慈云 220kv 变电站部分地面和基础大修可行性研究报告可行性研究报告河南同力电力设计有限公司建设部颁证书等级及编号：甲级 A1410023002012 年 5 月 河南同力电力设计有限公司 河南金驹彩铝有限公司 110kV 金驹变电站新建工程11目目 录录1、工程概述1.1、慈云 220KV 变电站概况1.2、慈云变部分地面、基础、护坡及围墙沉降现状1.3 大修项目概况1.4 设计方案制定依据2大修工程的必要性2.1 部分地面和基础沉降原因分析2.2 部分地面和基础沉降发展趋势估计2.3 部分地面和基础大修必要性3 大修预期目标与技术经济原则4、部分地面和基础、护坡及围墙大修技术方案选择4
2、.1、大修技术方案适用性4.2、项目可选技术方案4.3、技术方案比选4.4 结论5 部分地面和基础、护坡及围墙大修方案5.1 部分地面及基础大修方案5.2 护坡大修方案5.3 围墙大修方案6 工程进度安排27 费用估算7.1 概述7.2 编制原则和依据7.3 投资估算表及附件8图纸资料3慈云220kV 变电站部分地面和基础大修可行性研究报告可行性研究报告河南同力电力设计有限公司建设部颁证书等级及编号：A1410023002012年5月41 1、工程概述、工程概述1.11.1、慈云、慈云 220KV220KV 变电站概况变电站概况慈云 220KV 变电站（以下简称慈云变）地处郑州西部约 50 公
3、里处，位于荥阳市的高山镇和巩义市的小关镇交界处，占地 46 亩。慈云变是郑州电网西部的骨干变电站，豫联电厂通过通过、联慈线并网，、鲁慈线通过鲁庄变电站连接首阳山电厂，、慈嵩线、慈峡线分别连接 500KV 嵩山变和及 220KV 峡窝变，110KV 系统主要供应当地工农业用电。慈云变主变容量为 2240KVA，,220KV 出线 7 回，110KV 出线 7回（终期 12 回） ，10KV10KV 电容器 68.1Mvar。220KV、110KV 均为双母线接线，220KV 配电装置为户外支持管母中型布置，110KV 配电装置为户外 GIS。慈云变分两期建设，一期工程220KV 开关站于 200
4、6 年 11 月 14日建成投运，二期工程主变及 110KV 配电装置等于 2009 年 7 月 15日建成投运。慈云变站内分两个平面，220KV 配电装置布置在高平面，其余设备布置在低平面，两平面高差 2 米，110KV 配电装置位于回填区，最高回填高度约 8 米，围墙外部有约 9 米高的护坡，110KV 出线构架基础为桩基承台基础桩基， ，110KVGIS 基础为 110KVGIS 基础为条形梁式基础底，出线避雷器等设备支架基础为独立混凝土基础。站区总平面布置图见附图 1。1.21.2、慈云变部分地面慈云变部分地面、和和基础、护坡及围墙沉降现状基础、护坡及围墙沉降现状51.2.11.2.1
5、、地面、基础沉降现状、地面、基础沉降现状该变电站二期南侧 110KV 出线架构区域、避雷器支架安装区域和110KVGIS 设备区域水泥地面出现沉降和裂缝，整个区域地面沉降呈波浪形，局部开裂水泥地面下部已出现空洞；相对与原地面沉降值为0180mm，裂缝宽度约 4060mm。沉降面积约 480；其中110KV 出线架构采用桩基础，虽无明显沉降现象，估计其桩基础已承受较大的水平横向推力；避雷器支架基础采用天然地基独立混凝土基础，基沉降明显， ；110KVGIS 设备区域附近地面也有不同程度上沉降。局部开裂水泥地面下部已出现空洞，110KVGIS 基础为条形梁式基础，虽无明显沉降现象，估计条形梁式基础
6、下方局部已出现空洞范围不详现象。据业主介绍自 2010 年开始出现明显沉降和位移后，局部裂缝处采取灌注沥青进行处理，但处理后仍有较大沉降和位移发生。671.2.21.2.2、围墙沉降现状、围墙沉降现状变电站南侧围墙变形明显，局部已出现严重倾斜和鼓胀现象， 。围墙内侧后建的电缆沟槽也有变形。围墙外部边坡已采用土钉墙结合注浆8方法进行加固，现土钉墙表面多处出现裂缝，裂缝处采用灌浆方法进行处理，局部坡脚处坡度已近于垂直，整个边坡变形明显。见下图93、变电站内地面沉降和发生位移部位为填土区，自 2010年开始出现明显沉降和位移，局部裂缝处采取灌注沥青进行处理。1.2.31.2.3、护坡沉降现状、护坡沉
7、降现状10围墙外护坡南侧土钉墙出现多道纵向裂缝，部分坡脚出现滑移开裂现象，初步判定，该边坡有较大位移变、形和失稳趋势。（增加描述）111314151.2.41.2.4、坡脚沉降现状、坡脚沉降现状161.31.3 慈云变部分地面和基础、护坡及围墙慈云变部分地面和基础、护坡及围墙大修项目概况大修项目概况1.3.1、对变电站内地面变形和沉降严重部位采用注浆加固，范围为480m2。1.3.2、对采用天然地基地基设备支架基础及110KVGIS 基础进行注浆加固，1.3.3、增加并完善止排水措施：；110KV 配电装置区地面下增加300500mm 厚的3：7灰土隔水层，完善护坡内排水措施；1.3.4、南侧
8、围墙采取局部拆除重建，拆除长度约为150m，1.3.5、围墙外侧边坡采取增加预应力锚索+格构梁加固措施，边坡加固长度约170m。1.3.6、坡脚设置抗滑桩，完善坡面截排水系统的方法，对坡脚进行加固，边坡加固长度约170m。1.41.4 设计方案制定依据设计方案制定依据1）建筑地基基础设计规范（GB500072002）2）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）3）建筑边坡支护技术规范（50330-2002）5）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）6）混凝土结构设计规范（GB50010-20107）7）其他国家及地方有关规范或规程。8）慈云220KV变电站二
9、期扩建工程变电站护坡加固图纸，（新乡华源电力勘察设计有限公司，2008年3月）。179）现场踏勘结果。2 2大修工程的必要性大修工程的必要性2.12.1 部分地面和基础沉降原因分析部分地面和基础沉降原因分析本场地位于湿陷性黄土地区，本次需加固处理场地为湿陷性黄土填土区，填土厚度较大，局部填土厚度大于9.0m，因此场地土兼具湿陷性黄土和人工填土的双重特征。湿陷性黄土遇水后，力学性质指标急剧降低，而人工填土本身或在处理效果较差情况下具有松散、不均匀性、渗透性强和力学性质差等特点。雨季时，大量地表水自地表渗透进入填土中，由于本场地止水措施和及边坡截排水措施基本失效，因此地表水在人工填土继续下渗，加速
10、人工填土固结速度，使填土进经一步沉降固结，也使得人工填土的抗剪强度等力学指标迅速降低，由于场地内人工堆填湿陷性黄土的自身特点，使得场地填土发生剪切破坏和不均匀沉降。随着地表水下渗加剧，场地内地表裂缝进一步发展，场地内填土剪切破坏和不均匀沉降将进一步加剧，从而导致场地内避雷器基础下沉，场地内地表裂缝加大，场地南侧围墙和围墙外边坡变形和位移加剧。2.22.2 部分地面和基础沉降发展趋势估计部分地面和基础沉降发展趋势估计根据本场地目前现状和各构筑物结构特点，六月的郑州也即将迎来雨季，如果不采取措施对场地地基和边坡进行加固处理，场地内裂缝和不均匀沉降将进一步加剧，危及避雷器等装置安全，长期发展将导致南
11、侧边坡失稳，整个边坡发生滑动破坏，从而导致南侧围墙坍塌，场地内110KV 出线设备支架构和110KVGIS 设备发生移动而不能正常运行。2.32.3 部分地面和基础大修必要性部分地面和基础大修必要性18根据本场地现状，如不立即采取加固处理措施，地面沉降将继续发展，110KV 变电站内设备支架无法正常使用，南侧围墙会发生倒塌，围墙外边坡会发生失稳和滑动，最终将导致变电站内变配电设备无法正常使用或破坏。本变电站为郑州地区主要供电变电站，该电变电站一旦停运将对整个郑州市西部的用电带来极大的影响，鉴于此，从安全性角度分析和考虑，本项目应立即进行大修处理，且大修施工最好在今年雨季之前完成，至少也要在雨季
12、来临之前完成场区内变形严重的区域进行应急性大修。效能与成本分析3 3 大修预期目标与技术经济原则大修预期目标与技术经济原则本次地基加固处理和边坡加固预期目标，防止变电站内地面继续下沉，确保南侧围墙及边坡整体稳定性，从而大幅提高变电站运行的安全性和可靠性，从而对电网乃至社会产生巨大的经济社会效益。本次大修方案设计原则是安全可靠、技术先进、经济合理，简捷适用。4 4、部分地面和基础、护坡及围墙大修技术方案选择、部分地面和基础、护坡及围墙大修技术方案选择4.14.1、大修技术方案适用性、大修技术方案适用性1. 高压注浆是一种常用的地基加固处理方法，尤其对处理软土或软弱土地基时经常使用。该方法在国内有
13、很多成功案例，其处理后效果较好。结合本项目特点，场地土为人工堆填湿陷性黄土，适宜采用高压注浆法进行加固处理。对变电站内发生不均匀沉降和裂缝区域采取高压19注浆加固方法进行地基加固处理，并对场地内以人工填土作为地基持力层的设备基础进行注浆加固，同时完善以上区域的排水系统，将以上区域地面混凝土拆除，以300500mm 厚3：7灰土作为隔水层，并完善地面截排水系统，减少地表水下渗。通过以上措施提高场地内人工填土地基承载力，减小不均匀沉降或使沉降控制在规范要求范围之内，从而保证变电站内设备安全和正常运行。2.预应力锚索+格构梁结合抗滑桩方法在永久性边坡加固方面应用较为广泛，且加固效果较好。该法中预应力
14、锚索由于事先施加了预应力，因此对边坡加固属于主动受力，且坡面处于开放状态，自坡顶及坡面内渗入坡体地下水可以通过坡面和坡面排水系统排出坡体。目前边坡而本场地采用土钉墙进行加固，坡面排水系统基本失效。该方法中，土钉为被动受力，即在边坡发生变形破坏时土钉才发挥作用，且坡面处于封闭状态，自坡顶及坡面内渗入坡体地下水只能通过通过坡面排水系统排出除坡体，而当排水系统失去作用后，渗入坡体地下水只能被封闭在坡体当中，随渗入的地下水水量增加，孔隙水压力逐渐增大，从而加剧边坡变形破坏，导致边坡多处出现裂缝。因为场地土不均匀沉降和场地南侧边坡变形导致南侧围墙出现变形。根据本项目边坡特点，该边坡坡体主要由人工填土组成
15、，局部坡脚被开挖成近乎垂直，从边坡整体性安全考虑，该边坡宜采用预应力锚索+格构梁结合抗滑桩方法进行加固治理，并完善坡面截排水系统。该法较好解决了人工填土锚固力较小的特点，由于施加了预应力，该方法中支护结构为主动受力，结合坡脚抗滑桩抗滑作用，边坡整体安全性得到20保证，同时完善坡面排水系统，使得渗入坡体地下水能够及时排出坡体，对边坡稳定性更加有利。4.24.2、项目可选技术方案、项目可选技术方案变电站内注浆加固，完善边坡截排水系统；变电站内注浆加固，并完善止排水措施；南侧边坡预应力锚索+格构梁结合抗滑桩方法加固并完善边坡截排水措施；南侧围墙拆除重建。4.34.3、技术方案比选、技术方案比选变电站
16、内止排水措施实施。本项目中场地土为人工堆填湿陷性黄土，虽经过人工处理，但就目前场地出现情况来看，场地地基土土需进一步人工处理才能满足要求。但由于该土质自身特点，采取高压注浆处理后，如果不采取止水措施，处于高压注浆影响范围外土体在地下水作用下仍会产生不均匀沉降现象，从而导致地面出现裂缝，长期发展可能对采用天然地基作为地基持力层的设备基础产生不利影响，也可能对南侧围墙及边坡稳定性造成不利影响。采用3：7灰土作为隔水层处理后，地表水基本上无法渗入隔水层以下，对整个场地稳定性都非常有利。南侧边坡加固处理根据现场踏勘结果，该边坡目前已发生明显变形，多处出现裂缝，坡面排水系统基本失效，局部坡脚被开挖成近乎垂直，根据南侧边坡支护设计图纸资料及相关资料，边坡坡体主要由人工填土组成，原有支护体系结构采用土钉墙进行支护，坡顶为110KV 出线架构、避雷器和110KVGIS 设备等主要构筑物，如果仅对坡面排水系统进行完善，在地21下水不断作
