“根深則葉茂，本固則枝榮。”這句古訓在科研領域同樣熠熠生輝，唯有扎實的基礎研究，方能孕育出創新的碩果。做科研，向下扎根，才能向上生長！是需要專業技術人員保持“進”的耐力，“強”的信念，“勝”的目標，在“深鉆”和“研透”、“積累”和“提升”、“真知”與“篤行”中把握科研創新的“脈動”，始終朝向科研創新最前沿、生產第一線，以勝人者先自勝的眼光、信念與心氣，凝聚“破題”之識，展現“破壁”之銳、提升“破圈”之能。依托科研成果，對一線生產的各項重難點工程不斷講究提質增效、明確管理方式、優化服務流程，讓科研創新引領一線生產，讓科技創新成果生根、落地。近日，中國能建中電工程陜西院科研團隊歷經三年潛心鉆研，成功完成《330千伏地下變電站復合體系整體性能研究》，并順利通過權威專家評審，標志著陜西院在地下變電站設計理論與建造技術上邁出了堅實的一步。

　　該科研項目聚焦于解決地下變電站設計與施工中的關鍵難題，通過系統性研究與創新，成果得到了行業內外的高度評價。專家評審團一致認為，項目所取得的學術論文、實用新型專利等成果，不僅滿足了項目考核指標，更在整體上達到了國際先進水平，部分技術達到國際先進水平。目前，研究成果已在城南330千伏變電站項目中得到有效應用，為工程的順利推進提供了堅實的技術支持與施工指導。

　　項目專業技術負責人董淑卿回顧道：“面對工程實踐中的技術挑戰，我們以《330千伏地下變電站復合體系整體性能研究》為突破口，旨在攻克型鋼混凝土結構體系首次在地下變電站應用、以往工程設計及施工中的重難點問題。這一科研成果不僅為制約地下變電站設計的核心難點提供創新思路、構造措施和施工專項方案，也為《地下變電站技術規程》的修訂提供了重要理論支撐。”

　　研究緣起，破舊立新

　　自2007年以來，陜西院持續專注于地下變電站的設計與研發，足跡遍布西安及烏魯木齊的多條地鐵線路，成功設計并建成投運了十余座地下變電站。這一系列項目不僅積累了寶貴的工程經驗，還促使陜西院組建了一支涵蓋多專業的核心技術攻關團隊。

　　結合開展的10余座地下變電站設計經驗，項目組發現采用常規鋼筋混凝土結構體系面臨諸多的技術瓶頸難題，針對大跨度、重荷載及復雜受力環境，傳統設計方法往往帶來截面尺寸過大、開挖成本增加、有效空間受限等問題。加之地下結構抗震性能指標的研究不足、地下結構抗浮設計標準不明確，以及大體積混凝土澆筑時的裂縫控制難題，這些都構成了亟需破解的關鍵挑戰。

　　為應對上述難題，項目組在立項前期進行了廣泛調研及咨詢，針對當時的國內外研究現狀，對研究內容及預期成果進行仔細分析、反復斟酌，陜西院項目組與西安建筑科技大學緊密合作，以陜西院深厚的工程實踐為依托，結合高校的科研優勢，依托陜西院設計的全國首座330千伏半地下變電站——城南330千伏變電站工程開展科研研究。2021年5月，科研組啟動了三項核心課題，分別聚焦于結構優化設計、抗浮性能研究及大體積混凝土的溫度與裂縫控制。

　　歷經近三年的攻堅克難，至2024年3月23日，科研組的成果順利通過了行業專家的評審，意味著陜西院在地下變設計領域取得關鍵性核心技術成果，不僅解決了工程實踐中的技術瓶頸，更為未來地下工程的設計提供了前瞻性的指導和參考，有效夯實陜西院“地下變電站”傳統特色品牌，助力陜西院高質量轉型發展。

　　拓展寬度，耕植深度

　　城南330千伏變電站，坐落于城市腹地，其建設背景復雜多變，考驗著項目團隊的智慧與毅力。項目地塊緊鄰雁塔110千伏變電站，周圍是密集的居民區、高層建筑與繁忙交通，空間狹小且施工環境受限。加之地下水位接近地面，主體結構深挖作業對安全與環保提出了嚴苛要求。同時，還需周密考慮與周邊330千伏市政頂管隧道、110千伏電纜豎井、主變設施等既有設施的協調，確保安全距離與結構穩定。在有限的地下空間內，如何高效運輸、安裝大型設備，同時有效管控噪聲、振動與電磁輻射，成為項目組必須面對的挑戰。

　　面對城南變電站的復雜現場，項目組不僅要考慮基坑支護、周邊環境穩定、結構體系、抗浮防水、耐久性、經濟性等多維度的設計與施工技術，更要在此基礎上實現科學合理的電氣布局，確保結構安全、穩定與可靠。這無疑是對項目組綜合能力的一次嚴苛考驗。

　　為確保城南330千伏變電站的順利建設，項目組在初步設計收尾階段積極引入外部專家力量，與西安建筑科技大學緊密合作，共同探索解決方案。雙方從優化創新的角度出發，細致考量施工安全與現場施工組織措施，最終因地制宜地確立了城南變電站的結構體系：型鋼混凝土扶壁式外墻+鋼管混凝土框架柱+型鋼混凝土梁的創新組合。這一設計不僅巧妙化解了復雜環境下的設計和施工難題，更為同類項目提供了可復制的成功模式。

　　群策群力，共克難關

　　項目從最初的立項到順利驗收，歷時近3年，歷經第一階段的理論研究，第二、三階段的試驗方案制定、試件制作和加載，第四階段的試驗數據整理、數值模擬分析和撰寫總結報告。

　　項目組成員每月定期向陜西院匯報進展，確保科研活動的透明度與效率。在項目專業負責人周密部署下，團隊成員每周緊密溝通，共享設計中的挑戰與突破，共同攻克難關。面對三個課題的試驗方案制定，項目組成員吳桐分享道：“我們曾陷入長時間的討論與探索，受限于實驗室條件，一些設想難以付諸實踐。經過與西安建筑科技大學一個月的深入交流與反復推敲，我們轉變思路，最終優化并提高了試驗方案、試件數量及預期成果，實現了合同目標的超越。”

　　科研理論與試驗研究的高效推進，顯著加速了城南變電站施工圖的設計步伐。談及主體結構設計，佘陽陽提到：“城南主體結構的節點設計，不僅遵循現行規范與圖集設計理念和原則要求，更在科研成果的驗證基礎上，緊密結合工程實際，大膽創新。面對梁柱節點的復雜性，我們逐一克服因設備功能差異性布置引起各個節點的荷載與受力不同，導致每個節點具體梁柱設計方案均不同，由此帶來的設計難度也逐步提升。同時，為滿足底板防水完整性及受開挖深度的限制，現行圖集沒有完全一致可供參考的節點做法，我們運用ABAQUS有限元模擬分析，針對型鋼混凝土柱和鋼管混凝土柱柱腳節點創新性設計出符合工程實際的27個鋼管混凝土柱腳和12個型鋼混凝土柱腳節點，運用軟件的模擬分析充分展現了設計的科學性與實用性。”

　　節點設計的成功，只是邁出了關鍵的第一步。接下來，項目組面臨著節點吊裝、施工與運輸的嚴峻考驗。通過與業主、監理、施工方及鋼構廠家的密切協作，團隊進行了詳盡的運輸與吊裝模擬，靈活調整構件拼接位置，確保符合規范與圖集要求。作為城南變電站土建主設計人兼工地代表，徐剛自豪地表示：“我們設計的節點連接方式不僅合理、合法、合規，而且經現場驗證，其實際操作性極強，完全符合公路運輸的限高、限寬標準。如今，地下主體結構已順利封頂，這是對我們科研成果與設計智慧的最好證明。”

　　喜結碩果，引領方向

　　項目組經過前期的科研鉆研和歷時26個月的城南變土建施工圖設計，面對現行圖集中未能提供完整適應工程實際需求的多種復雜連接方式，項目組查閱了大量的規范、圖集、學術文獻，并結合科研成果，通過模擬分析和實踐驗證，最終依據城南項目現場實際情況，項目組在結構體系、節點連接設計、施工模板支撐和抗浮設計等方面取得了一系列創新成果。目前，項目組已取得實用新型專利7項，向國家知識產權局提交發明專利9項（均在公示階段），取得軟著3項，主導完成修編《地下變電站設計規程》1本，發表了4篇專業論文，其中一篇榮獲《能源工程技術》雜志2022年度優秀論文獎。基于科研成果，項目組完成《地下變電站型鋼混凝土組合體系設計技術研究》和《地下變電站大體積混凝土溫度與裂縫控制理論方法研究》課題各1本，總結出型鋼混凝土扶壁式外墻+鋼管混凝土框架柱+型鋼混凝土梁組合體系、大體積混凝土設計與施工方法建議和結論，為科技成果轉化、推廣和應用奠定堅定基礎。

　　該科研項目的順利開展和結題驗收，意味著深入城市負荷中心的地下變電站在結構體系選型、抗震設計計算、抗浮和大體積混凝土澆筑等關鍵點研究有了實質性突破，研究成果將引領地下變電站結構體系的發展方向，可供工程設計和施工技術人員借鑒參考，為今后科研、設計和施工的進一步發展創造一定條件，具有很好的技術經濟效益和應用推廣性，可為陜西院拓展新業務領域提高技術支撐，為地下變相關領域業務工作提供有力支持。

　　欲有破竹之威，更需扎根之力。種子在發芽之前，必須經歷長久的沉寂，深埋在地，周圍是一片黑暗。科研探索、科研創新、科研發展的道路，也是一樣。創新方向決定“地下變”的發展道路，發展道路決定“地下變”的核心競爭力。從始至今，項目組永遠保持仰望星空的期許，從不放棄求知探索和砥礪前行的渴望。以理想做燈，照亮漫漫前路，不論山高水長還是荊棘遍布，都始終向下扎根、向上生長，堅定不移地為夯實陜西院“地下變電站”傳統特色品牌作出自己的貢獻，進一步有效助力陜西院“兩商”轉型高質量發展！