淺談光熱發電工程定日鏡基礎施工精度控制

李自榮

摘 ?要：太陽能光熱發電是新能源利用的一個重要方向。太陽能光熱發電是太陽能利用中的重要項目之一，只要將太陽能聚集起來，加熱工質，驅動汽輪發電機即能發電。太陽熱發電與光伏發電相比，效率較高，技術比較成熟，因此當時許多工業發達國家都將太陽熱發電作為重點，投資興建了一批試驗性太陽能熱發電站。作為新興的能源，在土建施工中對灌注樁的精度控制要求較高，土建工程的精度在很大程度上決定了定日鏡安裝精度意義重大，筆者通過在共和光熱發電項目中的實踐所積累的灌注樁施工精度控制經驗，與大家一同探索研究。

關鍵詞：光熱發電項目;灌注樁;精度控制

中圖分類號： TK513 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 工程概況

1.1 工程概述

某50 MW塔式光熱發電項目位于青海省某生態太陽能發電園區內，該工程定日鏡基礎采用混凝土灌注樁基礎，基礎施工內容包括設備安裝預留的埋件、錨栓的預埋施工。

1.2 地質概況

1.2.1 地層巖性及特征

根據工程地質調繪和勘探成果，場址區勘探范圍內為第四系堆積物，場址區地層由上至下依次為粉土層、圓礫層、細砂層及粉質黏土層等。鉆孔成孔難度較大。

1.2.2 水文地質

工程區屬高原大陸性氣候，具有降水稀少、蒸發強烈、氣候干燥、溫差大和日照時間長等氣候特點。

根據區域水文地質資料和現場勘查，工程區內水文地質條件較簡單，地表水不發育。地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙潛水，含水層為細砂層，含水層厚度較大。

根據勘探成果，場址區季節性凍土帶內地層主要為粉土層、圓砂層及細砂，凍結期地下水埋深大于1 m，季節性凍土帶內土層含水量低，一般呈干燥或稍濕，凍脹等級為I級，凍脹類別為不凍脹。

2 定日鏡基礎精度控制

2.1 建立施工控制網

施工控制網的建立有8個要點。1）根據施工總平面圖上的坐標位置、基線、基點的相關數據，城市水準點或設計圖紙上指定的相對標高參照點，用GPS、全站儀、經緯儀、水準儀、鋼尺進行網點的測設。2）測量按先整體后局部的工作程序進行。3）先在整個建筑場地內建立統一的控制網，作為各建（構）筑物的定位、放線的依據。4）根據施工控制網進行各建筑物定位測設。5）施工控制網點的測量，應進行閉合誤差校核，誤差值在1/5000內，可按比例修正，超出允許誤差值時，應復測。6）使用經緯儀測設施工控制網點時，測量應不少于一個測回（往返測為一個測回）。7）建立施工平面控制網使用鋼尺量度時，應將鋼尺兩端盡可能保持在同一水平高度后方可進行量尺。8）統一施工控制網點，水準點及建（構）筑物的主軸線等控制點標志設置牢固、穩定，不下沉、不變位，并用混凝土保護，重點的標志和環境保護需要，可加欄圍護。

2.2 定位放線研究

2.2.1 制作并使用坐標誤差控制鋼架

灌注樁位定位放線時，在中心坐標兩側引出2個與中心點同距離的控制點，用于后期控制混凝土澆筑時人為導致的中心坐標偏差;利用2個控制點固定鋼架，再利用鋼架的中心控制灌注樁中心坐標。具體如圖1所示。

2.2.2 制作并使用預埋螺栓定位架

每個灌注樁預埋8根M16螺栓，為保證8根螺栓位置的準確，制作用于定位螺栓位置的法蘭盤，并在法蘭盤上焊接套管，套入螺栓，保證螺栓的垂直度，同時也避免了混凝土污染螺栓，如圖2所示。

2.2.3 制作并使用螺栓方位找正尺

設計要求8根預埋螺栓相對的2根螺栓中心線與地理正南正北連線平行，這就需要進行羅盤校正。用約1 m左右無磁鋁制方形管制作找正尺，方管一頭固定羅盤，用于測量正南、正北。具體如圖3所示。

3 定日鏡基礎鉆孔質量控制

3.1 鉆機選型

根據招標文件提供的地質情況以及考慮設備移動便捷，選用自制灌注樁造孔設備：主要選用螺旋鉆機。

3.2 鉆孔施工工藝

鉆孔施工工藝有4個要點。1）鉆機施工：鉆機就位前，須將地基墊平，精心調平，確保施工中不發生傾斜、位移。2）成孔：下鉆時應注意先鉆頭垂直吊穩后，再導正下入孔內。當發現塌孔、斜孔時，應及時處理當樁凈間距不滿足規范（小于3 d）時，應采用跳鉆方法。3）清孔：鉆進到設計深度后，應立即清孔，采用鉆頭撈渣法。4）檢孔：終孔檢查孔深和孔底土渣采用標準測錘檢測。

3.3 鉆孔質量控制要點

鉆孔質量控制有7個要點。1）鉆桿應保持垂直穩固，位置正確，防止因鉆桿晃動引起擴大孔徑。鉆進速度應根據電流值變化，及時調整。2）鉆進過程中，應隨時清理孔口積土，遇到塌孔、縮孔等異常情況時應及時處理。3）根據電流值或油壓值，調節擴孔刀片切削土量，防止出現超負荷現象。4）開挖料及時運離基坑，堆放位置距距基坑最小距離不小于3m。5）基樁施工完成以前，應嚴防雨水、地表水以及施工生活用水流入基坑內。6）擴底直徑應符合設計要求，經清底掃膛，孔底的虛土厚度應符合規定。7）成孔達到設計深度后，孔口應予以保護。

4 結語

利用自制工具提高灌注樁基礎施工精度方法操作簡單，工具輕便易攜帶，控制效果顯著。“坐標誤差控制鋼架” 兼顧造孔精度控制和澆筑精度控制。“預埋螺栓定位架” 和“螺栓方位找正尺”避免了工人反復操作卻無法達到精度要求，提高了灌注樁施工效率，解決了預埋螺栓埋置精度無法控制的難點，取得了較好的經濟效益，希望在以后類似光熱項目中推廣應用。

參考文獻

[1]蒲華豐，丁永健， 徐能，等.步進伺服驅動器在定日鏡控制器中的應用研究[J].能源研究與管理， 2018（1）：38-40，44.

[2]塔式太陽能光熱發電無線網絡控制系統的研究[D].華北電力大學，2015.