風電基礎工程中冬期施工技術的應用

黃緯 中電投電力工程有限公司

一、風電基礎項目的初步認識

（一）風電基礎的形式

風電塔筒屬于典型高聳結構，目前新風機塔筒高度從90～130 多米不等，國內最高柔性塔高度已經達到140m。風機基礎承受上部風機及塔筒傳來的荷載，其中主要荷載為較大的傾覆彎矩。

陸上風機基礎形式目前常見的有擴展基礎，帶肋梁擴展基礎等。基礎形狀有圓形和八邊形，以圓形為主，基礎底面直徑從15m至22m 不等。

圓形擴展基礎由三部分構成：基礎底板、棱臺及墩臺，依靠基礎及回填土自重抵抗較大的傾覆彎矩。

肋梁式基礎也有三部分組成，底版、肋梁及墩臺，區別于擴展基礎，采用肋梁取得棱臺部分。由肋梁和板共同抵抗截面彎矩。

基礎結構形式多為鋼筋混凝土結構。風電項目周期一般為一年左右，為了避免冬季吊裝時的不安全因素，很多風電項目的基礎施工周期在冬期。

（二）冬期風電項目的環境限制

我國三北地區風力資源充足，是建設風電基礎設施項目的最佳場所。但強風也意味著地形起伏，地形不平增加了工程難度。另外，施工時間是另一個大問題，工程一般在11 月份進行，北方已經進入寒冬，施工條件更加困難，施工周期將延長，投資資金將逐步增加，建筑材料將因氣候變化而受損天氣寒冷，大大降低了工程的安全性和耐久性。

二、冬期施工風電基礎工程的前期工作

冬期風電基礎工程的施工首先要保證工程質量，在保證相關的建筑材料能發揮正常的性能外，我們還要保證在冬季工人能提供正常的勞動力，在充分保證工程質量的同時，我們也要充分考慮工程預算，不能將代執行合同變成虧損合同。

要結合冬期施工的特點對需要使用的材料進行綜合分析，根據天氣的具體情況采取針對性的保護措施。在冬季氣溫較低且遇到降雪的情況下，施工現場的路面會比較光滑，要做好充分的防滑準備。在進行高空作業時，作業人員需佩戴安全裝備；雨雪天氣后施工時，必須對基坑施工、臨時用電等進行檢查，以確保作業安全。另外，冬季施工還應注意防火，應將易燃易爆物品按照規定存放，并且要在周圍安裝消防裝置。對于取暖和加熱設備，要做好日常巡查維護，避免過熱導致火災。

三、風電基礎工程中冬期施工技術的要點

（一）鋼筋工程

冬季進行鋼筋張拉和冷拉前，要根據環境溫度選用設備、儀表和液壓工作系統。

從事鋼材焊接的人員必須是持證專業人員，具有低溫操作經驗，熟悉冬期鋼材焊接工藝。焊接場地盡量布置在室內。如果需要室外焊接，請選擇環境溫度較高的時間段。鋼筋焊接環境溫度不宜低于-20℃，如遇暴風雪，應及時采取一定的防護措施。鋼筋未冷卻時，焊接部位不得接觸冰、雪和水。鋼筋加工成功后，應墊上木方，防止鋼筋直接接觸冷地面。

在負溫條件下使用鋼筋應加強管理和檢驗，鋼筋在運輸和加工過程中應防止撞擊和刻痕。

（二）混凝土工程

在冬期施工時應做好混凝土各種原材料的準備工作。采取保護覆蓋措施，拌制混凝土所用材料應清潔，不得含有冰、雪、凍塊及其他宜凍裂物質。根據情況摻加含有鉀、鈉離子的防凍劑，非加熱養護法混凝土施工時，所選用的外加劑應含有引氣組分或摻入引氣劑，含氣量應控制在3%～5%，鋼筋混凝土摻加氯鹽類防凍劑時，摻量不能大于水泥質量的1%，并且摻用氯鹽的混凝土應振搗密實，且不宜采用蒸汽養護。

混凝土原材料加熱宜采用加熱水的方法，骨料應提前備足料，有條件的話盡量運至有加熱設施的保溫封閉儲料棚或倉內備用。

混凝土在運輸和澆筑過程中應采取措施覆蓋保溫材料。由于風機基礎一般為大體積混凝土，所以在澆筑時應分層澆筑，且已澆筑層的混凝土在未被上層覆蓋前應不低于2℃。

混凝土基礎內應設置溫度監測點，監測混凝土里表溫差，降溫速率，環境溫度等，如里表溫差大于25℃時，將采取增減保溫覆蓋的方式控制溫差，當混凝土表面溫度和大氣溫差不大于20℃時方可拆除保溫覆蓋。

（三）暖棚搭設和加熱措施

冬期施工為了進一步減少低溫因素的不利影響，采取在基礎周圍搭設暖棚等措施，借助于暖棚的保溫效果形成一個良好的溫度環境，避免施工過程中低溫環境對于基礎施工活動的不利影響。從實際情況來看，在基礎施工過程中，需要根據冬期的氣溫情況，對暖棚的搭設時間和位置進行判定，同時為了確保混凝土質量，可以在混凝土攪拌站設置彩鋼板房進行必要的保溫處理。為了保證保溫暖棚的結構強度和穩定性，通常選用腳手管或角鋼拼裝加固暖棚骨架，用厚帆布包裹增強保溫棚的保溫性能。為了增加暖棚的實用性，在基坑出口位置設置人員設備進出通道。對于基坑的保溫可在基礎澆筑前，設置無煙焦炭取暖爐，進一步提升暖棚內部的溫度，是暖棚內各處溫度處于5℃以上，并且設專人監測暖棚內溫度，選擇具有代表性位置布置測溫點，每晝夜測溫不少于4 次。

在混凝土養護期間應設置煙囪將煙或燃燒氣體排至棚外，并應采取防止煙氣中毒和防火的措施。

四、結論

冬期施工技術在風電基礎工程中的應用是綜合性的。通過前期的施工準備、后期的材料加熱和施工過程中的保溫措施，分析了冬期風電基礎工程施工的現狀。對工程質量進行嚴格的把控，引進先進的技術和設備，通過最新的施工工藝和管理方法，結合與施工有關的規范要求進行冬季施工，以保證冬季施工的順利進行。