風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的土建施工

張永飛

摘 要 風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的土建施工是風(fēng)電場建設(shè)工程項(xiàng)目的重要一環(huán)，風(fēng)電建設(shè)工程因其特有的地理環(huán)境約束和技術(shù)要求，使得風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的土建施工過程中存在許多難題與挑戰(zhàn)。本文以提高風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的土建施工質(zhì)量為目的，針對風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的土建施工中存在的現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行了較深入地剖析，并提出了相應(yīng)的解決思路與措施，為現(xiàn)階段風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的土建施工實(shí)踐提供了一定的借鑒。?

關(guān)鍵詞 風(fēng)電場建設(shè) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)建設(shè) 混凝土澆筑

中圖分類號：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）01-0050-03

1 我國風(fēng)電技術(shù)發(fā)展概述

近年來，我國經(jīng)濟(jì)社會的各個(gè)領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。其中，新能源產(chǎn)業(yè)更成為我國在國際社會上打造出的一張“金名片”，引領(lǐng)了全球綠色發(fā)展浪潮。人類的進(jìn)步和發(fā)展，離不開工業(yè)化的改革進(jìn)程推動，在進(jìn)行工業(yè)化發(fā)展的路上，人們離不開對能源的依賴和開采。從煤炭到石油，人們對其的開采和利用極大地加快了社會的工業(yè)化進(jìn)程，推動了社會的進(jìn)步，改善了社會的生活生產(chǎn)方式。

我國一直對新能源的開發(fā)問題比較關(guān)注和重視，進(jìn)行了大量的人力科研投入，也推出了許多推動新能源發(fā)展的利好政策。我國的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)也是在受到諸多的政策推動下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定快速發(fā)展的，并且在風(fēng)電新能源發(fā)展上取得了明顯的效果，為我國的能源應(yīng)用和生態(tài)環(huán)境問題改善提供了支持和保障，創(chuàng)造了良好的發(fā)展前景，短短幾年便取得了巨大進(jìn)步。[1]

近30年來，經(jīng)過幾代風(fēng)能人艱苦卓絕的奮斗，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)走出了一條創(chuàng)新驅(qū)動的高質(zhì)量發(fā)展之路，不僅裝機(jī)規(guī)模穩(wěn)居各國之首，技術(shù)水平也大幅提升，成本隨之快速下降。近年來，我國風(fēng)電行業(yè)積極將智能化技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電行業(yè)中，推進(jìn)工業(yè)化與信息化的融合，積極進(jìn)行全行業(yè)創(chuàng)新。風(fēng)電走向國產(chǎn)化，在風(fēng)電行業(yè)不斷發(fā)展的前提條件下，我國風(fēng)電行業(yè)的供應(yīng)鏈已完整，當(dāng)下應(yīng)把握“工業(yè)5.0”、“中國制造2025”的機(jī)會，對系統(tǒng)集成、風(fēng)電設(shè)備制造等方面積極進(jìn)行研究。

因此，就必須對作為風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)性工程，即風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)的土建施工進(jìn)行深入了解分析，從而為實(shí)現(xiàn)風(fēng)電技術(shù)的持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。

2 風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)土建施工的施工質(zhì)量關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

2.1 土石方施工

首先，必須保證參與土石方施工的一線工作人員的人身安全，讓其與施工設(shè)備始終保持足夠的安全距離。其次，在土石方施工的過程中，必須參照自上而下的順序進(jìn)行開挖，同時(shí)開挖工作也必須與渣土的裝運(yùn)作業(yè)面彼此避開。值得注意的是，在現(xiàn)場施工的過程中，必須積極采取有效的截水和排水手段，以保證現(xiàn)場施工的順利進(jìn)行。再者，在現(xiàn)場土石方施工的機(jī)械作業(yè)過程中也必須輔助以清底、平地、修坡等工作，盡量降低現(xiàn)場施工難度。還有就是在澆筑土石方的深基礎(chǔ)混凝土前以及在土石方施工的施工過程中，必須派專門人員負(fù)責(zé)勘察基坑和邊坡的土質(zhì)情況，以確保土質(zhì)能夠承受現(xiàn)場施工強(qiáng)度，避免崩裂傾塌的危險(xiǎn)。如果需要對混凝土缺陷進(jìn)行化學(xué)材料處理時(shí)，那么現(xiàn)場施工人員必須事先準(zhǔn)備好安全防護(hù)設(shè)備，保證人員生命安全。此外，在需要使用爆破技術(shù)的施工開挖區(qū)域，應(yīng)該事先投放小劑量火藥進(jìn)行試點(diǎn)爆破，如此一來，基面巖石就會保持一個(gè)相對穩(wěn)定的狀態(tài)，避免塌方等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。與此同時(shí)，在施工基面進(jìn)行驗(yàn)收工作之前，必須組織人員全面清除基面上的松動或者存在風(fēng)險(xiǎn)的巖塊，最后再進(jìn)行驗(yàn)收工作。石方為風(fēng)機(jī)承臺以及吊裝平臺的開挖基礎(chǔ)，施工時(shí)要選用液壓震動破碎玻璃錘實(shí)施土方開挖，輔助引入爆破開挖施工的模式，并投入人工進(jìn)行基底的清理操作。在進(jìn)行土石方回填施工中，應(yīng)當(dāng)在最底部區(qū)域先落實(shí)土石方的填筑施工，隨后應(yīng)用自下而上的方式組織回填土的分層鋪填、分層壓實(shí)施工處理;在針對面積相對狹窄的填筑面進(jìn)行回填與壓實(shí)施工中，可以引入人工夯實(shí)處理的方式;施工中，杜絕出現(xiàn)漏壓虛土層、平松土等不良現(xiàn)象，保證整個(gè)土石方施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

2.2 基礎(chǔ)鋼筋與基礎(chǔ)環(huán)施工

基礎(chǔ)鋼筋采用抗震筋，型號為HRB400E，III級鋼。施工前，應(yīng)將鋼材表面的銹及防銹漆除去。基礎(chǔ)鋼筋直徑≥22mm（環(huán)形鋼筋、架立鋼筋除外）均采用機(jī)械連接，其余鋼筋搭接可采用綁扎方式，采用鍍鋅鐵絲綁扎。同一根鋼筋長度小于原料長度時(shí)，不宜設(shè)置接頭，鋼筋長度大于原料長度時(shí)，盡量減少接頭。

檢查預(yù)埋件位置，確保其上表面維持在相同水平面;牢固焊接支撐結(jié)構(gòu)，著重控制預(yù)埋鋼板與立架立柱之間的焊接具有極高的牢固程度;安裝基礎(chǔ)底板鋼筋之前，提前實(shí)施基礎(chǔ)環(huán)支架的安裝施工，并在底層鋼筋綁扎完工后，調(diào)整螺栓，促使其與基礎(chǔ)環(huán)連接。

2.3 模板施工

在施工過程中，可以選用定型鋼模板作為風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)模板，結(jié)合項(xiàng)目前期設(shè)置的尺寸要求展開模板結(jié)構(gòu)加工，其數(shù)量可根據(jù)施工進(jìn)度與實(shí)際工程量綜合確定。使用螺栓固定模板，并在外側(cè)加設(shè)鋼絲繩實(shí)施加固處理，同時(shí)配合木方支撐，以此達(dá)到降低跑模與脹模問題發(fā)生概率的效果。將預(yù)制混凝土墊塊填入模板與鋼筋之間的縫隙內(nèi)，以此構(gòu)建起保護(hù)層。此時(shí)，所選用的預(yù)制混凝土墊塊強(qiáng)度必須要保持在與相應(yīng)位置混凝土強(qiáng)度相同或以上水平。提前在預(yù)制塊內(nèi)進(jìn)行扎絲的預(yù)埋，為后續(xù)固定操作的落實(shí)提供便利條件，降低施工過程中發(fā)生脫落問題的概率。完成混凝土的澆筑后檢查其強(qiáng)度，在強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的條件下拆除模板，實(shí)現(xiàn)對模板的循環(huán)使用[2]。在完成模板拆除的條件后，對附著于模板上的混凝土、灰漿等實(shí)施全面清除處理，不得使用鐵錘敲擊模板，保證模板可以投入后續(xù)應(yīng)用;補(bǔ)刷脫落防銹漆、脫模劑;清理、檢查模板配件，剔除無法繼續(xù)使用的構(gòu)件，修復(fù)其他構(gòu)件等待后續(xù)循環(huán)應(yīng)用。[3]

2.4 混凝土施工

選用高質(zhì)量原材料，并在實(shí)際應(yīng)用前展開質(zhì)檢，當(dāng)判斷所有原材料的質(zhì)量達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行混凝土配置;組織混凝土配合比試驗(yàn)，并在相應(yīng)結(jié)果合格且通過審批后大規(guī)模拌和混凝土;嚴(yán)格依照通過審批的配比拌和混凝土，確保引入的拌和系統(tǒng)可以滿足混凝土持續(xù)供應(yīng)需求;結(jié)合土建施工位置與拌合站之間的距離、交通道路現(xiàn)實(shí)情況、混凝土澆筑強(qiáng)度等對攪拌車的數(shù)量實(shí)施合理安排;組織混凝土裝車時(shí)，要納入對施工道路縱坡比的考量，避免在運(yùn)輸混凝土的過程中發(fā)生溢出問題。

在進(jìn)行風(fēng)電站土建基礎(chǔ)的混凝土澆筑施工過程中，應(yīng)當(dāng)參考鋼筋分布情況選用合適的振搗器;嚴(yán)格依照施工要求組織振搗，并保證風(fēng)電站土建基礎(chǔ)的混凝土澆筑施工過程不間斷;在觀察到混凝土澆筑高度達(dá)到設(shè)計(jì)水平后，對表面進(jìn)行抹光壓實(shí)處理，特別是針對基礎(chǔ)環(huán)的內(nèi)部排水管區(qū)域，要求對流水坡實(shí)施高質(zhì)量的抹光壓實(shí)處理。如果需要在梅雨條件下組織混凝土施工操作，則應(yīng)當(dāng)提前查看三天內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)，避免在降雨過程中實(shí)施混凝土澆筑與振搗;要提前配設(shè)充足的防雨用具，落實(shí)高效防雨措施，及時(shí)覆蓋已經(jīng)完成混凝土澆筑與振搗施工的位置。

鋼筋綁扎和模板施工完畢、驗(yàn)收并且隱蔽檢查合格后方可澆筑混凝土。混凝土澆筑采用獨(dú)特的連續(xù)澆筑工藝，本項(xiàng)目使用的混凝土以現(xiàn)場攪拌站的形式生產(chǎn)。基礎(chǔ)施工采用流水作業(yè)的方式進(jìn)行，混凝土必須用罐、氣泵和降落傘澆筑，以便水平運(yùn)輸。混凝土必須連續(xù)澆筑，混凝土必須從中間到外圈澆筑。除了一般混凝土技術(shù)的設(shè)計(jì)要求外，風(fēng)電機(jī)組的基本重點(diǎn)還必須考慮低溫和大風(fēng)條件下的溫度，變形裂縫的發(fā)生和發(fā)展的控制措施。為有效控制混凝土內(nèi)外溫差，重點(diǎn)介紹以下具體措施：混凝土澆筑期間，應(yīng)采取措施確保堅(jiān)固混凝土基礎(chǔ)的完整性。在施工過程中，澆筑和擺動應(yīng)分層進(jìn)行。同時(shí)，上下混凝土必須在第一次凝固前充分結(jié)合，以免形成工程縫隙。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際位置，可添加相應(yīng)數(shù)量的級配石料，以確保混凝土的質(zhì)量，并保證混凝土的表面摩擦壓力不小于兩倍，以防止表面出現(xiàn)裂縫。

施工過程中的干燥措施必須保證混凝土表面有一定的溫度和濕度，混凝土內(nèi)外溫差必須調(diào)節(jié)在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。表面泌水主要是通過及時(shí)澆筑后的蓋板類型來消除，并及時(shí)使表面濕度達(dá)到平衡。混凝土最終凝固后，基底區(qū)域必須覆蓋一層塑料箔絕緣和一層棉被絕緣或土壤絕緣。拆除混凝土環(huán)不僅要滿足混凝土強(qiáng)度要求，還要考慮溫度裂縫的影響。拆除工作應(yīng)作為一個(gè)整體進(jìn)行，尤其是立面保溫。嚴(yán)禁一邊拆一邊留，以防冷卻不均勻，切換后應(yīng)盡快進(jìn)行拆除，以保證混凝土表面不失水。

2.5 混凝土材料質(zhì)量控制

對于使用水泥的固體混凝土、低含量硅酸三鈣和鋁酸三鈣的中熱和低熱水泥或大型混合物的施工，必須選擇合適的混凝土材料，以防止混凝土因水泥水化熱釋放而膨脹和開裂。僅從水化熱角度選擇水泥的優(yōu)先順序?yàn)榈V渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥、復(fù)合水泥、普通水泥等，但需根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行徹底檢查。水泥的水化熱和放熱率也與水泥細(xì)度和混合料含量有關(guān)。水泥細(xì)度對混凝土的水化速度、水化放熱、強(qiáng)度增長率、耐久性等要素也有重要影響。水泥出廠前應(yīng)對氧化鎂、三氧化硫、堿、不溶物、燒失量、比表面積、細(xì)度、調(diào)整時(shí)間、穩(wěn)定性、強(qiáng)度等進(jìn)行檢測，確保產(chǎn)品質(zhì)量。水泥到達(dá)現(xiàn)場時(shí)，其品種、包裝或儲存編號、交貨日期等要進(jìn)行詳細(xì)審查，針對強(qiáng)度、穩(wěn)定性和其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行重點(diǎn)檢測，確保其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

理想的骨料要求具有高強(qiáng)度、高耐磨性、低吸水量、良好的耐久性、良好的顆粒級配以及與水泥漿體的良好粘結(jié)活性。粗骨料和細(xì)骨料的級配、污泥含量和污泥塊含量對實(shí)心混凝土的開裂強(qiáng)度有重要影響，必須遵守標(biāo)準(zhǔn)的配置比例，這是絕對必要的。普通混凝土質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定混凝土的粗骨料必須具有連續(xù)的粒徑，并且可以在去除單個(gè)粒徑的情況下制備混凝土。粗骨料的級配和形狀不良將不可避免地導(dǎo)致膠結(jié)材料和混凝土用水量的增加，這不僅會增加混凝土的收縮，還會降低混凝土的密度和耐久性。過多的污泥含量和總污泥塊含量會對混凝土的強(qiáng)度、干縮、蠕變性、密度、耐磨性和工作性產(chǎn)生不利影響，特別是會增加混凝土的收縮，降低抗拉強(qiáng)度和抗裂性。此外，標(biāo)準(zhǔn)要求混凝土材料要加強(qiáng)堿性檢驗(yàn)力度，尤其是濕度環(huán)境下的混凝土中的沙石等材料要重點(diǎn)檢測。[4]

在進(jìn)行風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)土建基礎(chǔ)的混凝土澆筑施工過程中，要根據(jù)鋼筋分布情況選用合適的振搗器;嚴(yán)格依照施工組織要求進(jìn)行振搗，并保證風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)土建基礎(chǔ)的混凝土澆筑施工過程不被中斷;在觀察到混凝土澆筑高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，及時(shí)對表面進(jìn)行抹光壓實(shí)處理，特別是針對基礎(chǔ)環(huán)的內(nèi)部排水管區(qū)域，要求對流水坡實(shí)施高質(zhì)量的抹光壓實(shí)處理。如果需要在梅雨條件下組織混凝土施工操作，則應(yīng)當(dāng)提前查看后續(xù)三天的天氣情況，避免在降雨過程中實(shí)施

混凝土澆筑與振搗;要提前配設(shè)充足的防雨用具，落實(shí)好防雨措施，及時(shí)覆蓋已經(jīng)完成澆筑與振搗的施工位置。

另外，針對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)位置的混凝土，由于其屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，所以必須要及時(shí)引入高質(zhì)量的保溫措施，以此達(dá)到降低裂縫缺陷產(chǎn)生的概率;對混凝土澆筑強(qiáng)度實(shí)施合理安排，合理控制每層澆筑混凝土的厚度，且振搗密實(shí);在混凝土轉(zhuǎn)入初凝狀態(tài)前，要完成二次抹面施工;養(yǎng)護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，若是溫度不超過0℃，就不需要進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

3 結(jié)語

綜上所述，風(fēng)電場風(fēng)機(jī)的土建施工面臨施工環(huán)境復(fù)雜、條件惡劣等問題，因此需要著重落實(shí)先進(jìn)、科學(xué)的施工技術(shù)，以此保證風(fēng)電場風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)土建項(xiàng)目施工達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。[5]實(shí)踐中，在明確施工質(zhì)量與安全目標(biāo)的前提下，依托土石方施工、基礎(chǔ)環(huán)施工、模板施工、混凝土施工等風(fēng)電場風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)土建施工的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)的切實(shí)落實(shí)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)土建施工質(zhì)量與安全水平提升，推動了項(xiàng)目施工的升級。

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