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摘 要:本文全面介绍了风电工程中风机基础施工过程中的控制要点,结合福清鲤鱼山风电工程实例重点阐述了风机基础施工过程中的基础环安装水平度控制、混凝土的浇筑与养护、砼的防腐等关键技术控制,对类似工程施工具有较强的指导作用。
关键词:风电工程;风机基础;大体积混凝土;施工控制 一、工程背景 福清鲤鱼山风电场位于福清市沙埔镇东南方向的琯下至东陈公路的两侧山坡上(鲤鱼山和楼仔下山),在已建并运行的牛头尾风电场工程的东边。风电场规划容量为48MW,安装24台2000kW风力发电机,选用歌美飒公司的G87-2MW风力发电机组,叶轮直径87米,轮毂高度78米。
结合本项目靠海边地质条件较差、基础体积大、腐蚀性较强等特点,风机基础施工中要保证各关键控制点,高质量完成工程项目的建设任务具有重要的意义。 二、施工过程中的关键工序质量控制
(一) 风机基础开挖
本工程风机基础基地标高为相对标高-4.1m,基础距离周边最近的养殖海厂仅36m,地下水丰富,开挖过程中解决本工程的降水问题是影响工期和保证工程质量的关键。
首先基坑土方开挖时要留好边坡,要求不大于45度,反正边坡的土层遭受地下水浸泡后塌落。开挖过程中严禁扰动基底原土层,基坑周边除了要留出施工作业面外,还要在此基础上留好排水沟的尺寸。土方开挖完成后及时通知监理单位组织有关单位验槽,合格后方可进行下道工序施工。基坑开挖完后要及时进行基底的砼垫层浇筑,保证各工序能够正常、连续地进行,避免地下水对基底土层的影响。
其次,采取有效的降排水方式是风机基础开挖过程中质量控制的要点,本工程根据地下水的水量采用基底开挖100cm的排水沟,并设置积水坑不间断水泵抽排水。
(二) 基础环安装及水平度测量
本工程基础环采用6个支撑件将基础环与垫层中埋置的预埋件连接固定。安装过程中要保证基础环支撑系统焊接牢固,安装完成后进行基础环水平度的测量,每个环圈测量12个点,其中6点在支撑对应位置处,还有6点在支撑中间对应位置处。测量位置在基础环上口外侧,风机吊装前最高点与最低点高差不得超过1.5mm。基础环水平度至少要测量5次,安装后一次、浇筑前一次、浇筑中至少二次及浇筑完成3天后一次,所以在基础环安装过程中最重要的质量控制点为基础环水平度的控制。
基础环的调平采用精密水准仪,分粗调和精调两部进行。粗调即先通过测量6个支撑腿对应测量点处的水平度,然后测算平均值后采用千斤顶对螺母进行调整,使其最大误差控制在3mm以内。精调即采用12个点进行是平度控制,顺时针、逆时针进行反复多次的测量及螺母调整,把最大差值调至1.5mm以内。粗调、精调完成后紧固螺母,组织相关人员进行复核,由于视觉误差及大风气候的影响,1.5mm的误差控制需要通过2-3人的共同确认后,方可保证基础环的水平度得到精确控制。
(三) 钢筋、模版及管线的安装
基础环调平经验收合格后可绑扎钢筋、穿固预埋线管、安装模版。风机基础钢筋绑扎过程中任何钢筋及钢筋支撑件不得支撑在基础环的支架和基础环上,防止混凝土浇筑时冲击及振动对基础环的水平度产生影响。为避免风机基础钢筋支靠基础环及支撑件,施工过程中应考虑并间隔设置足够的钢筋马凳筋,马凳筋包括垂直Z字形、环形和斜撑件等形式,充分保证其受力及稳定性,在经核算允许的情况下马凳筋也可采用其它钢构件代替。
风机基础模版采用定制钢模板,可循环反复利用并保证相连间的间隙严密,混凝土外观美观。刚模版安装过程中要重点控制其支撑体系的稳固及与钢筋的间距即保护层的厚度。
电缆管品种(PE)、规格、数量要按照设计要求,方向和管口位置要正确,弯曲半径不小于10D。安装后要固定各管段,防止浇筑过程中上浮;覆盖管口,防止灌入混凝土。
(四) 混凝土的浇筑
混凝土的浇筑过程中重点控制浇筑的顺序和浇筑后的混凝土养护。浇筑前应根据混凝土供应能力(搅拌、运输、吊料)和初凝时间,合理确定混凝土浇筑顺序和每层厚度,对施工操作人员交底后按顺序进行铺料,杜绝混凝土铺料时泵车的泵管撞击基础环。混凝土浇筑过程中跟踪检查基础环水平度,如果水平度超过允许偏差范围时要有相应处理措施。
风机基础浇筑完成后及时覆盖保温、保湿材料养护混凝土,防止混凝土表面出现早期裂缝,养护时间不少于15天。本工程采用覆盖薄膜、2层土工布保温保湿养护。加上在风机基础内部有的代表性的点位预埋测温管及导线。及时进行混凝土温度测量,发现混凝土内部与表面温差超过25℃时要立即采取加强温控措施,并防止下个基础出现同样问题。混凝土任何部分的温度在入模基础上升温不大于50°C。
混凝土浇筑过程中还应控制好以下几点:浇筑混凝土前覆盖基础环混凝土外露部位,防止污染;混凝土浇筑时不得对预留管道直接铺料,应在管道两侧同步铺料;振捣棒不得振在管道上;控制好基础环内混凝土标高,防止影响塔筒螺栓正常穿入;按要求留置混凝土试块,包括同条件试块和标准养护试块;严控混凝土振捣的点位和方法,避免出现混凝土的空洞、露筋、蜂窝、麻面等质量缺陷等。
(五) 风机基础的防腐
本工程部分风机基础处于临海地质,基础底部及上部混凝土均应防止海水及海风中化学物质成分的侵蚀作用。风机基础的基本防腐蚀采用加强混凝土强度等级(采用C40混凝土)、控制水灰比和最小水泥用量、加大风机基础钢筋底部保护层等方法。风机基础结构表面涂刷2道防腐土层,防腐土层选用的材料为环氧树脂漆,阻断海水及海风中的腐蚀化学物与砼结构表面的接触,对临海的风机基础防腐起到很好的作用。
三、工程总结
本工程精心地进行施工组织和管理,合理配置各种资源(人员、设备、材料、资金等),建立项目施工组织网络、质量保证体系、安全文明施工保证体系,确保风机基础施工中各项工作有序衔接,各质量控制点有针对性地进行质量控制,较好地解决了地质条件不利、基础混凝土温控及混凝土防腐等技术难题,对于临海的风电场工程建设过程中的关键质量控制点具有借鉴和指导意义。
参考文献
[1]《风电场工程技术手册》,宫靖远 , 机械工业出版社
[2]《风力发电技术与风电场工程》, 杨校生 ,化学工业出版社
关键词:风电工程;风机基础;大体积混凝土;施工控制 一、工程背景 福清鲤鱼山风电场位于福清市沙埔镇东南方向的琯下至东陈公路的两侧山坡上(鲤鱼山和楼仔下山),在已建并运行的牛头尾风电场工程的东边。风电场规划容量为48MW,安装24台2000kW风力发电机,选用歌美飒公司的G87-2MW风力发电机组,叶轮直径87米,轮毂高度78米。
结合本项目靠海边地质条件较差、基础体积大、腐蚀性较强等特点,风机基础施工中要保证各关键控制点,高质量完成工程项目的建设任务具有重要的意义。 二、施工过程中的关键工序质量控制
(一) 风机基础开挖
本工程风机基础基地标高为相对标高-4.1m,基础距离周边最近的养殖海厂仅36m,地下水丰富,开挖过程中解决本工程的降水问题是影响工期和保证工程质量的关键。
首先基坑土方开挖时要留好边坡,要求不大于45度,反正边坡的土层遭受地下水浸泡后塌落。开挖过程中严禁扰动基底原土层,基坑周边除了要留出施工作业面外,还要在此基础上留好排水沟的尺寸。土方开挖完成后及时通知监理单位组织有关单位验槽,合格后方可进行下道工序施工。基坑开挖完后要及时进行基底的砼垫层浇筑,保证各工序能够正常、连续地进行,避免地下水对基底土层的影响。
其次,采取有效的降排水方式是风机基础开挖过程中质量控制的要点,本工程根据地下水的水量采用基底开挖100cm的排水沟,并设置积水坑不间断水泵抽排水。
(二) 基础环安装及水平度测量
本工程基础环采用6个支撑件将基础环与垫层中埋置的预埋件连接固定。安装过程中要保证基础环支撑系统焊接牢固,安装完成后进行基础环水平度的测量,每个环圈测量12个点,其中6点在支撑对应位置处,还有6点在支撑中间对应位置处。测量位置在基础环上口外侧,风机吊装前最高点与最低点高差不得超过1.5mm。基础环水平度至少要测量5次,安装后一次、浇筑前一次、浇筑中至少二次及浇筑完成3天后一次,所以在基础环安装过程中最重要的质量控制点为基础环水平度的控制。
基础环的调平采用精密水准仪,分粗调和精调两部进行。粗调即先通过测量6个支撑腿对应测量点处的水平度,然后测算平均值后采用千斤顶对螺母进行调整,使其最大误差控制在3mm以内。精调即采用12个点进行是平度控制,顺时针、逆时针进行反复多次的测量及螺母调整,把最大差值调至1.5mm以内。粗调、精调完成后紧固螺母,组织相关人员进行复核,由于视觉误差及大风气候的影响,1.5mm的误差控制需要通过2-3人的共同确认后,方可保证基础环的水平度得到精确控制。
(三) 钢筋、模版及管线的安装
基础环调平经验收合格后可绑扎钢筋、穿固预埋线管、安装模版。风机基础钢筋绑扎过程中任何钢筋及钢筋支撑件不得支撑在基础环的支架和基础环上,防止混凝土浇筑时冲击及振动对基础环的水平度产生影响。为避免风机基础钢筋支靠基础环及支撑件,施工过程中应考虑并间隔设置足够的钢筋马凳筋,马凳筋包括垂直Z字形、环形和斜撑件等形式,充分保证其受力及稳定性,在经核算允许的情况下马凳筋也可采用其它钢构件代替。
风机基础模版采用定制钢模板,可循环反复利用并保证相连间的间隙严密,混凝土外观美观。刚模版安装过程中要重点控制其支撑体系的稳固及与钢筋的间距即保护层的厚度。
电缆管品种(PE)、规格、数量要按照设计要求,方向和管口位置要正确,弯曲半径不小于10D。安装后要固定各管段,防止浇筑过程中上浮;覆盖管口,防止灌入混凝土。
(四) 混凝土的浇筑
混凝土的浇筑过程中重点控制浇筑的顺序和浇筑后的混凝土养护。浇筑前应根据混凝土供应能力(搅拌、运输、吊料)和初凝时间,合理确定混凝土浇筑顺序和每层厚度,对施工操作人员交底后按顺序进行铺料,杜绝混凝土铺料时泵车的泵管撞击基础环。混凝土浇筑过程中跟踪检查基础环水平度,如果水平度超过允许偏差范围时要有相应处理措施。
风机基础浇筑完成后及时覆盖保温、保湿材料养护混凝土,防止混凝土表面出现早期裂缝,养护时间不少于15天。本工程采用覆盖薄膜、2层土工布保温保湿养护。加上在风机基础内部有的代表性的点位预埋测温管及导线。及时进行混凝土温度测量,发现混凝土内部与表面温差超过25℃时要立即采取加强温控措施,并防止下个基础出现同样问题。混凝土任何部分的温度在入模基础上升温不大于50°C。
混凝土浇筑过程中还应控制好以下几点:浇筑混凝土前覆盖基础环混凝土外露部位,防止污染;混凝土浇筑时不得对预留管道直接铺料,应在管道两侧同步铺料;振捣棒不得振在管道上;控制好基础环内混凝土标高,防止影响塔筒螺栓正常穿入;按要求留置混凝土试块,包括同条件试块和标准养护试块;严控混凝土振捣的点位和方法,避免出现混凝土的空洞、露筋、蜂窝、麻面等质量缺陷等。
(五) 风机基础的防腐
本工程部分风机基础处于临海地质,基础底部及上部混凝土均应防止海水及海风中化学物质成分的侵蚀作用。风机基础的基本防腐蚀采用加强混凝土强度等级(采用C40混凝土)、控制水灰比和最小水泥用量、加大风机基础钢筋底部保护层等方法。风机基础结构表面涂刷2道防腐土层,防腐土层选用的材料为环氧树脂漆,阻断海水及海风中的腐蚀化学物与砼结构表面的接触,对临海的风机基础防腐起到很好的作用。
三、工程总结
本工程精心地进行施工组织和管理,合理配置各种资源(人员、设备、材料、资金等),建立项目施工组织网络、质量保证体系、安全文明施工保证体系,确保风机基础施工中各项工作有序衔接,各质量控制点有针对性地进行质量控制,较好地解决了地质条件不利、基础混凝土温控及混凝土防腐等技术难题,对于临海的风电场工程建设过程中的关键质量控制点具有借鉴和指导意义。
参考文献
[1]《风电场工程技术手册》,宫靖远 , 机械工业出版社
[2]《风力发电技术与风电场工程》, 杨校生 ,化学工业出版社