海島風電場建設(shè)施工技術(shù)探討

摘 要：結(jié)合廣東南澳、達濠廣澳風電項目的道路、平臺、風機基礎(chǔ)施工組織過程中碰到的技術(shù)難點和不良因素的詳細探討，提出有效節(jié)約施工成本，控制工程質(zhì)量，提高各項安全技術(shù)指標，確保工程順利完成的解決方法，可供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：道路；平臺；風機基礎(chǔ)； 基礎(chǔ)環(huán)；水平度

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）11-0145-02

1 工程特點

海島地帶，地勢復雜，植被覆蓋茂密，項目所處區(qū)域為中生代燕山期花崗巖，山上石頭露出，分布不均勻。風電場各個風機主要位于丘陵頂部平緩地帶，風電場道路布線落差較大，局部坡度較陡。山脊厚實，整體穩(wěn)定性好。土石方工程量較多，必須投入充足的機械設(shè)備，確保按期完成路基工程的施工。根據(jù)項目的總體設(shè)計，場內(nèi)道路參照四級公路和風機廠家運輸手冊設(shè)計，設(shè)計荷載等級為公路II級，前期施工路基直線段路面寬度為4.5m，轉(zhuǎn)彎段路面適當加寬，寬度一般為6.5m，在風機安裝完成后，再進行路面工程的施工。路面結(jié)構(gòu)為0.2m厚的5%水泥碎石穩(wěn)定基層和0.18m厚的水泥混凝土面層組成。

2 優(yōu)化道路施工設(shè)計

風電場的建設(shè)目的是如何合理的確定風機的位置，實現(xiàn)最大能力的利用風能資源，但是，現(xiàn)實情況風電場在設(shè)計階段道路設(shè)計主要是依據(jù)國土地形圖，對道路進行紙上定線作業(yè)。海島地帶，地勢復雜，植被覆蓋茂密，如果設(shè)計線路與現(xiàn)場情況不符，就會增加施工的難度，而且很難達到重型吊車、風機塔筒、葉片、機艙等超長超重器械轉(zhuǎn)運的技術(shù)指標要求，甚至造成轉(zhuǎn)運、吊裝作業(yè)出現(xiàn)安全事故。

因此，承包商在收到施工圖紙后，應該根據(jù)設(shè)計圖紙對道路再次進行深度的勘察，并對風電場的道路設(shè)計進行優(yōu)化，提出一些合理化的建議，主動與業(yè)主、設(shè)計單位、監(jiān)理進行良好的溝通。或采用設(shè)計與施工總承包，從而達到減少道路施工里程，合理用地、有效利用道路沿線的土石資源，縮短工期，降低成本的目的。

道路的優(yōu)化設(shè)計要根據(jù)技術(shù)指標、工程量等因素，進行綜合比較，在工程量變化不大卻能明顯的提高各項安全技術(shù)指標中優(yōu)選。平臺與道路盡量在同一水平面連接，道路與平臺相切而行，以求平臺面積最大化，確保重型吊車、風機塔筒、葉片、機艙等超長超重器械吊裝作業(yè)的安全性。

3 實施性機械化施工組織

3.1 確定施工計劃工期

施工單位應根據(jù)本單位的技術(shù)能力、經(jīng)濟實力、自有機械設(shè)備及必需租賃設(shè)備情況，在合同要求的總工期內(nèi)，確定最佳計劃工期及分項工程工期。

3.2 機械化施工組織方法

風電場道路的修建目的是為了完成將風電場范圍內(nèi)的各個機組與場區(qū)外的公路進行連接，保證在施工期間風機塔筒、葉片、機艙等超長超重的器械正常轉(zhuǎn)運、吊裝，同時保證風電場運營期間的正常檢修和維護穩(wěn)定順利的進行。

場內(nèi)道路分為主干路和支路，主干路是起到連接場區(qū)內(nèi)各個機組的作用，支路是從主干路上分支到每一臺風機的道路，依據(jù)這些主干路和支路的錯綜相接，場內(nèi)道路機械化施工的組織方法宜采用平行作業(yè)法和順序作業(yè)法施工。先開辟主干路，從各支路開辟多個作業(yè)面平行作業(yè)，節(jié)省時間，縮短工期。

3.3 排水及防護工程

排水及防護工程在風電場中也是很重要的，這也是設(shè)計時往往被忽略的問題。風場道路經(jīng)過幾年的雨季，道路被沖刷的坑坑坎坎或堆積成丘，導致車輛不能正常通行的問題時有可見。道路開通后進行路基和排水溝修整，要充分考慮道路，升壓站、集電線路和開關(guān)室的電纜溝、場坪排水，一般情況是順其自然，四周流出。當場坪高于道路時，道路容易成為順水線路；當場坪低于檢修路時，場坪容易積水，造成場坪與檢修道路的連接路段的損壞。所以，場坪必須有排水措施，讓水盡量從沒有道路的邊坡流出。

4 備料與質(zhì)量控制

編制工程的鋼材、水泥、碎石、砂等主要建筑材料的投入計劃。

4.1 水泥

水泥品種：按各建筑物部位施工圖紙的要求，配置混凝土所需的水泥品種，各種水泥均應符合國家和行業(yè)的現(xiàn)行標準。每批水泥出廠前均應對其品質(zhì)進行檢查復驗，每批水泥發(fā)貨時均應附有出廠合格證和復檢資料。每批水泥運至工地后監(jiān)理工程師有權(quán)對水泥進行查庫和抽樣檢測。

4.2 細骨料

混凝土中使用的細骨料為級配良好、質(zhì)地堅硬、顆粒潔凈的粗中河砂。

4.3 粗骨料

采用堅硬的碎石，表面要求潔凈，針狀、片狀顆粒及含泥量符合規(guī)范和招標文件要求，不同來源和規(guī)格的粗骨料分別設(shè)立標志儲存。

4.4 拌合用水

混凝土拌和用水使用中性水，水中不含影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)或油脂、糖類及游離酸類等。

4.5 鋼筋

工程采用的鋼筋分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級鋼材，每批鋼筋均應附有產(chǎn)品質(zhì)量證明及出廠檢驗單，分批進行鋼筋機械性能試驗。

5 配合比

5.1 混凝土配合比的選定

混凝土配合比必須通過試驗選定，其試驗方法按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行；混凝土配合比試驗前7d，將各種配合比試驗的配料及其拌和、制模和養(yǎng)護等的配合比試驗計劃報送監(jiān)理工程師。

5.2 混凝土配合比設(shè)計

按施工圖紙的要求和監(jiān)理工程師指示，通過室內(nèi)試驗成果進行混凝土配合比設(shè)計，并報送監(jiān)理工程師審批；按施工圖紙要求和監(jiān)理工程師指示，大體積建筑物內(nèi)部混凝土膠凝材料的最低用量應通過試驗確定，試驗成果應報送監(jiān)理工程師；混凝土的坍落度根據(jù)建筑物的性質(zhì)、鋼筋含量、混凝土運輸澆筑方法和氣候條件決定，盡量采用小的坍落度。

6 風機基礎(chǔ)環(huán)水平度控制

建設(shè)過程中風機基礎(chǔ)環(huán)水平度控制是較為突出一大難點，因基礎(chǔ)環(huán)直徑較大（約4m），其結(jié)構(gòu)相對簡單，除加工誤差外，在運輸、吊裝過程中有可能發(fā)生變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等引起的基礎(chǔ)環(huán)安裝水平度超差。在風機基礎(chǔ)澆筑后，由于基礎(chǔ)環(huán)安裝水平度達不到要求而使已澆筑的風機基礎(chǔ)鑿除重建的情況時有發(fā)生。既浪費了資源，又延誤了工期，對施工單位及建設(shè)單位造成了巨大經(jīng)濟損失。

因此，在平臺施工中必須結(jié)合風機基礎(chǔ)選址及地勘資料，避免使風機基礎(chǔ)坐落于所謂的“陰陽”地層，必要時應會同地質(zhì)人員確定基礎(chǔ)處理方案，等基礎(chǔ)處理達到承載力要求后，才能進行風機基礎(chǔ)環(huán)施工?；A(chǔ)環(huán)采用吊車就位后，事先建議通過1臺全站儀配合，2臺水準儀采用“三點定面法”對基礎(chǔ)環(huán)平整度進行檢測，發(fā)現(xiàn)加工誤差、變形等問題應停止安裝，通知監(jiān)理，由業(yè)主處理。

在基礎(chǔ)環(huán)精確調(diào)平過程中不難發(fā)現(xiàn)，采用支撐螺杠固定基礎(chǔ)環(huán)，當基礎(chǔ)環(huán)底部安裝高度距離墊層大于50㎝，采用支撐螺杠固定的基礎(chǔ)環(huán)水平方向在外力（一個人）的作用下有移位顯示。風機基礎(chǔ)環(huán)水平度同時發(fā)生變化，這種情況進行風機基礎(chǔ)混凝土澆筑，是很難保證風機塔筒的最終豎直度。

經(jīng)過對問題的深入研探，提出采用直徑10cm的無縫鋼管替代部分支撐螺杠，保留15cm螺杠，用鋼板焊接在一起。詳圖如圖1。

為方便基礎(chǔ)環(huán)支撐螺杠的定位和固定，在澆筑墊層時，以塔筒門方向中心線為基準，相隔120°布置3個點。事先在基礎(chǔ)環(huán)無縫鋼管支撐螺桿的相應位置預埋3個板凳狀預埋件，預埋件用鋼板（30mm×30mm）下面焊接4根16㎜螺紋鋼。各預埋件鋼板面保持水平定位誤差≯5mm，高程誤差≯5mm。安裝基礎(chǔ)環(huán)時，無縫鋼管支撐螺杠先安裝在基礎(chǔ)環(huán)上。吊裝過程采用全站儀和水準儀監(jiān)控，找準機組位置中心，偏差控制在10mm以內(nèi)，采用吊車安裝就位立在預埋鋼板上，基礎(chǔ)環(huán)定位后將無縫鋼管周邊和預埋鋼板焊接在一起固定。然后通過調(diào)節(jié)螺杠調(diào)平，在基礎(chǔ)環(huán)上面均勻布置9個點，利用1臺全站儀配合2臺水準儀進行測量，通過調(diào)整螺桿升降使基礎(chǔ)環(huán)上法蘭水平度偏差盡可能控制在最小極限，可以達到≯1mm的精度要求。精確調(diào)平結(jié)束后，鎖緊調(diào)整螺帽，對布置點進行復測，若水平度偏差滿足要求，可進入下道工序施工。

混凝土澆筑時應控制混凝土布料均勻上升，進行全過程跟蹤測量，保證最終的安裝精度高差控制在2mm以內(nèi)。混凝土澆筑完成后，組織對風機基礎(chǔ)環(huán)的水平及位置偏差進行復測，并將復測成果報送監(jiān)理，作為完工驗收的資料。

7 風機基礎(chǔ)沉降觀測

基礎(chǔ)混凝土終凝后對每臺基礎(chǔ)設(shè)置4個沉降觀測點，對這4個觀測點均需觀測和記錄。進行第1次觀測，建立每臺機組沉降觀測點的初始值。第1次觀測之后，只選取代表機組在雨天或臺風天氣后觀測即可。當發(fā)現(xiàn)代表機組觀測結(jié)果異常時，應加密觀測，并對所有機組進行一次觀測。記錄每臺機組4個觀測點的沉降值，機組安裝后的觀測還應記錄觀測時刻的風速、風向數(shù)據(jù)，每臺風電機組沉降差控制傾斜率為0.3% （相對于原始傾斜率）。

8 結(jié)語

工程的施工建設(shè)結(jié)果表明，道路施工設(shè)計優(yōu)化合理，各項技術(shù)指標符合設(shè)計和規(guī)范要求，風機基礎(chǔ)混凝土強度達到設(shè)計要求，外觀質(zhì)量良好，基礎(chǔ)環(huán)安裝水平度均在設(shè)計要求的范圍內(nèi)。場內(nèi)道路、風機平臺，能夠滿足風機機組的運輸、吊裝要求，進行穩(wěn)定順利，后期的運營正常。

參考文獻

[1] 王井友.山區(qū)風電場道路建設(shè)的探討[J].林業(yè)科技情報，2013（45）：106-107.

[2] 中交第一公路勘察設(shè)計研究院.JTG D20-2006 公路路線設(shè)計規(guī)范[S].人民交通出版社，2006.