淺談哈密景峽五A風(fēng)電場工程基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑質(zhì)量控制措施

(中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司工程實(shí)驗(yàn)監(jiān)測院，陜西 西安 710043)

1 工程概況

國投哈密景峽五A風(fēng)電場300MW工程位于新疆維吾爾族自治區(qū)哈密市東南約160km的戈壁灘上，屬典型溫帶大陸性干旱氣候，氣候干燥，雨量少而集中，蒸發(fā)強(qiáng)烈，冬冷夏熱，氣候干燥多大風(fēng)，氣溫日差較大；極端最高氣溫43.90 ℃，年蒸發(fā)量3064.30mm。風(fēng)電場共安裝120臺(tái)2.50MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，風(fēng)機(jī)輪轂中心高度為90m，風(fēng)葉長度為60m，塔筒采用鋼結(jié)構(gòu)。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力錨栓結(jié)構(gòu)，混凝土設(shè)計(jì)為C40F150，單臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)最大混凝土澆筑量為603m3，12h內(nèi)完成基礎(chǔ)混凝土澆筑，混凝土高峰澆筑強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到51m3/h左右。由于戈壁灘氣候原因，混凝土施工多安排在每年的5—10月中旬。

2 混凝土施工方案

混凝土采用三座HZS60型拌和站進(jìn)行集中拌制，單臺(tái)拌和站每盤計(jì)劃生產(chǎn)混凝土1m3，單臺(tái)每小時(shí)生產(chǎn)混凝土45m3。鋼筋采用剝肋滾壓直螺紋套筒連接，混凝土運(yùn)輸采用12臺(tái)12m3混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，每小時(shí)運(yùn)輸能力共計(jì)為78m3/h，運(yùn)輸設(shè)備滿足澆筑強(qiáng)度要求?；炷寥雮}采用溜槽配合兩臺(tái)汽車泵入倉，溜槽入倉速度約為50m3/h，每臺(tái)汽車泵(60式)入倉速度約為45m3/h?；炷翝仓O(shè)備滿足澆筑強(qiáng)度要求。由于該設(shè)備基礎(chǔ)面積大，分區(qū)進(jìn)行振搗，共配備φ70振搗棒5臺(tái)，φ50振搗器1臺(tái)，每臺(tái)振動(dòng)棒工作范圍為15～16m?；炷撩娌捎萌斯ざ问彰鎵汗猓褂盟芰媳∧ず屯凉げ几采w、灑水保濕養(yǎng)護(hù)，混凝土養(yǎng)護(hù)采用15m3水車流動(dòng)灑水養(yǎng)護(hù)，防止混凝土表面失水過快引起干縮變形或內(nèi)外溫差過大出現(xiàn)裂縫。

3 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土施工配合比設(shè)計(jì)

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土設(shè)計(jì)等級(jí)C40F150，強(qiáng)度保證率為90%。配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度、工作性滿足設(shè)計(jì)要求：選用水膠比0.37，摻用優(yōu)質(zhì)Ⅱ級(jí)粉煤灰，摻用優(yōu)質(zhì)緩凝高效減水劑，有效降低混凝土單位用水量，提高混凝土性能。通過現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證，確定景峽五A風(fēng)電場300MW工程風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土施工配合比(詳見下表)。

C40F150混凝土配合比表

4 混凝土生產(chǎn)過程質(zhì)量控制

現(xiàn)場設(shè)置三座HZS60型拌和站；每個(gè)拌和站配備3個(gè)罐倉，其中2個(gè)水泥倉，1個(gè)粉煤灰倉，均采用電子計(jì)量；單臺(tái)拌和站均采用獨(dú)立的電子水稱。砂、石料采用裝載機(jī)上料，攪拌站每臺(tái)攪拌機(jī)的集料倉共3個(gè)倉，其中2個(gè)石料倉(1個(gè)為5～20mm集料倉，1個(gè)為20～40mm集料倉)，1個(gè)砂倉，攪拌站電子顯示與各倉配對并標(biāo)明，嚴(yán)禁出錯(cuò)。砂、石料堆場分3個(gè)，分別裝砂、小石、中石。料堆分為已檢區(qū)和待檢區(qū)兩個(gè)部分。先將已檢區(qū)內(nèi)的砂石料用完，再將未檢區(qū)石料檢驗(yàn)完畢后命名為已檢區(qū)，舊已檢區(qū)命名為未檢區(qū)，場地清理完畢后再進(jìn)料，隨批檢驗(yàn)；裝載機(jī)只能從已檢區(qū)中上料。

拌和站的計(jì)量器具每年進(jìn)行定期檢驗(yàn)率定，每20天進(jìn)行1次自校，每班班前進(jìn)行零點(diǎn)校驗(yàn)并做現(xiàn)場記錄，在混凝土拌和過程中根據(jù)實(shí)際情況不定期進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題立即進(jìn)行調(diào)整?；炷涟韬蜁r(shí)間由自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)定，采用電子秒表控制。

5 混凝土運(yùn)輸質(zhì)量控制

混凝土澆筑前，監(jiān)理對施工單位上報(bào)的《風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑工程專項(xiàng)施工方案》進(jìn)行審批；及時(shí)對各種原材料進(jìn)行取樣送檢，督促各類試驗(yàn)的進(jìn)行，為現(xiàn)場施工提供依據(jù)。工序驗(yàn)收嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，對建基面、鋼筋、模板和錨栓等預(yù)埋件工序進(jìn)行驗(yàn)收，工序驗(yàn)收不合格，通知施工單位整改。在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土施工過程中，監(jiān)理采用24h旁站、巡視、跟蹤和平行檢測的方式，對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行控制。澆筑過程中，按規(guī)范要求進(jìn)行坍落度、溫度檢測。混凝土運(yùn)輸采用12個(gè)12m3混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，坍落度在運(yùn)輸途中損失較小；混凝土入倉口坍落度控制在150～180mm。

6 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土倉面質(zhì)量控制

混凝土倉號(hào)分為兩個(gè)控制區(qū)域，其中：汽車泵入倉控制中間8m范圍，溜槽控制錨栓籠外側(cè)6.95m范圍，共設(shè)置4道溜槽，扇形布置。

6.1 混凝土泵車入倉

混凝土泵車入倉，混凝土入倉速度為45m3/h，滿足風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工要求。

施工操作步驟：泵車平臺(tái)用裝載機(jī)推平，壓路機(jī)壓實(shí)，滿足罐車通過→澆筑前水車灑水濕潤墊層→用罐車運(yùn)輸1m3砂漿將泵車管道潤滑后方可開始澆筑→澆筑過程振搗密實(shí)到位，特別是錨栓籠周圍振搗密實(shí)→試驗(yàn)人員及時(shí)跟蹤調(diào)控混凝土坍落度，保證澆筑質(zhì)量和進(jìn)度。

澆筑順序：預(yù)應(yīng)力錨栓組件內(nèi)環(huán)→錨栓外側(cè)(斜面)→散熱器基礎(chǔ)→錨栓組件內(nèi)環(huán)地面以上部分，每層布料厚度30cm。

6.2 溜槽入倉

沿著基坑圓周方向布設(shè)4道固定溜槽，溜槽長約7～8m，卸料高差約3m，溜槽夾角約30，溜槽頂離地面高為1m，方便罐車卸料。澆筑時(shí)，罐車直接卸料到溜槽中，如料坍落度過小不易滑落，嚴(yán)禁用水沖，必須采取鐵鏟推入倉號(hào)?；炷寥雮}后，人工采用振搗棒進(jìn)行引料，使混凝土均勻攤鋪。

7 混凝土施工工藝

混凝土澆筑采用“一次澆筑成型、水平分層，斜向分段、對稱布料”方法，水平分層厚度一般不大于30cm，上、下兩層混凝土間隔時(shí)間不超過混凝土的初凝時(shí)間?？v向按4分段，嚴(yán)格控制底板布料均勻，最大不對稱方量不超過5m3，在澆筑過程中隨時(shí)注意已澆筑混凝土狀況，必要時(shí)布料振搗，使上下混凝土重塑，保證上下混凝土無冷縫。

澆筑總的順序?yàn)椤邦A(yù)應(yīng)力錨栓組件內(nèi)環(huán)→錨栓外側(cè)(斜面)→散熱器基礎(chǔ)→錨栓組件內(nèi)環(huán)地面以上部分”；總的原則為“先內(nèi)后外、左右對稱、斜向分段、水平分層”。預(yù)應(yīng)力錨栓組件內(nèi)環(huán)使用混凝土泵車均勻布料，錨籠環(huán)外側(cè)斜面使用溜槽對稱布料、連續(xù)澆筑，水平分層的工藝左右對稱進(jìn)行，上、下兩層混凝土的間隔時(shí)間不得超過4h。第一區(qū)域(錨栓組件內(nèi)環(huán))混凝土由泵車澆筑完成，第二區(qū)域、第三區(qū)域、第四區(qū)域、第五區(qū)域?qū)ΨQ布料，泵車、溜槽配合下料。混凝土澆筑前，由試驗(yàn)室測定混凝土的含氣量、溫度、坍落度，混凝土拌和物入模前含氣量控制在2%～4%，混凝土坍落度控制在150～180mm，混凝土入模溫度控制在5～30℃之間。

8 混凝土的澆筑振搗

8.1 混凝土澆筑通用要求

單臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)直徑19900mm,澆筑面積大，分區(qū)進(jìn)行振搗，每個(gè)區(qū)段內(nèi)配備1臺(tái)φ70振搗棒，每臺(tái)振動(dòng)棒工作范圍為15～16m。振搗密實(shí)與否直接關(guān)乎混凝土質(zhì)量，大體積混凝土振搗尤為關(guān)鍵。

振搗順序可根據(jù)澆筑順序而定，插入點(diǎn)要均勻排列，逐點(diǎn)移動(dòng)，依次進(jìn)行，不得遺漏。插點(diǎn)排列通常成行列式或交錯(cuò)式順序前進(jìn)，各點(diǎn)之間成梅花狀布置，振動(dòng)棒的移動(dòng)距離不得超過其振動(dòng)半徑的1.5倍，間距50cm左右，每次振動(dòng)時(shí)間應(yīng)視情況而定，錨籠環(huán)周圍應(yīng)適當(dāng)增加時(shí)間，振動(dòng)棒應(yīng)垂直插入，快插慢拔，逐點(diǎn)移動(dòng)，每次插入、抽拔時(shí)間應(yīng)不少于8～15s，以表面泛漿，不出現(xiàn)氣泡，混凝土無明顯下沉為宜。同時(shí)也要避免過分振搗，否則會(huì)使混凝土產(chǎn)生離析，對混凝土的均質(zhì)性有害。振動(dòng)棒要插入下層混凝土3～5cm，保證上、下混凝土層間結(jié)合良好。

分層澆筑時(shí)同一部位高低相差不應(yīng)過大，避免振搗后，灰漿流向低處，而造成離析現(xiàn)象，當(dāng)高差過大時(shí)，調(diào)整分層度，使得高差相近后再繼續(xù)澆筑。基礎(chǔ)每一部位澆筑到頂振搗收面后，應(yīng)隨即整平，用抹子反復(fù)搓，壓實(shí)、抹光，以避免出現(xiàn)風(fēng)干和干縮裂縫。

8.2 特殊、重要部位混凝土澆筑要求

8.2.1 錨栓組合件附近的澆筑

預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)靠錨栓組合件錨固來傳遞設(shè)備荷載，錨籠環(huán)周邊混凝土必須搗固密實(shí)，粘結(jié)牢固。該部位混凝土澆筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度，四周均勻下料勻速上升，混凝土應(yīng)充滿錨栓和鋼筋間隙，且錨籠環(huán)周圍的混凝土比其他部位混凝土稍高一些，混凝土中水泥漿不在周圍聚集，混凝土泌水不會(huì)順著錨栓組合件四周下滲產(chǎn)生空隙或形成水泡，影響混凝土與錨栓組合件螺栓表面之間的握裹力，降低該處混凝土的強(qiáng)度。振搗時(shí)，振搗棒與錨栓保持20cm左右的距離，對稱垂直插入。

8.2.2 電纜預(yù)埋管周圍混凝土澆筑

電纜溝內(nèi)預(yù)埋管路分3層排列，每層布設(shè)4根φ125電力專用管路，管中心水平間距300mm，上下間距175mm，管路密度大，間隙小，混凝土澆筑振搗困難，先澆筑管道底面以下200mm的混凝土，然后兩側(cè)對稱均勻下料，用振搗棒向管道底部引送混凝土，振動(dòng)器從兩側(cè)斜向插入搗實(shí)，澆筑時(shí)防止管道擠偏或者上浮跑位。

8.2.3 斜坡面澆筑

斜坡面處無模板約束，表面平整度及鋼筋保護(hù)層厚度不易控制，為保證該區(qū)域混凝土平整度及保護(hù)層厚度，采用以下方案進(jìn)行控制：將斜面區(qū)域均分為四等分，在每等分的交界處從上圈模板下沿至下圈模板上沿拉一條棉線作為基準(zhǔn)控制線，收面時(shí)以此基準(zhǔn)線收平，確保斜坡面平整度。

9 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土斜面施工時(shí)由低處向高處施工，邊緣處一次成型，螺旋上升布料，下部混凝土表面成型進(jìn)行二次收面后，即可開始對低處混凝土表面用薄膜覆蓋，防止水分蒸發(fā)，塑料薄膜上面覆蓋土工布，并對混凝土進(jìn)行人工灑水，進(jìn)行保濕。為了保證新澆混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期由于失水干縮而產(chǎn)生裂縫，用灑水車定時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，保證風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土表面在7d養(yǎng)護(hù)齡期內(nèi)不產(chǎn)生溫度裂縫，混凝土內(nèi)外溫差與表面溫差不大于25℃；混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。

10 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土質(zhì)量評(píng)價(jià)

混凝土抗壓強(qiáng)度(Map)檢測組數(shù)240組，最大值 49.7Map，最小值40.2 Map,平均值 46.5Map;混凝土強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。工程按有關(guān)的規(guī)程規(guī)范進(jìn)行了驗(yàn)收評(píng)定，全部合格。

11 結(jié) 論

針對景峽五A風(fēng)電場300MW工程特點(diǎn)，采取有效措施預(yù)防混凝土產(chǎn)生表面裂縫，保證混凝土內(nèi)在及外觀質(zhì)量，為今后類似環(huán)境下的工程提供了可借鑒的施工經(jīng)驗(yàn)。

a.在配合比設(shè)計(jì)時(shí)就采用考慮摻加粉煤灰、緩凝高效減水劑等有效減小混凝土水化熱；摻加JK-7螺旋形聚乙烯醇纖維，增加混凝土表面抗拉性能，有效減少表面裂縫。

b.混凝土澆筑采用“一次性澆筑成型，先內(nèi)后外、水平分層，斜向分段、對稱布料”方法，混凝土振搗及收面平整度做進(jìn)一步精細(xì)化控制；實(shí)行二次收面，防止混凝土產(chǎn)生裂縫。

c. 6～8月澆筑主體時(shí)，選擇晚上進(jìn)行混凝土澆筑，9～10月白天澆筑；避免夏季高溫、冬季低溫季節(jié)澆筑，降低混凝土入倉溫度。

d.精心設(shè)計(jì)混凝土配合比，摻用優(yōu)質(zhì)緩凝高效減水劑，減小用水量，嚴(yán)格控制坍落度，防止混凝土產(chǎn)生裂縫。

e.加強(qiáng)現(xiàn)場管理，塑料薄膜和土工布雙層覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，搞好混凝土保濕、保溫養(yǎng)護(hù)工作，做到混凝土表面早期養(yǎng)護(hù)，降低外界因素破壞。