山地風電風機基礎土建施工難點與質(zhì)量控制研究

李路路

(國電電力河北新能源開發(fā)有限公司 河北 張家口 075000)

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對環(huán)保的要求越來越高，這種趨勢極大地促進了我國風電市場的發(fā)展。我國山地地區(qū)的風力資源非常豐富，風能資源年利用小時數(shù)高達2 700 h。但由于我國的風能資源受到地理位置、地形等因素的影響，山地風電場與其他地域的風電場有著明顯的區(qū)別，不僅具有較強的施工難度，而且施工條件較為惡劣、交通不便。風電場想取得良好的盈利效果，必須要確保風力發(fā)電機組運行的安全性、穩(wěn)定性。而風機基礎的質(zhì)量對風電場的穩(wěn)定運行起到?jīng)Q定性的作用，所以相關(guān)項目施工單位應高度重視施工工藝的各個細節(jié)，加強關(guān)鍵質(zhì)量控制點的合理設置，尤其在大體積混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護等方面，從而促進風機基礎土建施工質(zhì)量控制水平穩(wěn)步提升。

1 風電項目的特點

風電項目的施工特點主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 建設周期短

通常來說，50 MW 山地風電場從開工準備到機組全部投產(chǎn)一般需9～15個月。其中，工程開工準備至主體工程開工最短為3 個月，最長為6 個月，工程建設期最短為6個月，最長為9個月。工程開工建設后應盡量在當年并網(wǎng)投產(chǎn)，其項目的短、平、快特點顯著。若容量增大，可適當延長工期。同時，風電項目施工工期要求較為緊張，且具有較強的施工強度。

1.2 施工難度和技術(shù)含量較低

風電項目要求施工單位的資質(zhì)門檻并不高，大多數(shù)施工企業(yè)可以在投標建設中進行積極參與。

1.3 資金投入大

風電項目資金投入比較大，投入時段具有較強的集中性。在風電項目臨建建設方面，應對基礎開挖和施工備料工作予以積極開展，所以在整個風電項目施工中[1]，應確保資金投入的充足性。

1.4 市場波動變化大

市場波動變化深刻影響著鋼筋、水泥等供需關(guān)系，其價格變化幅度較大。通常來說，風電場建設地對諸多項目同時施工具有明確的要求，施工時段的集中性顯著，所以在建材市場，供不應求狀況經(jīng)常發(fā)生，從而使材料市場具有較強的波動變化。

2 山地風電風機基礎土建施工難點分析

首先，山區(qū)地質(zhì)條件具有較強的復雜性，一定程度上對地質(zhì)勘察、工程施工等造成了極大的影響，而且因為地勢較為險峻，施工人員的作業(yè)安全難以保證。在施工準備階段，相關(guān)工作人員應對當?shù)氐匦蔚孛策M行詳細勘察，制訂出科學合理的施工方案，并合理設計各項施工工藝。其次，基于實際建設角度，在風機基礎的施工方面，應對一系列大型機械設備展開合理使用。險峻的地形明顯加劇了施工人員組織管理機械設備的難度，同時也嚴重影響著現(xiàn)場施工人員的調(diào)度[2]。再次，在風機基礎施工中，施工現(xiàn)場氣候環(huán)境，極容易影響到混凝土的澆筑與養(yǎng)護。如果當?shù)貢円箿夭蠲黠@，施工人員應嚴格控制好混凝土材料溫度，但是因為相關(guān)技術(shù)要點比較復雜，使施工難度大大增加。最后，如果施工作業(yè)的合理性不足，極容易導致當?shù)厮亮魇栴}的出現(xiàn)，所以在工程施工方面，施工單位應注重環(huán)境保護，最大程度地防止風電場項目威脅到當?shù)丨h(huán)境。

3 山地風力發(fā)電機組土建施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 臨建設施建設

在臨建設施中，鋼筋加工廠、混凝土拌和系統(tǒng)等比較常見。一般來說，風機往往在山頂或山脊處進行構(gòu)建，相鄰風機距離并不近，所以風力發(fā)電機組分布的集中性不足。要想促進風機基礎各工序施工的順利進行，就要將原材料與中間產(chǎn)品的運輸距離控制在合理范圍內(nèi)，臨建設施位置的布置應符合合理性要求，控制好鋼筋、混凝土等材料的運輸距離，從而使成本投入不斷降低。同時，要想控制好各個風機的距離，臨建設施應在風電場的中心位置完成布置。在布置前，應提高對風電場內(nèi)地形、布置條件等方面的了解程度。而在具體布置時，還要緊密連接場外道路與場內(nèi)道路，以此來為原材料向每個風機位置的運輸提供極大的便捷。

3.2 道路施工

對于場內(nèi)道路，應緊密聯(lián)系所有風機基礎，為風機基礎建筑材料運輸?shù)於ê没A。在生產(chǎn)運行期間，應積極落實風機檢修、維護工作。在道路施工過程中，由于會對山區(qū)林地造成一定的破壞，所以應落實國家和地方環(huán)境保護的要求，避免因為施工而導致地質(zhì)災害的出現(xiàn)[3]。要想將施工進度提升上來，在道路施工期間，路基施工先要進行落實，在路基形成后，應進行風機基礎土建施工。需要注意的是，道路的壓實度、轉(zhuǎn)彎半徑等，應與相應的運輸要求相符。

3.3 山地風電場土建施工

山地風電場土建施工涵蓋的內(nèi)容較多，對此，應與場內(nèi)道路的進展情況相結(jié)合，科學合理地設置施工流程。要想滿足工期的節(jié)約化需求，應對風機基礎劃分施工區(qū)域進行施工。根據(jù)道路路徑、風機距離等情況進行施工作業(yè)區(qū)域劃分，合理調(diào)配施工資源，最大程度地縮短工期。風機基礎施工流程敘述具體如下。

3.3.1 可更換的預應力錨栓組合件安裝

在預埋件施工方面，應對圖紙要求進行深入分析，使預埋件位置與設計相符；在基礎底層鋼筋安裝前，錨栓組合件要先完成安裝，并結(jié)合調(diào)節(jié)螺栓將上、下錨板調(diào)平，然后開展綁扎鋼筋工作，鋼筋安裝完畢后，要再次復核上錨板水平度，確保滿足設計要求；混凝土澆筑環(huán)節(jié)，應遵循分層進行的原則，且泵送混凝土輸送管應盡量遠離錨板，避免泵送混凝土影響到錨板水平度。

3.3.2 鋼筋制作與安裝

在運輸鋼筋到風機施工現(xiàn)場過程中，應加強隨車吊汽車的應用。在鋼筋安裝方面，人工現(xiàn)場安裝非常適用，在鋼筋安裝后，應合理設計其內(nèi)部尺寸、鋼筋間距、高程等[4]。

3.3.3 模板制作與安裝

定型鋼模板對風機基礎模板的影響較大。在確定模板數(shù)量時，應從工程量與工程進度要求出發(fā)。要避免脹模、跑模等現(xiàn)象的出現(xiàn)，應借助鋼絲繩來固定好模板外側(cè)，并通過木方，以此來取得最佳的支撐效果。在模板與鋼筋之間，保護層應加強預制混凝土墊塊的使用。墊塊強度應在該部位混凝土強度以上，并在預制時預埋扎絲，以此來完成固定，規(guī)避墊塊脫落的情況。在混凝土澆筑后，模板的拆除應及時進行，以此來推動模板周轉(zhuǎn)率的提升，以便于后續(xù)工作的順利開展。如果混凝土強度符合要求，即可對模板進行拆除。在鋼模板拆除后，殘留灰漿和附著的混凝土應予以全面清除。模板與配件的保管，應安排專業(yè)人員進行，在存放時應做到分類堆放。

4 山地風電風機基礎施工質(zhì)量控制措施要點

4.1 接地體安裝

鍍鋅鋼材在接地體建設的材料中得到了大量應用，其借助模具焊接方式進行連接。通常來說，垂直接地體的間距應在5 m 以上；接地極應加強垂直接地極的采用，其長度應在2.5 m 以上；接地體與建筑基礎之間的距離，應盡量高于1.5 m；在接地系統(tǒng)安裝后[5]，接地電阻的測量工作應及時進行，如果與相應的設計要求存在差距，應對接地極限數(shù)進行合理增加，或加強降阻劑的正確使用。此外，在回填方面，應采用降阻劑混合純土，在回填前，還要對土中是否含有雜物進行嚴格檢查[6]，如果含有雜物，應第一時間予以清除，并對分層夯實進行開展。

4.2 大體積混凝土澆筑質(zhì)量控制

在風機基礎施工中，混凝土澆筑這一關(guān)鍵工序的作用不容小覷。如果混凝土澆筑的砼方量較大，要想促進澆筑的順利完成，相關(guān)工作者應在施工人員管理的基礎上實施持續(xù)化澆筑，防止停頓現(xiàn)象的出現(xiàn)，以免對混凝土澆筑質(zhì)量造成影響；同時，在混凝土澆筑的關(guān)鍵工序控制方面應做到以下幾點。

4.2.1 機具準備與檢查

泵車、運輸車等，在混凝土澆筑方面比較常用。在開工準備階段，相關(guān)工作者應嚴格管理好機械設備，確保各機具性能的完好無損；對于材料與應急處理機械的配備，應加強有效檢查，避免出現(xiàn)數(shù)量不足的問題。此外，在施工現(xiàn)場，應安排專業(yè)的技工，正確指導攪拌站作業(yè)。若具備商品混凝土條件，應盡量采購商品混凝土施工。商業(yè)混凝土具有以下應用優(yōu)勢。第一，有利于提升建筑工程質(zhì)量。商品混凝土所用原材料具有一定的穩(wěn)定性，借助先進生產(chǎn)工藝和全電腦控制，可以保證計量的準確性，且富裕強度高，從而推動建（構(gòu)）筑物質(zhì)量水平。第二，有利于對建筑工期進行控制，提升建設速度。借助商品混凝土的應用，可以提升施工速度，將設備等周轉(zhuǎn)租賃費用控制在合理范圍內(nèi)；同時，對于業(yè)主單位來說，建設周期的控制性較強，有利于防止投資風險的出現(xiàn)。第三，可以防止材料浪費情況的發(fā)生。對于砂石、水泥，在現(xiàn)場攪拌中的浪費現(xiàn)象凸顯，現(xiàn)場攪拌砂石等損失量最多為15%，最高為30%左右。

4.2.2 原材料供應管理

若自建混凝土攪拌站，應在澆筑前，積極開展材料的檢查工作，配備充足的黃砂、碎石等材料；對于倉儲材料，如水泥、粉煤灰等，應保證澆筑過程補倉的即時性需求[7]；通常來說，倉儲應在1/2以上，從而促進澆筑過程的順利進行。

4.2.3 混凝土水化熱控制

在風機基礎施工中，運輸混凝土所需的時間甚至高達2 h，對此，要想推動混凝土澆筑質(zhì)量的提升，相關(guān)工作者應對混凝土初凝的時間進行適度延長，如加強緩凝劑的使用，防止受到遠距離運輸問題的威脅；當高溫天氣澆筑混凝土時，應采取必要的降溫措施，防止高溫影響到混凝土澆筑質(zhì)量，同時實現(xiàn)混凝土入模溫度的有效控制，免受水化熱的威脅，從而致力于混凝土澆筑質(zhì)量的穩(wěn)步增強。

4.3 混凝土養(yǎng)護與溫控測量

4.3.1 混凝土養(yǎng)護

在基礎混凝土澆筑后，應提高對抹平壓實的重視程度，通過相關(guān)材料的覆蓋，以此來促進保溫效果的提升。一般來說，先要對一層塑料薄膜進行覆蓋，再對一層草席或麻袋予以覆蓋，旨在將混凝土的濕潤度控制在合理范圍內(nèi)，防止雨水、溫度的變化對混凝土造成影響。如果施工時間為冬季，為了防止其表層受到凍裂，應加蓋棉被。

4.3.2 溫控測量

在混凝土澆筑前，應將溫控管設置在基礎底部以上5 cm、基礎中部及基礎表面以下5 cm處等。在養(yǎng)護期前3 d，混凝土的測溫時間應每隔2 h；4 d后，測溫時間應間隔4 h；如果混凝土內(nèi)外溫差在10 ℃以下，測溫應停止進行；一般而言，測溫時間應在兩周左右[8]。為了取得良好的測溫效果，溫度記錄也是非常關(guān)鍵的，如果混凝土內(nèi)外溫差在25 ℃以上，應注重溫差的有效控制，給予混凝土裂縫等問題有效的預防。

5 山地風電風機施工質(zhì)量控制措施

5.1 微觀選址

在風機基礎土建施工質(zhì)量方面，微觀選址的作用不容忽視，應合理確定風機機位，并高度明確場內(nèi)道路位置，為了防止相關(guān)矛盾點的出現(xiàn)，應對各項質(zhì)量控制要點予以統(tǒng)籌兼顧，制訂出合理的方案。另外，在微觀選址前，項目組應將各參與方集成在一起，對微觀選址專題會進行落實；對于氣候特征信息、地形特征信息，應基于圖表形式向各參建方進行展示，以此來將其對工程建設的認識水平提升上來。

5.2 道路詳勘詳繪與設計評審

在風機基礎建設過程中，與各種機械設備、施工材料的調(diào)運有著密切的聯(lián)系，對此，應嚴格管理施工現(xiàn)場交通條件。其中，在施工準備階段，相關(guān)工作者應與各技術(shù)人員保持友好的聯(lián)系，全面化勘察場內(nèi)道路情況。基于風場區(qū)域地形圖設計，其比例應為1/2 000[9]。

以某工程項目為例，因為在山區(qū)建設，地面高程最低為1 200 m，最高為1 447 m，其地形起伏大、地質(zhì)條件復雜特點顯著。因此，勘察人員詳細測繪局部地區(qū)，對1/500 比例的地形圖進行繪制，以此來助力道路評審、工程量制定、施工等工作。

5.3 施工總平面布置

該方面對風機基礎施工的影響也比較深遠。基于此，對于相關(guān)工作者而言，應從風電場建設實際情況出發(fā)，為施工總平面的合理布置提供一定的依據(jù)。在具體布置中，應將臨時道路、臨時施工用地、倉庫、房屋等內(nèi)容涵蓋在內(nèi)。為了取得良好的布置效果，可采取以下措施：首先，應將風機基礎施工的便捷充分體現(xiàn)出來，根據(jù)因地制宜的原則，實現(xiàn)工程用地的合理規(guī)劃，從而順利運輸各種大型機械設備與材料；其次，因為外界環(huán)境會影響風機基礎施工使用的材料，所以在布設施工用加工廠時，應對防潮、防水等需求予以深入分析，同時滿足交通便捷性需求。

5.4 論證規(guī)劃設備堆貨場地

在風機基礎施工中，機械設備的規(guī)模較大，且施工材料的質(zhì)量較差。對此，要想將項目建設規(guī)劃水平提升上來，相關(guān)工作者應嚴格論證設備、材料堆放場地[10]，防止運輸風險的出現(xiàn)，同時使場內(nèi)施工與連續(xù)性要求相符，促進場內(nèi)運輸調(diào)度的順利開展。此外，基于整體造價角度，可以先對部分主設備供貨費予以扣除，然后將其作為臨時堆貨場地費。

6 結(jié)語

綜上所述，在風電場土建施工中，風機基礎施工不容忽視，基礎施工質(zhì)量，是風機安全、穩(wěn)定運行的重要影響要素，根據(jù)風機基礎施工，應將現(xiàn)場施工管理力度提升上來，注重施工人員素質(zhì)水平的提升，使項目建設安全、質(zhì)量管理體系得到不斷完善，從而給予項目建設乃至風電事業(yè)發(fā)展強有力的支撐。在今后的工作中，相關(guān)工作人員應該就此課題開展深入的分析，爭取不斷完善山地風電風機基礎土建施工。