霍艳丽 霍艳华

【摘要】高寒高海拔山地风电场是风电发展的主要领域之一，加强对其施工过程控制，合理选择与优化施工工艺对于保证风电项目效益及质量具有重要的作用。本文以某风电场工程项目为具体案例，对高寒高海拔山地风电场施工前期及各阶段施工工艺要点展开分析，对施工经验进行总结，为高寒高海拔山地风电场施工管理提供参考。

【关键词】高寒高海拔;山地风电场;施工工艺;选择;优化     【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.120

现如今随着社会经济的飞速发展以及对生态环境保护重视程度的显著提高，风力发电作为一种具有极大资源潜力、技术发展成熟的可再生资源，对于减排温室气体和应对气候变化形势具有重要的作用。风电行业，在我国飞速发展。随着风力发电工作的不断深入，高寒高海拔山区风能资源丰富，风力发电场的建设数量逐年剧增，规模占比越来越大。但是风电场的施工建设极易受到气候、交通条件等因素的影响，导致工程质量不佳。因此对高寒高海拔山地风电场施工工艺进行合理选择并全面优化具有重要的意义。

1、山地风力发电场施工工程概述

近些年来，随着社会经济的飞速发展，我国风电开发力度以及风电场建设力度呈不断加大的趋势。相关统计数据显示，截至2020年，我国风电场的累计装机容量高达3.3亿千瓦。随着风电场规模的扩大，风电新能源并网价格政策的优惠幅度逐渐降低，为了能够有效降低工程造价，提高工程效益，最终实现标杆电价上网，具有丰富资源的高寒高海拔山地区域已成为当下及未来风电场竞争开发建设的重点。

高寒高海拔山地风电场施工建设阶段，为了能够实现对工程造价的有效控制，在施工工艺、土地林地征占用、水体保持治理中存在一定的矛盾。对风电场施工建设阶段存在的问题展开综合分析，目前，多数高寒高海拔山地风电场存在建设规模不足、施工覆盖面积较大、山地风电场施工现场地质复杂、自然环境及气候条件恶劣等问题，在施工阶段面临征地、拆迁补偿等相关问题，导致施工难度系数较高，因此工作人员需要掌握高寒高海拔山地风电场的施工特点。

2、高寒高海拔山地风力发电场工程的特点分析

同其他地区相比，高寒高海拔山地风电场工程存在明显的不同，其特点主要体现在以下几个方面：（1）高寒高海拔山地风电场的位置相对偏僻，自然条件较为恶劣，我国地大物博、幅员辽阔，风能资源的丰富集中于北方坝上、西部草原、戈壁滩以及东部沿海区域、西南群山区域。高寒高海拔山地风电场主要位于北方坝上及西南群山区域，较为偏远，交通条件较差，对物资与人员的出入造成不便。另外山地地区的自然环境极为恶劣，地形地势相对复杂，难以采取标准化施工方法解决道路问题，存在海拔高、低温、空气稀薄、凝冻等特点。（2）高寒高海拔山地风电场机位点较为分散，工作面广。受到风机尾流、湍流以及山体间距离的影响，风机的间距较大，风电场占据较大的面积。为了提高风力资源的利用率，风机主要机位的微观选址多集中在山脉顶部范围内，因此施工位置相对分散，需要进行多个作业面的施工。（3）高寒高海拔山地风电场的地质较为复杂。风场道路、风机平台的面积大、分布广，各断面、机位平台的土石、岩石特性可能存在一定的差异，岩石具有坚硬密实的特点，受到复杂地形地势、环境因素的影响，爆破的难度较大;软土存在承载力不足的问题，需要进行换填。因此对高寒高海拔山地风电场施工来说，需要对道路及风机平台地质情况进行重点勘察，避免工程不确定性情况。（4）风电场施工建设阶段需要使用大量的设备，设备体积较大，运输及施工难度较大。随着风电技术的发展，大叶片、大容量机组得到了低风速山地风电的广泛应用，风机塔筒的高度、叶轮的直径以及设备的重量明显增加。高寒高海拔山地风电场气候多变、地形复杂、道路曲折，转弯的半径较小，需要通过特种车辆运输。

3、工程概况

某山地风电场所处地区平均海拔3300m，海拔3000-3600m，年平均气温2.4℃，最高气温35.7℃，最低气温-37.5℃。多年最低平均气温为-16.9-0℃，属于高寒地区。施工内容主要包括道路施工及平台平整工程、风机基础工程、风机吊装工程、集电线路工程以及升压站建筑与安装工程等。该风电场受地理位置因素影响，交通不便，位于山脊顶部，原材料运输道路较长、弯道多、坡度大。

4、高寒高海拔山地风电场施工工艺选择与优化措施

4.1微观选址

因为高寒高海拔山地风电场具有空气密度低、气候复杂多变、地势复杂、交通不便、地质缺陷情况明显的特点，因此同常规风电场相比，高寒高海拔山地风电场的微观选址难度更大。微观选址主要指在地形图中对风电机组进行布置后，结合招标明确风机机型，根据施工现场地形情况、环境、施工道路必选、安装平台设置等因素，在保证风机稳定运行的基础上，使用风机布置于发电量计算软件对不同方案的风电场总体发电量进行比较，基于经济性的因素进行考虑，实现对整个风电场风能资源的最大化利用，降低成本。风电场的微观选址也是一项关键施工工作，特别是高寒高海拔山地风电场涉及专业较多，属于系统性功能。首先，需要由项目业主、涉及单位、风机常见组成小组，结合风机参数及前期工作中的布置放哪与地质勘察结果，根据风机布置的原则（风机间距在主方向为5-9倍风机直径，垂直主方向为3-5倍风机直径）;加强对场地的利用，同时确保尾流效应教学，不可超过8°，湍流强度不可多于0.16，明确微管选址初步方案。其次，结合初步方案在场址中现场定点工作，根据风机机位周围情况，如地质缺陷、安装平台、道路设计、施工难度等，對其进行合理调整，形成微观选址风机布置比较方案。为了提高风能资源的利用率，微调机位的过程中需要在保证风机安全稳定运行的基础上进行。最后，对不同布置方案的经济性、对环境的影响等因素进行分析，明确最终的布置方案。该风电场现场地形起伏大，机位最高海拔与最低海拔的差值为200m左右，所以在风电场地形起伏变化明显的区域，减少风机布置，合理增加风机布置间距，满足机型设计要求。对于湍流较大的风机机位来说，需要采用适应更高等级的机型，确保其稳定运行。

4.2明确施工流程

因为该风电场位于高寒高海拔山地地区，风机基础形式较为复杂，主要为基岩的扩展式与嵌岩桩。对其施工流程进行分析，主要为（1）定位放线;（2）灌注桩施工;（3）土石方开挖;（4）验槽;（5）垫层混凝土浇筑;（6）预应力锚栓安装;（7）基础鋼筋绑扎;（8）模板安装;（9）整体验收;（10）浇筑混凝土;（11）混凝土养护;（12）拆模;（13）二次灌浆;（14）混凝土工程验收;（15）回填土;（16）基础交付安装。

4.3风机基础预应力锚栓安装

完成风机基础预应力锚栓安装作业后，为了保证施工质量，优化施工工艺，需要加强对顶面平整度的控制，这也是保证风机基础施工的主要途径，对风机基础的运行有直接影响，因此施工人员需要加以重视。通常情况下，完成基础预应力锚栓上下锚板的安装作业后，需要对初次上下锚板同心度和水平度进行合理检测，在这一过程中，需要消除水平度的误差。完成钢筋的安装作业后，进行混凝土浇筑前进行再次检测，在这一过程中，需要对上锚板顶面水平度的误差进行合理控制，允许误差为±1cm，每次测量时均需要对测量结果进行详细记录。在浇筑混凝土的过程中，需要安排专业人员碎石对基础上的锚板水平度进行检测，如果存在问题需要及时进行处理。检测基础上锚板顶面水平度的过程中，使用的测量仪器精度需要与设计要求相符，同时进行合格检验，安排专业检测人员进行检测。

4.4风机基础大体积混凝土浇筑

在风机基础的大体积混凝土浇筑施工过程中，施工工艺的优化措施主要包括以下几个方面：（1）对混凝土配合比进行优化，施工前进行水泥水化热测定试验，对粗骨料来说，需要使用级配较好的碎石以及机制砂进行水系处理，进而有减少水泥的用量。使用“双掺技术”，主要指同时掺入粉煤灰与高校减水剂，有助于降低单位混凝土的水泥用量，同时有效延缓温升峰值出现的时间。（2）结合施工条件对施工过程中大体积混凝土浇筑块体的温度、温度应力以及整浇长度进行检测，确保施工方案的可行性，同时需要结合检测结果明确各项温度指标，制定科学合理的温度检测方法、冷却措施与养护措施。（3）选择出厂超过10天的水泥，以防水泥本身的高温导致混凝土入模温度增加。拌和前需要通过冷水对配料机与搅拌机进行冲洗，输送前需要对输送泵进行冲洗，输送过程中使用草袋覆盖泵管，减少环境、温度因素对其造成的影响。（4）浇注方式为分层连续浇注，加强对混凝土层面散热性能的利用，在前一层混凝土初凝前完成次层混凝土的浇注，避免出现层间冷缝。（5）采用电子测温仪对温度进行检测。结合检测结果开展冷却工作与养护工作，保证混凝土体中心温度和表面温度的温差不超过标准规范中的25℃，混凝土表面温度以混凝土外表内500m处温度为标准。

4.5 风机塔筒吊装

风机塔筒施工是风电场施工过程中的重要一环，塔筒各节间需要采用法兰、高强螺栓进行有效连接，如果高强螺栓连接与规范要求不符，可能会导致塔筒安装及运行阶段发生风机倒塌、坠落、塔筒断裂、高强螺栓断裂等安全事故问题。所以需要对施工工艺进行优化。首先，施工前使用高强螺栓需要根据其出厂批号等参数信息，对螺栓楔负载、螺母负荷、螺母及垫圈硬度等情况进行检测，同时进行光谱分析，认真检查材质，确保其达标后方可投入应用。复核需要随机抽取现场待安装的螺栓进行检测。其次，需要确保紧固高强螺栓采用的手动、电动及液压扭矩均检验合格。具体安装过程中，避免强行传入螺栓。最后，进行风机塔筒高强螺栓施工的过程中，可以使用十字交叉的方式进行，可划分为初拧、复拧以及终拧三个阶段。

结语：

综上所述，高寒高海拔山地风电场的施工难度较大，具有一定的复杂性，因此施工人员需要合理选择施工工艺，对施工工艺进行全面优化，本文以实际工程案例分析了风电场施工要点，总结施工经验，保证工程质量。

参考文献：

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