风电工程风机基础大体积混凝土施工与质量控制分析

2021-11-30周楚云

中国房地产业·下旬 2021年11期

【摘要】风电工程建设中，风机基础是一大关键环节，直接关系到风电投产运行安全性与综合效益。本文首先针对风电工程风机基础进行了简要分析，其后详细探讨了风电工程风机基础大体积混凝土施工面临的问题与要点，最后以白果市风电场项目为例具体阐述了风机基础大体积混凝土施工与质量控制措施，以期可供参考。

【关键词】风电工程;风机基础;大体积混凝土;施工要点;质量控制

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.099

1、引言

近年来，随着我国电力系统的发展，电力工程规模不断扩大，大体积混凝土结构越加常见，如：火电工程汽（燃）机底板、基座;输变电工程GIS底板、变压器基础;风电工程风机基础等。基于清洁能源发展需求，风电工程项目越来越多，风电基础混凝土结构特点为体积大、整体性要求高，浇筑后水化热不易散出，合理组织施工，对混凝土内外温差进行控制十分重要，切实保证大体积混凝土施工质量满足要求。

2、风电工程风机基础概述

近十年来，我国风电装机容量持续增长，据统计2019年我国新增风电并网装机容量为25.74GW，风电装机总容量达到了209.94GW。长期以来，我国一直大力支持风电行业的发展，并出台了诸多文件，指明了行业发展方向、推进各项补贴政策落地，营造了良好发展环境。

风电工程中，风机基础是机组固定端，与埋入基础结构的连接件共同承载上部荷载（包括塔筒、机舱、叶轮等），是保证机组安全正常发电的关键所在。风机基础形式较多，如：重力扩展基础、桩基础、岩石锚杆基础、预应力墩式基础、梁板式基础等，无论是何种基础类型，大体积混凝土都是一道重要工序，若是施工质量控制不到位，极易在后期运营中发现各种质量问题，如：风机基础与基础环间开裂、基础表面裂纹、基础环晃动等，由此引发安全事故。对此本文主要从风电工程风机基础大体积混凝土施工的角度出发展开分析。

3、风电工程风机基础大体积混凝土施工面临的问题与要点分析

3.1施工问题

风电工程风机基础结构，一方面承担着自身与上部结构的重力荷载，另一方面也要面对不稳定风力循环加载所致的水平力、力矩，基础结构极易出现损伤与破坏，对此往往采取增大风机基础混凝土的截面尺寸这一方法。然而工程实践中，大体积混凝土施工难度大、要求高，若是施工质量不达标极易出现严重的基础质量问题，将直接威胁风机的正常运行。

目前，我国大部分风机基础大体积混凝土施工中，主要面临以下问题：（1）施工条件较差，基础的温控措施落实不到位;（2）施工队伍的不专业，现场监管不到位;（3）行业标准较为零散，尚未出台正式的设计与施工规范;（4）风电工程竣工验收方面，也面临着未统一标准的情况，普遍存在赶工期的问题。为保证风电机组可靠运行，必须确保基础结构完整、稳定，对此必须加强风电工程风机基础大体积混凝土施工与质量控制分析。

3.2施工与质量控制要点

3.2.1施工准备阶段

风电工程风机基础大体积混凝土施工前，需编制施工技术方案，并做好施工交底工作，方案中应包括以下内容：浇筑体温度应力、收缩应力计算结果;主要抗裂构造措施、温度指标;原材料优选与配合比设计方案;温控监测设备布置;澆筑顺序与施工进度计划;保温与保湿养护方法;应急预案与应急保障措施等。

3.2.2大体积混凝土浇筑阶段

（1）原材料：包括水泥、集料以及外加剂等，合理选择水泥品种、强度等级，优先选用水化热低的硅酸盐水泥，落实水泥强度、安定性、凝结时间、水化热等检验报告的检查工作。

（2）配合比：综合考虑强度等级、耐久性、抗渗性以及体积稳定性等方面的要求，同时对混凝土温控方案进行分析，据此科学开展配合比设计工作，并有效控制骨料、拌合用水以及入模温度。

（3）浇筑振捣：大体积混凝土浇筑时，需合理确定浇筑方案、振捣参数，整体连续浇筑时宜控制在300～500mm，在振捣时不得过振或是漏振。

（4）保温养护：做好保温养护工作，派专人负责，保湿养护时间至少14d，经常对塑料薄膜是否完整进行检查，确保混凝土表面湿润;保温覆盖层逐层拆除，要求混凝土表面温度与环境温度之间不得相差20℃以上。在养护过程中，实时检测混凝土里表温差、降温速率记录值，如实测结果不满足温控指标要求，必须及时调整保温养护措施，确保混凝土质量达标。

3.2.3大体积混凝土温度监测与控制

大体积混凝土施工期间，必须落实温度监测与控制工作。严格根据项目情况制定测温方案，主要内容包括：测位、测点布置、仪器设备、养护方案以及应急措施等。采用取水冷却方法时，需编制专项方案，根据实测的试样混凝土温度曲线、实时温度监测结果，对温控措施进行调整;采取预埋冷却水管方法时，需落实水冷却系统参数设计工作。

4、实例探析风电工程风机基础大体积混凝土施工与质量控制措施

4.1工程概况

白果市风电场位于永州市金洞管理区西南部的丘陵区域，地处白果市乡，位于金洞管理区与祁阳县、双牌县交汇处，东北距离金洞管理区区政府直线距离约22km，县道X004可至风电场附近，进场道路自县道X004已有水泥路上引接。风机装置22台（8台2200KW和14台2300KW）。其中5台95m钢塔筒、17台钢80m钢塔筒。包括：风机基础、箱变基础、风机安装、箱变安装、风机及箱变接地、低压电缆安装。

4.2风电工程风机基础大体积混凝土施工

本项目风机基础采用的是C40混凝土，基础保护层厚度如下：底板50mm。顶面及侧面40mm。悬挑板径向钢筋、环壁竖筋应采用I级接头机械连接，其余钢筋可搭接，不应焊接。锚固长度>35d ，搭接长度>40d。具体施工要点如下：

（1）原材料选择

本项目细骨料宜选用中粗砂;粗骨料宜选用连续级配，最大粒径应<40mm。混凝土中水泥采用P.042.5普通硅酸盐水泥，水胶比≤0.40，最大氯离子含量0.2%，最大碱含量3.0kg /m3。用泵送混凝土坍落度不宜大于15cm ，不用泵送混凝土坍落度不宜大于10cm。

（2）大体积混凝土浇筑

混凝土浇筑前，应会同有关单位进行验槽及相关的验收工作。本项目大体积混凝土采用插入式振捣器，不得出现过振或是振捣不足的情况，浇筑厚度、间歇时间严格执行现行施工规范。下锚板上方混凝土加强振捣，每层振捣厚度≤300mm;上、下锚板处锚栓每个间隔均应振捣（图1）。混凝土浇筑工作要求连续不间断，风机基础内不得出现施工缝。混凝土的表面应用养护液或防水膜保持湿润状态、防止雨水、防止温度剧变。

（3）大体积混凝土温度监测

本项目大体积混凝土浇筑时，内部埋设测温点共计4个，实际浇筑工作结束后对内部温度进行测量，内外温差控制在25℃以内，一旦发现温差大于25℃需立刻采取相应的保温措施。

4.3风电工程风机基础大体积混凝土质量控制

（1）基础施工过程中应作好防洪措施，避免雨水、洪水长时间浸泡地基持力层;混凝土浇筑时间应避开雨、雪及沙尘天气。

（2）混凝土拆模后，对于地面以下部位需及时进行回填，对于地面及以上的部位则做好覆盖养护工作。

（3）基础施工应按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》及我国的相关的施工及验收规范执行;基础混凝土强度达100%后，可进行下一步的吊装操作。

（4）基础需进行沉降观测，观测周期及间隔如下：风机基础浇筑完成后，机组安装前后，机组运行第7天各观测1次，运行第一年3个月观测1次，运行一年后每年观测1次，直至稳定为止。风机基础的沉降观测采用二等沉降观测的精度要求进行。

结语：

综上所述，风电工程建设中，风机基础施工质量直接关系到整个风电机组运行安全，对此加强风机基础施工研究具有重要意义。大体积混凝土是风机基础施工的重要内容，也是难点所在，在工程实践中必须要加强原材料选择、浇筑振捣施工以及温度监测与控制工作，切实保证大体积混凝土质量可靠，真正为风机运行夯实基础。

参考文献：

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[2]吕伟荣，何潇锟，卢倍嵘，石卫华，张家志，朱峰，祝明桥.插环式风机基础疲劳损伤机理研究[J].建筑结构学报，2018，39（09）：140-148.