刘文胜

（左云县公用事业管理中心，山西大同 037100）

在资源日益枯竭与环境污染日益严重的当下，开发经济适用型并且环境更友好的发电方式已经成为当代社会所需要关注的重点问题。风力发电作为一种清洁型的发电方式，如今受到了国人的极大关注。但是风力发电场大多集中在山地地区，不仅存在较大的施工难度，而且对于混凝土施工也会带来一定限制和影响。鉴于此，本文将以具体的工程实例，深入研究山地风电场施工难点和混凝土质量控制措施，这对于风力发电工程的正常运行有着十分重要的意义。

1 工程概况

该山地风力发电厂施工项目位于河北省境内，工程以标号C40 为风机基础混凝土，风机基础的底部和上部分别为圆柱和圆台，总浇筑体积为315.5m3。风力发电设备的功率为1.5MW，详细参数如表1 所示。

表1 风力发电设备的详细参数

2 风力发电的现状以及未来的发展趋势

2.1 风力发电的现状

随着社会科技的发展，国力发电技术在我国得到了优化和完善，同时全球范围的风力发电不管是其规模还是建设速度，都在不断扩张和加快。众所周知，风力发电影响着人们的生活和社会的发展，所以这一清洁型发电形式不管针对经济还是社会，都有着极大的发展前景。在实际发电期间，风力发电不仅能保证社会的日常用电，还能保护生态环境不会被破坏。基于我国实施的可持续发展战略，风力发电是一种非常有益且关键的发电形式。如今，为了促进社会的发展与经济水平的提高，风力发电事业有着非常广阔的发展前景。在近些年来，风力发电技术越发成熟，直到经济迅猛发展的今天，该技术变得更加繁荣。

2.2 风力发电未来的发展趋势

由于风力发电模式具有较大的优势，所以风力发电系统在全球范围内都进行了大规模的建设。最近几年，我国提高了对风力发电系统建设的注重程度，而在未来几年的发展中，风力发电的建设规模还会不断壮大。我国若能实现风力发电并网技术的优化，风力发电系统会逐渐替代以往的火力发电系统，甚至完全取代，而这在很大程度上为我国电力行业提供有力的支撑。并且随着风力发电的发展，其也会由常规风力发电转化成海上风力发电等诸多模式。除此之外，结合山地风电系统的发展状况来看，我国风力发电的建设力度不断加大，随着社会经济水平的提升，风力发电系统也迎来了很多挑战。在建设施工层面，山地以及平地施工存在的差异性也逐渐显露出来。

3 山地风力发电厂的施工难点

3.1 地形与地势

山地施工最主要的施工困难存在于地形和地势中，在进行风力工程施工过程中，技术人员需要对地形地貌进行全面勘察，并结合具体的地势条件对施工计划进行优化调整，这势必会改变原有的施工技术和施工流程，因为在施工计划变更中会涉及人员与物资的分配与调拨，所以会在一定程度上增加企业的施工成本，同时降低施工效率。除此之外，如果地势相对险峻，则会限制大型机械的使用，甚至对人员安全带来一定威胁。

3.2 气候条件

气候因素也是影响山地风力发电厂施工质量的主要因素之一，因为山地地区的海拔高度不同，所以就存在不同的气候条件。例如随着海拔的升高温度会明显下降，那么会严重影响需要温度控制的施工环节，比如混凝土施工。在混凝土施工结束后需要对其进行养护，但是不同的温度条件下混凝土养护方法各不相同，只有这样才能有效保证混凝土的使用寿命，当然这也对技术人员对温度的把控提出了更高要求，需要在施工过程中给予额外关注。

3.3 施工技术

施工技术是影响施工质量的关键因素，山地风力发电厂施工技术与平地施工技术大体类似，流程也基本一致。但是在山地施工过程中，技术人员需要额外留意混凝土材料的选择、比例的调配，这些施工关键因素会直接影响山地风力发电工程的运行质量，其施工技术水平的高低直接决定风电系统的建设质量。

4 山地风力发电厂混凝土施工质量的控制措施

4.1 原材料选择

该工程采用的水泥为42.5 普通硅酸盐水泥；砂石为河砂，并且砂石质量符合混凝土用砂石质量检测标准；石子粒径控制在20~40mm 之间；选用高效减水剂为外加剂，用来降低混凝土硬化产生的水化热，可有效提高混凝土浇筑强度、避免结构裂缝的产生；因为本次工程在秋季施工，昼夜温差较大，所以为将混凝土内外温差控制在25℃以内，选择麻袋和塑料薄膜作为保温材料，来作为混凝土浇筑的后期养护材料[1]。

4.2 地基的处理

由于风力发电机承载极大，所以风机地基必须能承受住机组自重以及塔架的重量，而这就要求风电地基要有较强的承载力，同时均质性也要优良。在开展地基施工的过程中，施工单位须确保开挖后地基的土质与勘查期间的土质情况相同，施工单位还要使用适宜的地质探测仪检测地基的承载能力，一旦发现异常就要和设计单位与监管单位联系，以便做好后续的处理工作。同时施工单位还可建造优质、高承载力的地基，这样不仅能避免地基大范围沉降，还能提高其施工质量，这样山地风力发电场的整体施工质量都能得到保障。

4.3 混凝土比例调配

在风电系统的混凝土施工过程中，选择的混凝土大多以水化热性能较低的水泥为主要原材料，这种性能的水泥可在一定程度上延长风机基础大体积混凝土承重台的使用周期。在实际施工过程中，技术人员需要结合工程的实际情况对水泥用量进行科学控制，然后按照不同的比例进行验证，最终选择出最佳的配置方案。

4.4 混凝土拌和

在拌和混凝土之前，需要在拌和筒内加水空转数分钟然后排尽积水，保证筒内干净湿润，混凝土拌合完成之后要迅速卸净，并且在卸出之前无须额外添加原材料，例如加水或砂石，如此才能严格控制混凝土的坍落度和水灰比。除此之外，工作人员也要严格控制混凝土的拌和时间，确保能够通过充分搅拌使各种原材料充分混合。该工程所选用的拌和机为强制式，最短搅拌时间为90s，每盘容积为0.5m3[2]。

4.5 混凝土运输

工程采用的混凝土搅拌机最大容积为400L，平均2min 搅拌0.4m3的混凝土；选用的混凝土运输车最大运输能力为每次4m3，满车装载需要的时间为8min，而且搅拌站距离施工现场约5km，如果以20km/h 的速度计算，那么往返一次需用时40min，为满足施工进度，决定使用4 台混凝土运输车辆共同运输。同时在运输过程中，工作人员也要保证混凝土不会分层和离析，更不能产生初凝现象。

4.6 混凝土浇筑

（1）结合本工程的实际情况，技术人员决定使用斜面分层的浇筑方法，也就是在浇筑过程中做到一个坡度、循序渐进、一次到顶。斜面分层原则类似于平面分层原则，倾斜角度通常不大于45°。混凝土分层浇筑示意图如图2 所示。

图1 混凝土分层浇筑

（2）混凝土振捣的分层厚度应以400mm 为宜，振捣棒应该以梅花方式直上直下插入，并且做到快插慢拔且插点均匀。相邻插点之间应距离600mm 左右，并且上下两层应存在50~100mm 的振动搭接；在浇筑过程中每个斜面都要在上下两处分别安设一道振动器，上方振动器应位于混凝土卸料处，如此可以有效保证上部混凝土能够经过密实振捣；下方振动器应处于坡脚附近，对下部混凝土进行密实振捣。

（3）混凝土浇筑需要从低到高、从一端向另一端前进，在浇筑过程中要保证混凝土能够均匀逐层上升，并且在下层混凝土初凝之前完成上层混凝土浇筑，浇筑宽度应不大于1m。

（4）在浇筑混凝土时，模板、预埋件儿、钢筋与支架会发生不同程度的变形与位移，一旦出现这种情况需要立即停止浇筑，并在混凝土初凝前将所有构件复位。

（5）振捣器在振捣过程中应该将移动距离控制在振捣作用半径的1.5 倍之内，并且逐点顺序移动，切记不可漏振或过分振捣，坚决保证振捣均匀。而且在振捣过程中也要避免对模板、钢筋和预埋件造成影响。为了避免混凝土表面出现冷缝、松顶、夹砂以及空洞，在浇筑过程中技术人员需要结合钢筋密度，选择更合适的混凝土入仓方式，一旦入仓立即振捣，坚决避免混凝土堆积[3]。该工程为提高振捣质量选用软轴振捣器。每一点位的振捣时间以10~15s 为宜，当混凝土表面泛浆且无气泡溢出时则可换位振捣。

（6）为了避免混凝土因表面温度散失而造成贯穿裂缝的产生，在振捣完成后工作人员需要按照施工技术要求，用长尺压实刮平，并覆盖麻袋或者塑料薄膜用来保温。

（7）如果在夜间施工需要给予充足照明，方便工作人员随时查看混凝土的振捣情况，避免混凝土表面出现蜂窝麻面。

（8）为了保证混凝土外观美观、颜色一致，在施工过程中必须选择同一厂家的水泥、外加剂、脱模剂与粉煤灰。

4.7 混凝土养护

在混凝土浇筑结束12h 后，需要交由专人对混凝土进行养护，在混凝土表面覆盖保温麻袋或者塑料薄膜，当混凝土内外温差小于25℃时，即可将保温材料撤出，然后对混凝土进行浇水养护，并在混凝土表面加铺5mm 的细沙，用来保持混凝土表面湿润[4]。

4.8 混凝土温度测试

（1）布置温控点。应在风机基础中埋设PVC 管，每个风机基础需要留有2 个温控点，一个在承台上、一个在承台旁边的基础上。

（2）温度监控。如果使用的温度监控设施为普通玻璃温度计，那么需要利用悬绳垂吊的方式将温度计垂吊至PVC 管底并至少停留3min，然后迅速取出记录温度。整个测温过程自混凝土浇筑开始，至保温材料撤出为止，周期最少为14d。在混凝土浇筑的前3d 测温间隔为每2h 测温一次，4~7d 为每4d 测温一次，直到混凝土内外温差小于25℃[5]。工作人员需要按照规定，详细记录测温数据，为混凝土的后期质量养护提供数据支持。

5 塔架安装质量的控制措施

当混凝土工程施工结束后，工作人员需要将施工塔架与基础环进行连接。主要施工内容包括以下7 点。

（1）对二者之间的封胶严密性进行严格检测，确保密涂无遗漏。

（2）严格按照风电机组的安装顺序进行吊装。

（3）塔架的下、中、上段需要使用双机台吊的方式进行安装，并在安装时对正塔内直梯。

（4）密切关注天气情况，做好充足的吊装前准备，如果不能一次完成全部吊装，那么在顶段塔架吊装完成之后需要压上机仓，保证塔架的稳定性和安全性。

（5）连接基础与地脚螺栓连接塔架之间要进行科学控制。

（6）将风机基础表面清除干净，同时调整地脚螺栓上螺母的上端面，确保所有螺母处于同一水准面上。

（7）为了固定塔架下段法兰下端面与基础面，需要进行混凝土二次浇筑，以保证二者稳固连接[6]。

6 其他施工质量控制要点

6.1 道路施工质量控制要点

道路施工是山地风电厂建设的重要环节，因为在进行山地风电厂施工时，一定会存在大量的爆破作业，在爆破过程中产生的碎石会产生严重的环保问题，例如砸毁树木、损坏道路等。所以在进行施工过程中，技术人员要严格控制道路开挖的尺寸并科学计算边坡坡率，同时在进行道路施工过程中切记不可对自然水源的流向进行改动，同时做好必要的水土保护工作，强化对碎石和弃渣的存放与管理，将对自然环境的影响降到最低。

6.2 预埋件施工质量控制要点

在进行山地风力发电厂施工过程中，会涉及很多排水管和电线管件的预埋工作，施工单位必须要强化对预埋管件的施工质量管理，同时连接必要的防雷接地设备。在预埋管件过程中，工作人员一定要确保所有的预埋管件无破损和裂缝并保证外观完好，同时仔细检查防雷接地设备的安全性和可靠性，为安全施工奠定扎实前提。

6.3 锚栓式基础施工质量控制要点

在山地风力发电厂质量控制工作中，锚栓式基础的施工质量极为重要，施工单位必须派遣足够专业的技术人员监督并管控锚栓式基础施工。特别是在开展上下锚板位置的混凝土振捣施工作业，施工单位还要加大对其质量的监管力度，以便施工人员能使用性能最佳的振捣设备进行作业。同时质量管理人员还要全面监督并规范施工人员的施工操作，只有这样，混凝土振捣作业才会更均匀，振捣时间才能得到保证，混凝土离析等问题才能得到解决，而施工的强度以及密实性才会提高。除此之外，在落实二次灌浆施工的过程中，管理人员还要对模板接缝的密实性和水泥砂浆防漏层的施工质量进行全面检测，在完成锚栓式基础浇筑作业后，管理人员还要对混凝土的强度、构件表面的平整度等进行严格的检查，一旦发现有质量不合格的位置，管理人员必须让施工人员及时修补，若问题过于严重，施工人员还要及时返工。

7 结语

综上所述，随着经济建设的高速发展，我国的山地风电规模也将持续扩大，因此必须需要引起有关部门的高度关注，能够在施工阶段不断加大监督管理力度，制定更完善的山地风力施工方案。如今我国的山地风力发电已经成为我国供电的主要支撑体系，风力发电工程相对庞大，是一种典型的大体积混凝土工程，为了保证风电系统的施工质量，在施工过程中，技术人员必须抓住施工难点与重点，同时严格控制混凝土施工质量，采取有效措施确保过混凝土的高质量施工，如此才能为风电机组的正常运行奠定扎实的承载基础，促进风电机组的正常运行。