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山地风电风机基础土建施工难点与质量控制研究

2023-11-01李路路

科技资讯 2023年19期
关键词:土建风电场风电

李路路

(国电电力河北新能源开发有限公司 河北 张家口 075000)

随着我国经济的不断发展,人们对环保的要求越来越高,这种趋势极大地促进了我国风电市场的发展。我国山地地区的风力资源非常丰富,风能资源年利用小时数高达2 700 h。但由于我国的风能资源受到地理位置、地形等因素的影响,山地风电场与其他地域的风电场有着明显的区别,不仅具有较强的施工难度,而且施工条件较为恶劣、交通不便。风电场想取得良好的盈利效果,必须要确保风力发电机组运行的安全性、稳定性。而风机基础的质量对风电场的稳定运行起到决定性的作用,所以相关项目施工单位应高度重视施工工艺的各个细节,加强关键质量控制点的合理设置,尤其在大体积混凝土浇筑、混凝土养护等方面,从而促进风机基础土建施工质量控制水平稳步提升。

1 风电项目的特点

风电项目的施工特点主要体现在以下几方面。

1.1 建设周期短

通常来说,50 MW 山地风电场从开工准备到机组全部投产一般需9~15个月。其中,工程开工准备至主体工程开工最短为3 个月,最长为6 个月,工程建设期最短为6个月,最长为9个月。工程开工建设后应尽量在当年并网投产,其项目的短、平、快特点显著。若容量增大,可适当延长工期。同时,风电项目施工工期要求较为紧张,且具有较强的施工强度。

1.2 施工难度和技术含量较低

风电项目要求施工单位的资质门槛并不高,大多数施工企业可以在投标建设中进行积极参与。

1.3 资金投入大

风电项目资金投入比较大,投入时段具有较强的集中性。在风电项目临建建设方面,应对基础开挖和施工备料工作予以积极开展,所以在整个风电项目施工中[1],应确保资金投入的充足性。

1.4 市场波动变化大

市场波动变化深刻影响着钢筋、水泥等供需关系,其价格变化幅度较大。通常来说,风电场建设地对诸多项目同时施工具有明确的要求,施工时段的集中性显著,所以在建材市场,供不应求状况经常发生,从而使材料市场具有较强的波动变化。

2 山地风电风机基础土建施工难点分析

首先,山区地质条件具有较强的复杂性,一定程度上对地质勘察、工程施工等造成了极大的影响,而且因为地势较为险峻,施工人员的作业安全难以保证。在施工准备阶段,相关工作人员应对当地地形地貌进行详细勘察,制订出科学合理的施工方案,并合理设计各项施工工艺。其次,基于实际建设角度,在风机基础的施工方面,应对一系列大型机械设备展开合理使用。险峻的地形明显加剧了施工人员组织管理机械设备的难度,同时也严重影响着现场施工人员的调度[2]。再次,在风机基础施工中,施工现场气候环境,极容易影响到混凝土的浇筑与养护。如果当地昼夜温差明显,施工人员应严格控制好混凝土材料温度,但是因为相关技术要点比较复杂,使施工难度大大增加。最后,如果施工作业的合理性不足,极容易导致当地水土流失问题的出现,所以在工程施工方面,施工单位应注重环境保护,最大程度地防止风电场项目威胁到当地环境。

3 山地风力发电机组土建施工关键技术

3.1 临建设施建设

在临建设施中,钢筋加工厂、混凝土拌和系统等比较常见。一般来说,风机往往在山顶或山脊处进行构建,相邻风机距离并不近,所以风力发电机组分布的集中性不足。要想促进风机基础各工序施工的顺利进行,就要将原材料与中间产品的运输距离控制在合理范围内,临建设施位置的布置应符合合理性要求,控制好钢筋、混凝土等材料的运输距离,从而使成本投入不断降低。同时,要想控制好各个风机的距离,临建设施应在风电场的中心位置完成布置。在布置前,应提高对风电场内地形、布置条件等方面的了解程度。而在具体布置时,还要紧密连接场外道路与场内道路,以此来为原材料向每个风机位置的运输提供极大的便捷。

3.2 道路施工

对于场内道路,应紧密联系所有风机基础,为风机基础建筑材料运输奠定好基础。在生产运行期间,应积极落实风机检修、维护工作。在道路施工过程中,由于会对山区林地造成一定的破坏,所以应落实国家和地方环境保护的要求,避免因为施工而导致地质灾害的出现[3]。要想将施工进度提升上来,在道路施工期间,路基施工先要进行落实,在路基形成后,应进行风机基础土建施工。需要注意的是,道路的压实度、转弯半径等,应与相应的运输要求相符。

3.3 山地风电场土建施工

山地风电场土建施工涵盖的内容较多,对此,应与场内道路的进展情况相结合,科学合理地设置施工流程。要想满足工期的节约化需求,应对风机基础划分施工区域进行施工。根据道路路径、风机距离等情况进行施工作业区域划分,合理调配施工资源,最大程度地缩短工期。风机基础施工流程叙述具体如下。

3.3.1 可更换的预应力锚栓组合件安装

在预埋件施工方面,应对图纸要求进行深入分析,使预埋件位置与设计相符;在基础底层钢筋安装前,锚栓组合件要先完成安装,并结合调节螺栓将上、下锚板调平,然后开展绑扎钢筋工作,钢筋安装完毕后,要再次复核上锚板水平度,确保满足设计要求;混凝土浇筑环节,应遵循分层进行的原则,且泵送混凝土输送管应尽量远离锚板,避免泵送混凝土影响到锚板水平度。

3.3.2 钢筋制作与安装

在运输钢筋到风机施工现场过程中,应加强随车吊汽车的应用。在钢筋安装方面,人工现场安装非常适用,在钢筋安装后,应合理设计其内部尺寸、钢筋间距、高程等[4]。

3.3.3 模板制作与安装

定型钢模板对风机基础模板的影响较大。在确定模板数量时,应从工程量与工程进度要求出发。要避免胀模、跑模等现象的出现,应借助钢丝绳来固定好模板外侧,并通过木方,以此来取得最佳的支撑效果。在模板与钢筋之间,保护层应加强预制混凝土垫块的使用。垫块强度应在该部位混凝土强度以上,并在预制时预埋扎丝,以此来完成固定,规避垫块脱落的情况。在混凝土浇筑后,模板的拆除应及时进行,以此来推动模板周转率的提升,以便于后续工作的顺利开展。如果混凝土强度符合要求,即可对模板进行拆除。在钢模板拆除后,残留灰浆和附着的混凝土应予以全面清除。模板与配件的保管,应安排专业人员进行,在存放时应做到分类堆放。

4 山地风电风机基础施工质量控制措施要点

4.1 接地体安装

镀锌钢材在接地体建设的材料中得到了大量应用,其借助模具焊接方式进行连接。通常来说,垂直接地体的间距应在5 m 以上;接地极应加强垂直接地极的采用,其长度应在2.5 m 以上;接地体与建筑基础之间的距离,应尽量高于1.5 m;在接地系统安装后[5],接地电阻的测量工作应及时进行,如果与相应的设计要求存在差距,应对接地极限数进行合理增加,或加强降阻剂的正确使用。此外,在回填方面,应采用降阻剂混合纯土,在回填前,还要对土中是否含有杂物进行严格检查[6],如果含有杂物,应第一时间予以清除,并对分层夯实进行开展。

4.2 大体积混凝土浇筑质量控制

在风机基础施工中,混凝土浇筑这一关键工序的作用不容小觑。如果混凝土浇筑的砼方量较大,要想促进浇筑的顺利完成,相关工作者应在施工人员管理的基础上实施持续化浇筑,防止停顿现象的出现,以免对混凝土浇筑质量造成影响;同时,在混凝土浇筑的关键工序控制方面应做到以下几点。

4.2.1 机具准备与检查

泵车、运输车等,在混凝土浇筑方面比较常用。在开工准备阶段,相关工作者应严格管理好机械设备,确保各机具性能的完好无损;对于材料与应急处理机械的配备,应加强有效检查,避免出现数量不足的问题。此外,在施工现场,应安排专业的技工,正确指导搅拌站作业。若具备商品混凝土条件,应尽量采购商品混凝土施工。商业混凝土具有以下应用优势。第一,有利于提升建筑工程质量。商品混凝土所用原材料具有一定的稳定性,借助先进生产工艺和全电脑控制,可以保证计量的准确性,且富裕强度高,从而推动建(构)筑物质量水平。第二,有利于对建筑工期进行控制,提升建设速度。借助商品混凝土的应用,可以提升施工速度,将设备等周转租赁费用控制在合理范围内;同时,对于业主单位来说,建设周期的控制性较强,有利于防止投资风险的出现。第三,可以防止材料浪费情况的发生。对于砂石、水泥,在现场搅拌中的浪费现象凸显,现场搅拌砂石等损失量最多为15%,最高为30%左右。

4.2.2 原材料供应管理

若自建混凝土搅拌站,应在浇筑前,积极开展材料的检查工作,配备充足的黄砂、碎石等材料;对于仓储材料,如水泥、粉煤灰等,应保证浇筑过程补仓的即时性需求[7];通常来说,仓储应在1/2以上,从而促进浇筑过程的顺利进行。

4.2.3 混凝土水化热控制

在风机基础施工中,运输混凝土所需的时间甚至高达2 h,对此,要想推动混凝土浇筑质量的提升,相关工作者应对混凝土初凝的时间进行适度延长,如加强缓凝剂的使用,防止受到远距离运输问题的威胁;当高温天气浇筑混凝土时,应采取必要的降温措施,防止高温影响到混凝土浇筑质量,同时实现混凝土入模温度的有效控制,免受水化热的威胁,从而致力于混凝土浇筑质量的稳步增强。

4.3 混凝土养护与温控测量

4.3.1 混凝土养护

在基础混凝土浇筑后,应提高对抹平压实的重视程度,通过相关材料的覆盖,以此来促进保温效果的提升。一般来说,先要对一层塑料薄膜进行覆盖,再对一层草席或麻袋予以覆盖,旨在将混凝土的湿润度控制在合理范围内,防止雨水、温度的变化对混凝土造成影响。如果施工时间为冬季,为了防止其表层受到冻裂,应加盖棉被。

4.3.2 温控测量

在混凝土浇筑前,应将温控管设置在基础底部以上5 cm、基础中部及基础表面以下5 cm处等。在养护期前3 d,混凝土的测温时间应每隔2 h;4 d后,测温时间应间隔4 h;如果混凝土内外温差在10 ℃以下,测温应停止进行;一般而言,测温时间应在两周左右[8]。为了取得良好的测温效果,温度记录也是非常关键的,如果混凝土内外温差在25 ℃以上,应注重温差的有效控制,给予混凝土裂缝等问题有效的预防。

5 山地风电风机施工质量控制措施

5.1 微观选址

在风机基础土建施工质量方面,微观选址的作用不容忽视,应合理确定风机机位,并高度明确场内道路位置,为了防止相关矛盾点的出现,应对各项质量控制要点予以统筹兼顾,制订出合理的方案。另外,在微观选址前,项目组应将各参与方集成在一起,对微观选址专题会进行落实;对于气候特征信息、地形特征信息,应基于图表形式向各参建方进行展示,以此来将其对工程建设的认识水平提升上来。

5.2 道路详勘详绘与设计评审

在风机基础建设过程中,与各种机械设备、施工材料的调运有着密切的联系,对此,应严格管理施工现场交通条件。其中,在施工准备阶段,相关工作者应与各技术人员保持友好的联系,全面化勘察场内道路情况。基于风场区域地形图设计,其比例应为1/2 000[9]。

以某工程项目为例,因为在山区建设,地面高程最低为1 200 m,最高为1 447 m,其地形起伏大、地质条件复杂特点显著。因此,勘察人员详细测绘局部地区,对1/500 比例的地形图进行绘制,以此来助力道路评审、工程量制定、施工等工作。

5.3 施工总平面布置

该方面对风机基础施工的影响也比较深远。基于此,对于相关工作者而言,应从风电场建设实际情况出发,为施工总平面的合理布置提供一定的依据。在具体布置中,应将临时道路、临时施工用地、仓库、房屋等内容涵盖在内。为了取得良好的布置效果,可采取以下措施:首先,应将风机基础施工的便捷充分体现出来,根据因地制宜的原则,实现工程用地的合理规划,从而顺利运输各种大型机械设备与材料;其次,因为外界环境会影响风机基础施工使用的材料,所以在布设施工用加工厂时,应对防潮、防水等需求予以深入分析,同时满足交通便捷性需求。

5.4 论证规划设备堆货场地

在风机基础施工中,机械设备的规模较大,且施工材料的质量较差。对此,要想将项目建设规划水平提升上来,相关工作者应严格论证设备、材料堆放场地[10],防止运输风险的出现,同时使场内施工与连续性要求相符,促进场内运输调度的顺利开展。此外,基于整体造价角度,可以先对部分主设备供货费予以扣除,然后将其作为临时堆货场地费。

6 结语

综上所述,在风电场土建施工中,风机基础施工不容忽视,基础施工质量,是风机安全、稳定运行的重要影响要素,根据风机基础施工,应将现场施工管理力度提升上来,注重施工人员素质水平的提升,使项目建设安全、质量管理体系得到不断完善,从而给予项目建设乃至风电事业发展强有力的支撑。在今后的工作中,相关工作人员应该就此课题开展深入的分析,争取不断完善山地风电风机基础土建施工。

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