淺析風力發電-基礎環形式施工方法及工藝措施

吳松

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司 四川成都 610072）

淺析風力發電-基礎環形式施工方法及工藝措施

吳松

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司 四川成都 610072）

本文首先介紹了一個實際案例使大家對風力發電基礎環施工有一個基本的了解，然后詳細敘述了風力發電基礎環的施工特點以及基礎環的施工步驟，對基礎環安裝過程中應該注意的地方以及施工方法進行闡述，對基礎環容易出現偏差的環節提出相應的解決措施。

風力發電機；施工；工藝；措施

1 風力發電基礎環施工案例簡介

本文列舉一個風力發電基礎環施工案例，使大家對風力發電基礎環施工情況有一些了解。下面對這個電場的基本情況做一個簡單的介紹：

四川省西昌風電場由洼腦風電場和黃水風電場組成。兩風場分別由風機、集電線路和升壓站組成（兩風電場共用一個升壓站）。西昌風電場的海拔高度在1350～1600m之間，地勢較開闊平坦，場區存在西攀高速公路、國道G108、成昆鐵路、高壓輸電及民房等地物，地物相對較多。兩風電場建設規模均為19臺，規模為47.5MW（2.5MW/臺×19臺）。風力發電機組采用一機組一箱變的單元接線方式，升壓后“π”接至35kV集電線路，共采用兩回集電線路匯流至220kV升壓站。風機基礎分為A、B、C三種形式。A、B形直徑為22.2m，埋深3.6m；C形直徑為25.6m，埋深3.8m。均采用圓形現澆鋼筋混凝土基礎，風機基礎混凝土采用C35混凝土，19× 2臺風機基礎混凝土共計29796m3，風機墊層混凝土采用C20混凝土共計3657.2m3。

2 基礎環的施工特點

2.1 施工難度非常大

基礎環施工結構是為了支撐很高結構的一種基礎設備預埋件，在它的頂端安裝很大的機組，機組的荷載力非常大，在它的側面還有很大的風荷載作用。因此，這樣的工程結構加大了施工難度，同時對技術要求也非常高。

2.2 建設地點比較分散，施工用具使用頻繁

風電場的規模一般都比較大，風機的位置比較分散，涉及范圍比較廣，每個風機位置完成施工以后需要移動到下一個施工點，因此，使用的機具以及其他設備也要轉移到下一個風機位置。所以，合理的安排分項施工或者交叉施工非常重要。首先要打通主干線，然后依據分段的順序修建各個支路。另外，對施工現場以及通過的道路做好清理加固準備，以方便大型設備、卸車、安裝等機械操作，保證路面平坦以及荷載能力。

2.3 施工質量要求高

在風力發電基礎施工中，對基礎環的施工要求非常高，這直接決定著風機是否能正常使用。基礎環的施工要求誤差在2mm以內，這樣才可以保證基礎環上的塔筒的荷載能力和垂直度，以免因為風的側壓對整個機組造成傾斜。如果風機基礎施工以后對其檢驗的基礎環水平度超過施工要求，那就風機基礎質量不達標。因此，對基礎環的施工一定要當作重點工作來安裝，確保整個工程一次驗收成功。

3 風力發電基礎環的施工工藝

3.1 工藝流程

首先對基礎環的預埋件進行安裝—對支柱進行焊接—安裝底部支架—安裝吊裝路線—選擇合適的吊裝方案—基礎環吊裝以后進行固定以及調平—基礎環混凝土進行澆筑并反復矯正—進行復檢，基礎環安裝質量是否達標。

3.2 基礎環的存放要求

基礎環在進入施工現場時，需要派人員負責看管，同時依據風機基礎編號將每一批次的基礎環寫上編號，順序不要記錯，不然在進行風機塔筒的安裝時會出現很多麻煩；將基礎環擺放整齊，避免擺放傾斜造成變形影響使用；存放地點不能有積水，放置的位置不能影響起吊位置，方便基礎環進行二次吊裝。

4 風力發電基礎環施工方法

4.1 成品驗收

基礎環選擇的型號以及規格要與設計一致，檢查它的表面涂層是否被破壞，保證完整性；支架的長短要保持一致，H型鋼是否出現變形情況，兩端的鋼板是否焊接牢固；預埋底部的墊板大小是否與設計一致，底面的鋼筋支撐柱與鋼板是否焊接牢固；螺絲與螺絲冒是否配套，螺絲扣是否有損壞。

4.2 墊板的埋設

（1）預埋的鋼板進行焊接以后作為墊腳。質量合格以后，可以提前將這些運輸到施工現場，以備施工隨時需要。

（2）每安裝一個基礎環需要安裝3塊墊板，在進行澆筑墊層前，將這些埋件的安裝位置與設計圖紙的具體位置以及尺寸大小進行核對，在基坑內設置好水平控制線和垂直控制線，以控制木樁，然后將墊層的上部標高設置在木樁上。

（3）安裝的3塊墊板需要保證三角形形狀，在埋設之前一定要準確定位，再三核對不能有偏差，為了保證3塊墊板位置的正確性可以采用3根型號為準14的鋼筋制成的三腳架模型進行定位，三個邊長即為墊板之間的距離；確定好第一塊墊板的位置，使用模型找出另外兩塊的位置；在墊板的表面位置做出中心線。

（4）墊板的位置確定好以后，需要埋設混凝土支架，把墊板安裝在混凝土支架上。

（5）在安裝墊板時要注意，準確定位以后使用錘子敲擊墊板周圍，使表面保持水平，墊板的標高要與墊層上部的標高保持一致，然后將墊板安裝牢固，利用模型找到墊板的平面位置，利用水準儀確定表面的標高是否在1mm以內，然后固定。

（6）墊板安裝固定好以后，可以進行澆筑混凝土，建筑混凝土的過程中不能碰到墊板。應該注意的是，預埋件的安裝和固定最好在墊層澆筑前1～2h進行操作，不然的話，會因為時間過長，埋件四周的混凝土凝固不能和墊層中混凝土充分結合，形成不了整體，影響安裝質量。

4.3 基礎環支柱的焊接

澆筑墊層混凝土完成以后，停留3d后進行基礎環支架的焊接工作。首先對埋件的標高和基礎環支架的中心線進行放樣，再進行焊接，為了確保支架的垂直度，需要在支架的兩側使用水平尺進行控制，保證焊縫平整飽滿。

4.4 粘貼橡膠保護層

基礎環的最上部有鋼筋穿過的橢圓孔，因此需要對這個位置進行粘貼橡膠保護層。選擇厚度為5mm，寬度為200mm的橡膠，對孔的兩邊以及內側都要粘貼，粘貼要平整均勻并且牢固，不能有褶皺或者氣泡出現等。

4.5 基礎環吊裝

在完成澆筑墊層混凝土7d以后進行基礎環的吊裝工作，如果工期短的情況下，也可以在3d以后就進行吊裝，但是不能破壞混凝土，而且需要上報給上級部門經過審核和批準以后才可以直接進行；在進行吊裝施工前需要利用水準儀測量標高，誤差控制在1mm以內；在基礎環支架周圍搭建操作平臺，有利于操作平穩方便降落，然后按照吊裝計劃進行作業。

4.6 吊裝后的調平

基礎環吊裝完成以后，需要專業的技術人員對其進行初步調試，由測量人員根據三個基準點利用測尺測量水平高度差，觀測三點的基本水平狀態。使水平誤差都控制在1mm范圍以內，然后做到精準調平。在鋼筋固定以后進行混凝土澆筑時需要再次進行測量，以保證各點的水平度不會出現變化。這個環節是最重要的一個環節，要認真信心，不可馬虎，這個環節的誤差直接關系到整體基礎環的質量。

4.7 基礎混凝土的澆筑

為了保證混凝土施工澆筑質量，需要采用合適的措施使澆筑一次成功，需要采用分層澆筑的方法，每次澆筑高度為30cm，利用振搗器進行振搗，澆筑兩層后需要調整卸料位置。由于倉內的面積比較大，使用的鋼筋比較多，對埋件的精準度要求非常高，因此要注意時刻控制澆筑的高度和澆筑的速度，一旦發生偏差要及時調整。在澆筑到圓臺位置時，需要讓表面的混凝土初步凝固以后再進行收面處理。

4.8 對風機基礎混凝土溫控措施

風機基礎澆筑時，為了減小混凝土自身出現的水熱化現象，可以加入一定量的粉煤灰，以降低水泥使用量同時降低水熱化；如果外部的溫度比較高，可以采用噴霧降溫方法進一步降低混凝土入倉的溫度，出倉時也要進行遮蓋灑水，以免出現混凝土成品出現裂縫問題；風機基礎混凝土施工以后要進行適當的灑水以及養護工作，養護的頻率和時間需要根據施工時的天氣情況來定。

4.9 最后的檢驗

基礎澆筑完成以后塔筒安裝前要進行復核驗收，同時記錄詳細數據，將預埋件的竣工圖、基礎環材料質量認證書以及質量檢測報告等有關資料一并交給質量監測部門。

5 防止基礎環出現偏差的措施

在實際的施工中，基礎環的施工很容易出現偏差，一點點的誤差就會嚴重影響基礎環質量，直接影響風力機組的正常運行，因此，要做好每一道施工程序。尤其注意以下幾個環節：

（1）基礎環在吊裝過程中，應該保證垂直起吊，不能歪斜晃動，有人指揮有人操作，員工之間要配合默契。

（2）使用的水準儀質量要合格標準，精確度達到施工需求，操作時要認真細心。

（3）為了保證支架的穩定性和強度，可以對支架的斜面或者水平面做好支撐，以防止支腿變形或者晃動。

（4）鋼筋進行綁扎時，不要碰到基礎環以及支架支腿，如果鋼筋沒法順利通過可以在H鋼材上鉆出孔，鉆孔不要過大或者震動到支腿，以免影響支腿的穩定性。

（5）鋼筋固定好以后，需要監理部門進行檢驗，基礎環的位置以及標高是否精準或者在誤差以內；在進行澆筑時攪動棒不能碰到基礎環以及支腿，以免造成基礎環移動。

（6）在進行混凝土澆筑時，可以用布把基礎環進行遮擋，以免基礎環上部漏出的地方被混凝土污染，以免在澆筑時出現堵塞現象。

（7）進行混凝土澆筑時，應該認真檢驗和核實基礎環的定位以及標高是否滿足施工要求。

（8）完成基礎環施工以后，需要專人看管，以免被其他設備等碰到，造成基礎環晃動或者變形。

6 總結

風電作為一種可再生的能源結構，對環境、生態以及人類發展都有重要的意義，因此，對風力發電場來說，做好基礎環施工環節非常重要。雖然基礎環的施工過程難度非常大，而且要求的施工技術水平非常高，但只要我們不斷的學習和實踐，創新更多更有使用價值的基礎施工工藝，我們就會戰勝這種困難。做好基礎環施工的每一個環節，使誤差保持最低，為風力發電機組的正常穩定運行發揮重要作用。

[1]程夢瑤.試論影響風力機組基礎環水平度的因素及防治措施[J].山西建筑，2012（02）.

[2]張大千.淺析風力發電機組基礎環施工工藝以及注意環節[J].科技與創新，2012（25）.

TU753

A

1004-7344（2016）15-0254-02

2016-5-12

吳松（1967-），男，主要從事風電施工等相關工作。