分散式風電場風機基礎施工技術

高 鵬 飛，　王　靜

(中國葛洲壩集團電力有限責任公司，湖北 宜昌　443002)

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分散式風電場風機基礎施工技術

高 鵬 飛，王靜

(中國葛洲壩集團電力有限責任公司，湖北 宜昌443002)

結合中廣核哈密分散式風電場項目，介紹了分散式風電場風機基礎施工采用的關鍵技術。

分散式風電場；風機基礎；施工技術

1　概　述

新疆哈密分散式風電場項目為中廣核風力發電有限公司的科技示范工程，建設地點分別在哈密山北和山南，安裝由金風科技生產的、單機容量為1 500 kW的風力發電機46臺。工程分布于四個區域：黑眼泉區16臺、黃山東區6臺、千山變區6臺和雅滿蘇區18臺。

2　分散式風電場風機基礎施工關鍵技術

分散式風電場風機基礎施工需要解決的關鍵技術包括：施工機械的最優配置，現場混凝土拌合能力的快速形成，施工勞動力的合理組織，施工技術方案的優化，風機基礎混凝土冬季施工等。

2.1總體施工安排

由于該工程包括四個風電場，最大相距400 km，總體工期緊，現場條件不允許進行大規模的流水施工。若四個風電場都組織平行施工，其投入巨大，施工成本高。我們根據四個風電場的地理位置，經過研究，將整個施工區域劃分為兩個相對集中的施工區域，兩個區域組織平行施工，在每個區域內組織流水施工，黑眼泉區16臺和黃山東區6臺機組為一個施工區域；千山變區6臺和雅滿蘇區18臺機組為另一個施工區域，兩個區域由兩個獨立的施工隊負責施工，分別新建一套混凝土拌合站。風機基礎組織流水施工，在完成一個風電場后，將拌合站轉移至下一個風場，進而完成全部四個風電場的施工。

2.2風機基礎采用的施工方法

2.2.1定位放線及土方工程

(1)施工前，所使用的測量儀器——GPS、經緯儀、全站儀、水準儀必須經計量檢定所檢定合格，并保證其在有效使用期內方可使用。

(2)設計單位將風機中心定位樁交付后，使用全站儀對風機中心點進行復測，復測合格后方可使用。

(3)在基礎東、南、西、北方向各用木樁作基礎的定位樁，作為基礎放線的控制點。控制點的保護要避免車輛碰撞、碾壓或震動，可用水泥砂漿圍護。標高基準點根據設計要求設置，將此標高引測到控制點樁上作為該風機的統一標高。精度要求：導線的測量按二級導線施測，角度最大偏差為8″。

(4)根據控制樁放出基槽開挖邊線，基底按照0.8 m留設施工作業面，基槽放坡1∶0.4，用白灰定出基礎開挖邊線。

(5)土方開挖時，基底預留150 mm厚的土方采用人工清槽。基坑深度嚴格控制超挖，如有超挖，將松動土清理至原土層，采用C15混凝土澆筑至設計標高。如基坑地質情況中的1/3與設計提供的地質資料不符時，對不符合部分采用1 m厚級配碎石換填，級配碎石密實度不小于0.97。

(6)開挖過程中，隨時用水準儀監控開挖深度，人工清槽，隨挖隨清至設計標高。

(7)基坑上口2 m范圍內不得堆放土方及其他材料，作為施工安全通道。

(8)土方堆放時要求留出3個以上、寬度不小于3 m 的混凝土澆筑通道，且其堆放高度不大于2 m。

(9)基槽開挖后檢驗基槽的基底土質、尺寸、平整度等指標，經驗收合格后方可進行下道工序。

2.2.2墊層施工

(1)清理基底至設計標高，地基驗槽合格后，現場根據定位及標高控制樁放出墊層邊線，且在基坑底設置標高控制點及基坑中心點。

(2)支模采用木模，模板上口標高應一致且符合設計墊層標高要求。

(3)墊層混凝土澆筑采用罐車運送至現場，使用溜槽澆筑，并用振搗棒人工振搗。

(4)墊層澆筑完畢，放置基礎環預埋鐵，用木抹子找平，使其表面平整，高差不大于20 mm。澆筑完畢按要求進行覆蓋養護。

2.2.3基礎環吊裝工程

(1)吊裝前，檢查吊車車況，準備好電焊機、柴油機、大錘、撬棍、鋼尺、水準儀等必備的工機具和儀器并核對基礎環型號。

(2)吊裝前，在墊層埋件上放出基礎環支腿安裝位置線，將基礎環支腿焊接在埋件上，支腿必須垂直。測量支腿標高偏差。

(3)將基礎環吊起、運至支撐型鋼上方，將調節螺栓穿上，根據支腿標高偏差確定調節螺栓的長度。

(4)基礎環吊裝就位，確認塔筒門方向是否正確(塔筒門方向必須與風場主風向垂直)。黑眼泉風場風向為西風、西北風(風向應由羅盤測向)。將調節螺栓底座焊接在支腿上，通過調節螺栓對基礎環水平度進行精確調整，安裝時將水平度誤差控制在不大于1 mm，然后擰緊螺母。

(5)基礎環水平度過程檢測：安裝完成后、鋼筋綁扎前、鋼筋綁扎過程中、澆筑混凝土前、澆筑混凝土中、澆筑混凝土后均必須測量基礎環水平情況。澆筑前水平度偏差應控制在1 mm以內。基礎環與混凝土之間的密封按廠家圖紙施工。基礎環外露部分應覆蓋保護，避免砂漿污染。

2.2.4基礎鋼筋工程

(1)鋼筋進廠要有合格證，進廠后要進行復試(見證取樣)，合格后方可使用。

(2)鋼筋采用加工場集中制作、現場綁扎成形的施工方案。

(3)鋼筋表面要潔凈無污染，損傷、帶有油漆、老銹的鋼筋不得使用。

(4)鋼筋在存放過程中不得損壞標志，按批分別堆放整齊，狀態標識清楚并采取覆蓋措施，預防其銹蝕或被污染。

(5)下料前要根據鋼筋原材長度和鋼筋下料長度統籌安排，編制鋼筋下料表，減少鋼筋損耗，避免鋼筋浪費。鋼筋下料表審核后，方可進行大批量的加工。

(6)鋼筋的級別、種類和直徑嚴格按設計要求使用。需代換時，應征得設計人員的同意并履行手續。

(7)制成后的成品鋼筋分類掛牌碼放整齊，根據現場需要運至現場進行綁扎，鋼筋采用運輸車運至現場，人工抬入基坑。為保證施工現場的安全文明施工，運料隨運隨綁，減少占地面積。

(8)鋼筋接頭：接頭按照設計要求采用搭接和機械連接。接頭根據規范要求設置于受力較小的部位并且相互錯開，錯開長度及搭接長度應滿足規范要求。機械連接必須先進行工藝檢驗。現場檢驗機械連接按照500個接頭為一檢驗批，待監理人員見證隨機抽取接頭后送試驗室，合格后方可隱蔽。

(9)鋼筋安裝前，首先要對墊層進行清理，并保證墊層表面清潔干凈。

(10)鋼筋使用22號鐵絲綁扎并應全扣綁扎，綁扎順序為先下后上、先內后外。綁扎前，先根據施工圖的鋼筋間距劃好線后再進行綁扎。綁扎的鋼筋要求橫平、豎直，規格、數量、位置、間距符合設計和規范要求。綁扎不得有缺扣、松扣現象。鋼筋網片相鄰扣要互相交錯，防止順偏。任何鋼筋均不得與基礎環接觸。

(11)鋼筋底保護層采用80 mm×80 mm×80 mm墊塊，墊塊間隔400～600 mm綁墊在鋼筋上。墊塊要提前預制并保證其強度。

(12)當鋼筋直徑d≥20 mm時，彎曲半徑為7d；當鋼筋直徑d<20 mm時，彎曲半徑為4d。受拉鋼筋綁扎搭接長度應不小于1.2La，受壓鋼筋綁扎搭接長度不小于0.85La(La為鋼筋最小錨固長度，La=35d)。

(13)鋼筋綁扎完成后進行四級驗收并做好各級檢驗記錄。

(14)當鋼筋的品種、級別或規格需作變更時，應辦理設計變更文件。

(15)對接頭的每一驗收批，必須在工程結構中隨機截取3 個接頭試件作抗拉強度試驗，按設計要求的接頭等級進行評定。如有1 個試件的強度不符合要求，應再取6 個試件進行復檢。復檢中如仍有1 個試件的強度不符合要求，則該驗收批則被評為不合格。

(16)該工程電纜埋管嚴格按圖紙位置埋設(與基礎環間距、與塔筒門方位)，彎曲半徑不小于2 m，埋管地下出口方向應朝向箱變方向，電纜管預埋固定后管中預留鐵絲并將兩邊端口臨時封堵。

2.2.5基礎模板工程

(1)支模在鋼筋綁扎完畢并經監理驗收合格后進行。

(2)模板施工前，先根據施工圖紙配模后分別編號，根據編號挑出模板，涂刷完水溶性隔離劑后放于基礎一側準備安裝。

(3)支模后用砂漿封堵模板底。

(4)為防止模板底口發生偏移，澆筑墊層時在安裝模板線附近插φ20鋼筋頭，模板底口與鋼筋頭間用木楔背緊加固。模板應確保基礎側面及頂面鋼筋保護層厚度不小于50 mm，基礎環臺面鋼筋保護層不小于30 mm。

(5)模板安裝時，按墊層上所彈邊線進行，下口壓邊線，將模板調成垂直后進行加固，加固必須牢固、穩定、可靠。

(6)基礎模板使用加工木模，側向采用φ22@500 mm鋼筋圍檁加固，同時用φ48×3.5 mm腳手管與基坑底及側壁頂牢，鋼管上加設絲杠以調節長度，頂桿間距為1 000 mm。

(7)模板加固后必須有足夠的剛度、強度，嚴格檢查驗收。

(8)在混凝土澆筑前，將模板內的雜物清理干凈。

(9)模板縫用海棉膠條或包裝膠帶封堵嚴。

(10)在澆筑前1 h、氣溫大于5℃以上時，對墊層灑水濕潤，但不得有積水。

(11)在混凝土澆筑過程中，設專人看護模板情況。

(12)在混凝土的強度能保證其表面及棱角不因拆除模板而受損壞時，模板方可拆除。

(13)拆模后，對混凝土外觀進行驗收，驗收合格后刷2道環氧煤瀝青或聚氨酯瀝青涂層防腐后方可進行下道工序施工。

2.2.6防雷接地工程

(1)接地扁鋼的焊接應采用搭接焊，焊接長度不小于扁鋼寬度的兩倍，至少滿焊三個棱邊。全部焊縫應平整、無間斷，無氣泡、夾渣、咬邊和未焊透等現象并清除焊縫處的焊渣，焊接部分應先刷防銹底漆、后刷瀝青防腐漆，嚴禁刷漆污染鋼筋。

(2)接地環網布置的扁鋼采用立置，有利于焊接操作。基礎環接地引下扁鋼與接地網部位可采用三角連接方式。接地環網與鋼管接地樁的連接采用預制扁鋼包圍焊方式。基礎環接地點位置的扁鋼應用液壓折彎成型，保證外觀工藝美觀。

2.2.7基礎混凝土工程

(1)鋼筋綁扎、支模后，經四級驗收合格后方可澆筑混凝土。

(2)混凝土均采用攪拌站集中生產的形式。混凝土的水平運輸采用混凝土罐車， 澆筑采用溜槽下料，混凝土一次性連續澆筑完成，不得留置任何形式的施工縫。

(3)混凝土施工前，對水泥、砂、石及外加劑等材料進行復試，合格后方可使用。混凝土配合比必須經過試驗室試配后給出。混凝土攪拌站在投入使用前，必須經過當地計量單位的認證并合格，攪拌時嚴格執行配合比投料。該工程基礎墊層混凝土為C20，基礎本體采用C35F150混凝土。基礎本體水泥采用“天山”牌42.5低熱普通硅酸鹽水泥并按規范摻加粉煤灰，同時按0.7 kg/m3添加JK-7型建克螺旋形聚乙烯醇纖維。

(4)混凝土澆筑采用分層澆筑，分層厚度為500 mm。振搗時振搗棒插入下層50 mm，嚴禁觸碰鋼筋及預埋管，不得漏振、過振。澆筑時，設專人監護模板、埋管、基礎環水平度、鋼筋的變化。如發現問題需即時處理。混凝土要從基礎環四周均勻下料，對基礎環周圍混凝土必須加強振搗，保證其密實。由于基坑面積較大，遂采用“趕漿”方式布料，確保混凝土初凝前覆蓋混凝土，避免產生裂縫。

(5)混凝土澆筑設置3個溜槽，均勻布置在基礎四周，3個溜槽均勻下料。

(6)混凝土振搗使用4臺插入式振搗棒，每臺振搗棒負責一面，振搗棒電源使用柴油發電機。振搗時要求快插慢拔，并使振搗棒振搗時上下略有抽動，振搗棒移動間距為300 mm。為保證混凝土密實，以混凝土表面不再下沉、不再有氣泡上冒為準。上層混凝土要在下一層混凝土初凝之前進行澆筑，振搗棒要插入下一層混凝土50 mm以上。在振搗界限以內對混凝土進行二次振搗，并及時排除混凝土泌水，提高鋼筋與混凝土的握裹力，防止出現裂縫，減少內部微裂，增強混凝土密實度。

(7)澆筑過程中，隨時檢查塌落度，現場不得隨意加水。在混凝土澆筑完成后、混凝土初凝前及混凝土初凝后分三次抹面壓實。

(8)澆筑過程中，在現場隨機抽取混凝土試塊，每100 m3取標養、同養試件各一組并由監理人員見證取樣過程，即每基基礎取標養、同養各4組試塊。

(9)大體積混凝土的養護主要是為了控制混凝土的內外溫差和保持濕度，通常采用澆水和覆蓋相結合的辦法。混凝土終凝后開始澆水養護，在基礎表面覆蓋塑料布保水保濕，然后在基礎表面和模板側面覆蓋棉被保溫。養護期間，定人定時進行混凝土測溫，根據測溫結果調節保溫層厚度，以保證混凝土內外溫差不超過25 ℃，環境溫度與混凝土表面溫度的溫差不大于20 ℃ ，養護7 d，確保混凝土結構不出現溫度裂縫。

2.2.8土方回填

(1)基礎土方回填時必須待混凝土隱蔽驗收合格后方可進行，回填前必須將基坑內的雜物清理干凈。

(2)回填采用原土分層進行，每層厚度不大于300 mm，回填的每層至少夯打或碾壓6遍以上，密實度大于18 kN/m3。

3　結　語

黑眼泉風電場2012年9月9日第一批人員進場，9月26日開始第一基基礎澆筑，10月23日基礎本體施工完成。其余3個風電場也相繼順利完工，質量和工期均滿足要求，取得了良好的社會效益和經濟效益。隨著我國風電提出集中式開發和分散式開發并重的發展思路，內陸地區分散式風電場開發將占有越來越大的比重，分散式風電將成為未來新能源的產業發展方向之一，市場前景廣闊，該工程的成功實踐為今后分散式風電場快速施工提供了借鑒。

(責任編輯：李燕輝)

2016-06-16

TK83;TK89;TV52

B

1001-2184(2016)04-0137-04

高鵬飛(1969-)，男，湖北宜昌人，副總工程師，高級工程師，學士，從事電力工程技術與管理工作；

王靜(1976-)，女，湖北宜昌人，高級工程師，學士，從事電力工程技術與管理工作.