風機基礎溫度裂縫控制及實施效果

陳 亮 柯敏勇

(南京水利科學研究院，江蘇 南京 210024)

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·施工技術·

風機基礎溫度裂縫控制及實施效果

陳 亮 柯敏勇

(南京水利科學研究院，江蘇 南京 210024)

針對某工程風機基礎的施工特點，從布設冷卻水管、控制入倉溫度、保證澆筑質量、加強混凝土養護和智能監控等方面，闡述了風機基礎溫度裂縫的控制措施，并提出了現場溫度監控要點，經實施結果表明，風機基礎未出現溫度裂縫，達到了預期的施工效果。

風機基礎，大體積混凝土，溫度控制，冷卻水

隨著世界石化能源的日益緊張，風能作為一種綠色和可再生的新能源，已成為世界各國新能源的發展重點。我國風能資源豐富，具有良好的開發前景。江蘇如東縣洋口漁港北面的凌洋外灘，處于黃海海域潮間帶，具有地質條件差、地表和地下水豐富、腐蝕性強等特點。如東海上風電場某項目設計安裝10臺單機容量為2.0 MW的風電機組。風機基礎混凝土強度等級為C40，均采用商用泵送混凝土。7號和8號機組基礎承臺及臺柱澆筑完成后，均出現不同程度的裂縫，裂縫寬度均在0.2 mm～0.4 mm之間，裂縫深度在5 cm～39 cm之間。因此，采取限裂措施控制風機基礎大體積混凝土澆筑過程中不出現裂縫具有重要的意義。

1 工程概況

如東海上風電場風機基礎分為上下兩個部分：下部八邊形承臺對邊距離20 m，外圍高1 m,中間高2 m。上部八邊形臺柱對邊距離7.2 m，高4 m。頂部預埋立柱基礎環，直徑4 m。單個風機基礎混凝土體積約720 m3，上下部分分兩次澆筑，均采用泵送C40混凝土。混凝土水泥采用P.O42.5，摻加粉煤灰以降低水泥的用量及水化熱。

2 限裂控制措施

該工程時間緊，為了達到限制裂縫出現的目的，主要從采用冷卻水系統、降低入倉溫度、提高澆筑質量、加強保溫保濕養護和智能監測等幾個方面綜合考慮。

2.1 冷卻水系統

根據設計資料和邊界條件，采用有限元模型分析基礎承臺溫度場分布，對比分析了自中心向外的螺旋線型平面布置和本工程采取的冷卻水管布置方案。螺旋線型布置主要由于冷卻水管過長，降低內部溫度效率不高，所以最終選擇了本方案，冷卻水管布置如圖1所示。

冷卻水系統由蓄水箱、冷卻水管、流量計及控制閥等部分組成。按水平1 m間距布置水管，采用外徑32 mm的黑鐵管。使用前進行通水試驗，確保管道無漏水、堵塞等情況。通過調整冷卻水的流量和溫度來控制澆筑體里表溫差[1]。各層間進出水管均相互獨立，以便根據監測成果及時調整流量。

2.2 控制混凝土入倉溫度

首先盡量降低混凝土拌合用水溫度。其次降低骨料溫度。對粗細骨料進行遮陽存放。在凌晨進行混凝土拌合和澆筑，能夠有效降低混凝土入模溫度。經過以上兩種措施控制，混凝土入倉溫度都控制在16 ℃～28 ℃之間。

2.3 提高混凝土澆筑和振搗質量

澆筑混凝土時，同時由四周向中間對稱澆筑，每層澆筑厚度30 cm，第一層澆筑完成后，再澆筑第二層，如此逐層連續進行，直至完工。混凝土振搗時，每3 m左右間距設置1臺振搗器，混凝土入模之后立即沿一個斷面同向同時振搗，一個方位振搗密實后，方可移至下一段進行振搗，以保證混凝土施工質量。

2.4 保溫保濕措施

保溫養護的目的是通過減少混凝土表面的熱擴散，延長散熱時間，降低混凝土澆筑體的降溫速率[2]。拆模后先用草麻袋覆蓋，再用冷卻管流出的水沖淋混凝土表面，以保證充分濕潤和防止表面溫度降低過快。最后用塑料薄膜覆蓋保水，養護10 d～14 d。

2.5 智能監測

智能監測系統采用新一代無線通訊技術。選用數字半導體傳感器測溫；測溫節點根據數據采集頻率要求，將溫度傳感器模擬信號轉為數字信號無線傳輸至電腦；電腦進行數據存儲并分析，當澆筑體內最高溫度、里表溫差、降溫速率等指標異常進行報警。用戶根據報警情況及時采取措施，如加大通水流量、加厚表面覆蓋等。

3 監測成果與對策

根據仿真分析成果，承臺布置4個測溫點，臺柱布置2個測溫點。每個測溫點高度方向上布置3個傳感器；布置1個環境溫度測點；進水口布置2個溫度測點，出水口布置4個溫度測點。

1)澆筑體內部最高溫度超過警報溫度65 ℃。混凝土中心層難散熱，混凝土入模1 d～2 d后，溫度達到極值。

對策：進一步加大冷卻水流量或者降低冷卻水溫度。但需注意冷卻水和混凝土最高溫度溫差不宜超過25 ℃，否則冷卻水管附近容易產生微裂紋。

2)澆筑體中心層和上表層溫差超過警報溫差20 ℃。上表層熱量易擴散，中心層熱量較難散發，里表溫差容易超過警報值。

對策：進一步加大冷卻水流量降低中心層混凝土溫度。在混凝土表面覆蓋保溫材料，防止上表層溫度降低過快。

3)澆筑體降溫速率超過警報值2 ℃/d。近海風大，混凝土表面散熱快，降溫速率容易超過警報值。

對策：在混凝土表面覆蓋保溫材料，減少混凝土表面的熱擴散，延長散熱時間，降低混凝土澆筑體的降溫速率。

4)進出口水溫度與澆筑體內部溫度溫差超過警報值25 ℃。混凝土入模后，澆筑體溫度經歷上升過程，這時候容易導致溫差過大。

對策：升溫期，宜采取加大冷卻水流量的方式降低澆筑體內部溫度。降低冷卻水溫度，易導致冷卻水管周圍產生微裂縫。

4 結語

通過采取控制入模溫度、保證澆筑質量、加強保溫養護和智能監測等防裂措施，特別是冷卻水降溫工藝，成功的解決了風機基礎出現裂縫的難題，達到了預期的效果，可為類似工程借鑒。

[1] 劉禪洪，高 麗.大跨連續剛構橋大體積混凝土承臺溫控措施[J].重慶交通大學學報，2008(11)：888-891.

[2] 王瀟洲.大體積混凝土施工的養護措施及溫度應力計算[J].鐵道建筑，2011(8):136-138.

On control over temperature cracks of fan base and its implementation effect

Chen Liang Ke Minyong

(NanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing210024,China)

According to the construction features of the fan base of some project, the paper illustrates the controlling measures over the temperature cracks of the fan base from the allocation of cooling pipes, control over the placing temperature, guarantee of the grouting quality, and promotion of the concrete maintenance and intelligent controlling, and points out the site temperature supervision, and proves by the implementation that there is no temperature cracks in the fan base, so it achieves the expected effect.

fan base, large concrete, temperature control, cooling water

1009-6825(2016)27-0096-02

2016-07-11

陳 亮(1984- )，男，工程師； 柯敏勇(1970- )，男，教授級高級工程師

TU745

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