海上風電機組基礎在潮間帶施工技術

肖紀升　裴澤偉

摘要：海上風電具有資源豐富、發電利用時間高、占地面積小、開發規模大、能源消耗低等優點，這些優點促使其成為未來風電發展的重要方向。我國許多大型風電開發企業、設備制造企業都積極研究海上風電開發新途徑，尤其關注風電機組基礎結構的設計研究。文章探究了海上風電機組基礎在潮間帶施工技術特點，并輔以實例進行了說明。

關鍵詞：海上風電；風電機組基礎；潮間帶；施工技術；風電項目 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM614 文章編號：1009-2374（2016）01-0129-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.065

1 海上風電機組基礎在潮間帶施工特點

隨著社會經濟的不斷發展，大型風電項目從傳統的陸地建設逐步向海上發展，由于潮間帶地質介于海、陸之間，在施工過程中質量也難以控制，因此，潮間帶海上風電機組基礎的研究和施工實施也得到越來越多人的關注。

海上風電機組基礎在潮間帶的施工，不僅要滿足其所需的結構強度、剛度和穩定性，還必須進行一定的動力模態及疲勞分析，真正保證風電機組基礎在潮間帶作業環境中安全可靠性良好。目前，常見的海上風電組基礎形式有重力式基礎、單樁基礎、沉井基礎、群樁基礎等，各種基礎各有特點，下面將以工程實例說明海上風電機組基礎在潮間帶的施工技術要點。

2 某潮間帶海上風電項目工程概況

某潮間帶海上風電項目決定采用重力式現澆鋼筋緩凝土基礎，由施工現場測量提高數據可知：T2風電機組基礎總高度為4.3m，底部承臺直徑采用17.6m，此時的圓墩柱采用直徑為6.5m，基礎埋設深度采用1.2m；T3風電機組基礎總高度為4.5m，底部承臺直徑采用17.3m，此時的圓墩柱采用直徑為6.2m，基礎埋設深度采用1.0m。

在每個基礎下方都設置30根高強度預應力管樁，每10根圍1圈、共3圈均勻布置在基礎下，樁長約18～20m，樁身外徑800mm，樁身壁厚150mm，配筋選用型號為AB型和A型。樁基由2根樁段連接起來，上端樁采用AB型配筋，下端樁采用A型配筋，樁尖采用a型，并且要求閉口十字型鋼樁尖必須在管樁廠內完成與樁端的封閉焊接，嚴禁地下水灌入樁內，影響樁基使用壽命。

3 海上風電機組基礎在潮間帶的施工技術要點

目前，我國絕大多數海上風電項目的風電機組基礎在潮間帶的施工工藝流程為：先進行基礎開挖，然后綁扎墊層鋼筋，接著進行混凝土墊層的施工，同時準備好澆筑倉面，并做好相關的倉面質檢及驗收工作，進行混凝土的配制和攪拌，通過攪拌車運輸混凝土，待入倉完成后則可進行振搗、收倉抹壓，進行混凝土養護，再拆模質檢、修補缺陷，最后進行土方回填。

該風電項目的高潮水位控制在2.3m內，無水時間較長，因此在風電機組基礎施工時，主要采用的是水陸兩用設備且以陸上使用為主。針對潮間帶介于海、陸間的地理特點，且容易受到天氣影響和海水淹沒作用，在潮間帶進行海上風電機組基礎施工時，施工隊伍決定采取以下措施控制好施工質量。

3.1 土方工程施工

該項目的風電機組基礎的土方開挖工程利用反鏟挖土機械進行，配以人工清除底槽污物。土方開挖的標高點先由專業測量人員給出合理的開挖深度，再由挖土機逐步向下開挖，并安排測量人員跟蹤控制開挖深度，通過“邊開挖、邊測量”有效防止超挖。當機械挖土到達基底標高30cm時，施工人員利用平底鍬將剩余槽底保護層的土清理出來，再用手推車外運到坡道口周邊，通過挖土機將其挖走。待槽底清理完全后方可進行墊層施工。為有效避免對基底的土產生過大擾動或損壞管樁，施工設計過程中要求距開挖面0.5m范圍內采用人工開挖，這是由于潮間帶具有較高水位，必須要求所有風電機組基礎承臺在進行開挖施工時要采取適當的降水措施。

3.2 鋼筋工程施工

首先，利用在墊層上設置的中心鋼筋樁和周邊引出的方向標志樁放出混凝土的底部設計邊線和上部四種環形筋的線，控制好基礎定線質量；其次，使用鋼筋前必須對其進行質量報驗，即要求每60噸原材料要進行取樣送檢，并附上鋼筋原材料的相關質量保證書、出廠檢測報告和產品合格證；最后，還要對鋼材進行機械性能試驗檢測，通過具有一定資質的檢驗部門實測質量過關才能投入使用。

該項目所用鋼筋全部在鋼筋加工場中現制完成，制作前施工人員先對鋼筋進行除污除銹處理并調直，將各類鋼筋分開堆放好并做好標記。鋼筋制作時，先由相關設計技術人員嚴格按照設計圖紙進行下料，全面考慮鋼筋的長度設置，采用合適的鋼筋搭接方式，避免材料浪費。鋼筋項目施工全過程嚴格遵照相關施工設計圖、設計規范的要求進行，保證鋼筋對焊質量，調整好接頭

位置。

本工程嚴格按照設計圖紙的要求進行鋼筋綁扎安裝，保證鋼筋安裝的所有規格、數量、尺寸、間距控制準確。當混凝土墊層具有一定強度后，才在其表面上進行劃線、鋼筋鋪設，并且按照“先下后上，由內至外”的布置原則將鋼筋依次排放好。在混凝土底板墊層邊線上擺放的鋼筋通過綁扎絲被捆綁成梅花形外八字和內八字兩種形狀；當底部鋼筋網片綁扎工作全部完成后，利用撬杠撬起鋼筋交叉處，并在每2m2范圍內預先墊上預制好的混凝土墊塊，作為鋼筋的保護層。對中央區域的環形筋和插筋進行綁扎時，施工人員按照在混凝土墊層上畫出的圓形區域進行安裝，位置控制準確，無鋼筋偏心、基礎環安裝不進的不良情況出現。

3.3 混凝土工程施工

由于潮間帶地質兼有海、陸特點，在設計海上風電機組基礎時必須考慮其防水性能，為確保風機基礎混凝土澆筑施工連續性良好，施工前根據不同廠家的技術力量、生產能力、混凝土輸送泵、混凝土罐車等各方面因素，初步選出三家實力強的廠家作為候選單位，并提交給甲方和監理方，待三方討論、考察后確定。

為保證鋼筋混凝土工程施工質量好，施工人員嚴格按照相關設計規范跟設計要求進行混凝土的選料、配比、澆筑與養護，提高混凝土的密實性，且項目檢驗時發現混凝土表面平整光滑、線條順直，色澤均勻無氣泡，整體“外美內堅”。

進行風電機組基礎混凝土施工時，先將混凝土分成兩條澆筑帶，并各用一臺汽車泵進行澆筑，每小時澆筑量約80m3，控制好混凝土的緩凝時間為12h以上，保證每層混凝土均沒有施工冷縫出現。各澆筑帶混凝土泵前后設有一定錯位，逐步形成階段式分層退打的局面，全面提高泵的有效利用率，充分發揮泵送功效。

在每條澆筑帶的前部、中部、后部位置各設置兩臺振搗器，共有三個不同作用：（1）前部振搗器設在混凝土卸料點，在施工人員的振搗操作下讓混凝土順利通過面筋流入底層；（2）設在澆筑帶中部的振搗器，振搗手可利用其進行斜面混凝土的密實施工；（3）后部振搗器設在混凝土泵送形成的自然流淌坡度的坡腳及底層鋼筋處，此時振搗手負責混凝土流入下層鋼筋的底部，保證下層鋼筋混凝土振搗密實良好。

施工時，控制混凝土振搗方向為：下層混凝土振搗垂直于澆筑方向且自下而上進行，上層混凝土振搗垂直于澆筑方向且自上而下進行。振搗過程中，施工人員嚴格控制振搗棒移動距離、插入深度和振搗時間等，防止各澆筑帶交接處漏振情況的出現。在混凝土澆筑過程中會出現上涌的泌水和漿水，此時通過真空泵及時將其抽排出來，并在混凝土初凝前，按照設計初步標高進行拍打振搗，之后再用長木杠刮平，充分去除混凝土表面

泌水。

3.4 基礎環施工技術

基礎環的支點是由3個相隔120。的調節螺栓支架組成的，當基礎底層鋼筋綁扎完成后，要先安裝調節螺栓支架，再將調節螺栓、基礎環連接在一起，利用吊車將其吊入基坑，放置在調節螺栓支架上，最后利用精密水準儀進行調平，同時在基礎環底部加設輔助支撐。

本工程的輔助支撐采用直徑為50mm的鋼管，在其底部墊上厚約5mm的鋼墊片，以實現鋼管高度的調節。另外，在澆筑混凝土至基礎環底部時，對基礎環的平整度多檢查一次，發現存在小誤差，及時采取措施調平，最終將輔助支撐鋼管焊接到底部鋼板上。

4 結語

該工程施工實踐表明，潮間帶海上風電機組基礎的混凝土強度滿足設計要求，整體外觀質量及使用性能良好，各項施工操作指標的偏差也控制在設計要求范圍內，并且大大減少了砼澆筑量，縮短了整個海上風電項目施工工期，有效節約了項目成本，為相關的潮間帶風電項目提供了一定的參考。

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作者簡介：肖紀升（1984-），河北滄州人，天津港航工程有限公司工程師，研究方向：現場施工管理；裴澤偉（1987-），遼寧人，供職于天津港航工程有限公司，研究方向：水利水電工程。

（責任編輯：蔣建華）