淺談風電場施工中質量通病的預防與處理

翦 武，賀俊滔

（湖南五凌電力工程有限公司，湖南 長沙410004）

0 引言

近年來，中國風電產業勢頭發展良好，僅2016年1至6月份，國內便有270個項目開工建設，新增裝機1010萬kW，新增裝機規模不斷刷新歷史紀錄。然而在如此井噴的風電項目建設過程中，由于各參加單位的項目管理水平參差不齊，國家相應技術標準缺乏，致使風電場施工過程中出現的質量通病較多。其中以土建類與電氣類問題較為突出，幾乎占總質量問題70%，應引起重視。

1 風電場土建施工質量通病

風電場土建工程主要包含風機基礎、箱變基礎、升壓站土建、場內道路、場外道路。升壓站土建工程同各變電站工程類似，各單位施工經驗豐富，國家標準規范齊全，質量問題略少。而風機基礎、箱變基礎、場內道路特別是山地風場的場內道路，因存在作業戰線長，施工條件不佳，往往存在較多質量問題。

1.1 風機基礎墊層

風機基礎墊層是風機鋼筋混凝土基礎與地基土的中間層，主要起找平、隔離及過渡的作用。因此，致使施工單位甚至是監理單位放松對墊層施工的質量監管。殊不知墊層除上述所提作用外，還有防地基土擾動的作用，甚至風機基礎環支撐架更是直接作用于墊層預埋件上。風機基礎墊層質量對風機基礎整體質量起著重要作用。

風機基礎墊層起到找平的作用，厚度存在稍微不均勻屬于合理范疇。但是在現場實際施工中，以某風電場為例，按照設計規范，基礎墊層厚度應為15 cm。但因在基礎清槽過程中，對場地的清理、平整工作重視不夠，致使場地坑洼嚴重，場內高差最大達到13 cm。而在墊層澆筑過程中，施工單位通常會以最低點作為基準點，這樣會造成澆筑后的基礎墊層最大厚度15 cm，最小厚度2 cm。墊層厚薄極度不均勻，會使得墊層養護過程中因溫度差異大產生裂縫，影響基礎質量。倘如最高點位于場地中心基礎環支撐位置，更將會對基礎環安裝的水平度造成影響。

重視風機基礎驗槽工作，對于場地清理不夠、平整度不達標的堅決不予通過驗收。對于通過驗收的基槽，可以采用打基準點的方式保證墊層質量。即于風機中心地基土位置打入標高鋼筋，標高鋼筋露出地基表面長度為設計圖紙要求墊層厚度，再以此高程打標高至墊層模板處，確保墊層澆筑時混凝土達到各高程位置。

采用基礎中心引標高的方法，一可以確保基礎墊層厚度均勻，避免開裂；二可以保證墊整體厚度，保證基礎混凝土質量。

1.2 風機基礎鋼筋混凝土

風機基礎混凝土均為構成風機結構主體的大體積混凝土。風機基礎混凝土施工對原材料、溫度、養護要求均高于一般混凝土。施工過程中混凝土生產運輸、鋼筋制安、混凝土振搗以及養護等各項環節的控制都直接影響混凝土成品的質量。這些質量問題最終將會體現在混凝土出現冷縫、溫度裂縫、混凝土強度不達標、基礎環水平度偏差上，也必將威脅到機組運行的安全。

1.2.1 原材料控制

通常在設計規范中，會對風機基礎混凝土原材料做一些硬性要求。設計方會根據各工地實際確定基礎混凝土的最大水灰比、最小水泥用量、鋼筋的各項強度值以及各添加劑用量，并會要求使用低水化熱水泥。所以在保證混凝土質量的源頭就是在原材料的進場把關上，特別是位于偏遠地區自制混凝土的工地，對原材料的檢查、驗收、使用管理十分關鍵。

涉及風機基礎混凝土的原材料必須嚴格進行自檢、見證取樣以及報審程序。鋼筋與水泥均需要按照規范進行取樣送檢，且施工現場需形成鋼筋與水泥的使用臺賬，能夠清楚追溯到確保每一批鋼材每一罐水泥的源頭與去向。混凝土原材料質量的控制是混凝土質量保證的第一步也是最關鍵一步。

1.2.2 混凝土的運輸控制

風機混凝土的澆筑一般采用商混或者自制混凝土兩種方式，無論采用何種方式，為保證混凝土基礎的整體性，基礎的澆筑均應一次連續完成，基礎不能出現施工縫。這就要求分批次澆筑的時間間隔不得大于混凝土出凝時間。

（1）采用商混

因各風電場距城鎮中心距離遠，商混運距長，所以①要充分考慮到商混的供應能力能夠滿足基礎澆筑能力；②組織上需配置專人于商混站至風電場各主要路口蹲守以處理突發事件，此項措施在山地風場尤為重要，因山地風場進場道路情況復雜，部分路段甚至需要組織錯車分流；③應提前關注澆筑當日的天氣及路況信息，避免發生澆筑中斷。

（2）現場拌合混凝土

①需建造生產能力大于連續施工能力的拌合站，拌合能力不得低于單位時間所需要的1.2倍；②拌合站定期維護，并于現場配備拌合站主要易損配件備品備料以及相應的技術人員，以防澆筑過程中拌合站出現故障可以及時修復；③確保水泥、砂石骨料的備料滿足澆筑強度需要；④應對現場攪拌車進行檢查，在裝料前需要倉內積水排盡，在運輸過程中嚴禁罐車向拌合物加水。

1.2.3 混凝土的施工控制

風機基礎混凝土施工的關鍵在于混凝土入倉溫度的控制以及入倉后的振搗。在夏季施工時候，降低混凝土入模溫度是最為有效的溫控措施，可以采取低水化熱水泥、冰水配置混凝土、降低骨料溫度、減少水泥用量等措施。在冬季施工時，則應優先選用礦渣水泥，采取水泥沙石進行預熱、熱水攪拌的方式控制混凝土入倉溫度。

混凝土的澆筑應從圓心向外圍擴展，在混凝土供應有保證的情況下，進行多點同時澆筑。混凝土應注重振搗工藝，在澆筑過程中應有施工員進行盯倉，監督作業人員進行振搗，不可漏振也不可過振。振搗宜采用二次振搗工藝，即在混凝土初凝前的適當時間，重新對混凝土進行振搗，可以提高混凝土的密實度，增加混凝土強度，消除應沉降引起的裂紋。1.2.4混凝土的養護控制

基礎混凝土澆筑的養護主要包括混凝土的保溫、保濕。養護的目的在于保證混凝土澆筑完成后各項指標能夠全面正常增長。到位的混凝土養護可以加速混凝土硬化并防止成品出現收縮、裂紋。應將澆筑完成后的成品當作嬰兒一樣進行保護。在正常氣溫下，應對澆筑完成后的混凝土于12 h內完成覆蓋并保濕養護，養護時先于混凝土表面覆蓋一層薄膜，再于薄膜上鋪設草簾或棉被。氣溫較高時，應撤去棉被并勤灑水降溫，氣溫低于5℃時，不可灑水，且棉被需始終覆蓋。混凝土的養護是混凝土質量控制一項關鍵工序，但經常被人忽視。混凝土的養護工作應有專人實施，專人監督。

1.3 風電場道路

風電場道路通病主要體現在山地風電項目中。山地風電場建設過程中運輸量很大，隨著風機設備的陸續進場，道路優劣會很大情況影響整體進度。

風電場道路施工單位往往不負責設備的運輸，加之山地道路復雜，設計單位進行道路設計時也未必能全盤顧及到各大件的運輸，所以在風場道路施工階段，設備運輸單位必須要有技術人員進行現場監造。風電場道路主要從坡度，彎道，路面進行考慮。

（1）坡度

坡度在17%以下時，480馬力的牽引頭載重70 t（含車板重）可自行爬坡；

坡度大于17%，小于21%時，在同等條件下，要配備一臺225馬力的裝載機；

坡度大于21%時，需要2～3臺225馬力裝載機進行牽引。

（2）彎度

風電場建設中的大件運輸量是很多的，尤其是超長超寬的設備，如塔筒、葉片。因此，要求上山道路轉彎半徑必須足夠大，才能使設備通過，一般場內道路轉彎半徑要求為16～20 m，才可滿足17.5 m長平板掛車行進時轉彎，但轉彎半徑也不能純粹地按理論計算考慮，車輛經過彎道還要考慮超出部分的塔筒不會掃到山體；此外，使用帶后輪液壓轉向的平板運輸時，其后輪可反向轉向，對轉彎半徑的要求會降低20%。最好的做法應是讓運輸車輛進行試運，有問題時，再考慮作適當的修整，這樣可以增加可靠性。在同時存在上坡與彎道的路況，如S彎，T形彎，U型彎，如果坡度大，應在彎道處修筑倒車平臺，大件運輸車經過拐彎處時可以再此處調整車身角度，利于安全通行。

（3）路面

在設備大件運輸中，發現在整個場內道路總有那么固定的幾個地段阻礙大件運輸，這些地方有一些共同點，主要是：

位于低洼處，排水沒有及時跟上，南方雨水多，很多低洼處會產生積水，排水措施未跟進會使得路基長期浸泡在水中，致使雨后即使天晴數日，也未必能夠滿足重車行進，再加上路基含水量大的情況下遭其他車輛反復碾壓，更進一步加重對路面進行破壞。在風場道路修建中，應同步進行附屬設施建設，如排水溝，排水涵管，擋土墻等，才能為大件運輸創造更有利的條件，更能夠減少后期的道路維護量；

有的路面基礎沒有經過青石換填，原有的路基較軟，或者為填方時，沒有分層碾壓，這樣的道路表面看不出問題，可在經重車開過，就會造成下陷。所以在填方路段，該分層碾壓的必須分層，該換填的必須換填。

2 風電場電氣施工質量通病

風電場電氣施工中，主要質量通病體現接地、電纜及光纜敷設、電氣安裝以及電纜頭制作等方面。

2.1 風電場接地

風電場一般周圍無高大建筑。風機特別要注意防止雷電危害。為保證雷擊和各種故障電流能夠順利的泄于大地，風機接地電阻是至關重要的。接地體的流散電阻與土壤電阻率有直接的關系，在風電設計中對風機接地的接地電阻值均要求小于4 Ω。

風機接地施工中主要質量通病體現是接地材料選用以及接地扁鐵焊接上。首先，接地體和接地線應選用熱鍍鋅鋼材，也可根據需要選用銅棒、銅帶等材料。各種接地材料均需經過嚴格的入場檢驗。

此外接地體連接扁鐵焊接時，經常會出現搭接倍率不足，接地扁鐵寬度與設計不符等現象。對于接地扁鐵的焊接應嚴格進行隱蔽工程驗收，搭接長度不夠的，未實施三面滿焊的堅決不允許通過驗收。并需加強對作業人員的技術教育，使之認識到接地材料焊接的重要性。

2.2 電纜敷設

在風電工程中電纜是連接就地變電站的主線，起著匯流和傳輸電能的作用。在電纜敷設時質量通病主要體現在電纜頭開挖、電纜頭制作以及電纜低溫敷設工藝上。

一般情況下，按照電纜覆土厚度≥700 mm、電纜下墊100 mm以上的軟土細砂。在寒冷地區，應參照冰凍線確定纜溝的開挖深度。然而在實際施工過程中，電纜溝的開挖深度經常不能達到要求，且電纜敷設后也無軟土細沙回填。所以在電纜敷設時應嚴格執行WH點驗收，電纜溝開挖深度滿足后才準許電纜敷設，電纜敷設完后覆蓋軟土后才準許徹底回填，從程序把關，確保電纜敷設質量。敷設電纜前應對電纜的外觀進行檢查，重點檢查電纜鎧裝有無受擠壓變形，還要檢查外護套有無破損，以及電纜端部密封是否完好。塑料電力電纜敷設前24 h的平均氣溫和敷設現場的溫度均不應低于0℃，如果溫度過低，應對電纜采取預加熱措施，避免在敷設過程中電纜的護套或絕緣層因低溫產生開裂。

此外高壓電纜頭施工工藝不到位，也會使得電纜運行一段時間后存在絕緣故障，因此高壓電纜頭的制作也是不可忽視的問題。電纜的電壓等級越高對電纜頭施工質量越高。因此高壓纜頭制作要選用制作時間長的技術熟練的技術工，同時嚴格按照工藝施工。

3 風電場風機吊裝質量通病

風電機組的吊裝是整個風電場施工過程中危險性最大的一項工作。風機吊裝中出現的質量問題主要是造成對風機設備的影響，其中影響最大的便是各部件高強度螺栓的力矩問題。

不同的風電廠家對其各設備的連接高強度螺栓力矩值要求均不相同，但力矩緊固方式一致，均按50%、75%、100%分三次遞進緊固。與力矩緊固的質量通病主要體現為：一是吊裝單位不按照流程遞進緊固，而是一次緊固到位；二是吊裝單位所使用的力矩扳手未經校驗，力矩對照表較真實值存在偏差，會存在松緊或過緊。

針對不按流程遞進緊固的情況，監理單位及總包單位應抽調專人在力矩緊固時進行旁站，并要求力矩工在每打一次力矩時均用記號筆做出記號。

針對第二種情況，應在入場前對施工單位力矩扳手進行校驗，并進行區分，比如緊高扭力螺栓的扳手不可替換去緊固低扭力螺栓，即塔筒扳手不可與葉輪等扳手進行混用，以防力矩偏差。此外在每完成3臺風機力矩后重新對所有力矩扳手進行校驗，確保力矩值無偏差。

4 結語

風電工程建設存在周期短、參建單位較多等特點。本文結合山地風電及平原風電施工中易出現的一些質量通病以及提出相應的處理辦法，以供同業者參考。

參考文獻：

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[3] GB50496-2009大體積混凝土施工規范[S].北京：中國計劃出版社，2009.