淺談風(fēng)電混塔基礎(chǔ)定型模板安裝質(zhì)量控制

王紀(jì)奎 王曉凱 呂麗明

1.華電河南新能源發(fā)電有限公司 河南 鄭州 450000

2.華電和祥工程咨詢有限公司 山西 太原 030001

引言

近些年來，風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目在政策下迅猛發(fā)展，在攻占了沿海、山地、高原地區(qū)之后,風(fēng)力發(fā)電機(jī)開始進(jìn)軍平原地區(qū)，風(fēng)機(jī)混凝土塔筒技術(shù)應(yīng)運(yùn)而成。為了確保風(fēng)機(jī)混凝土塔筒安全、質(zhì)量可控在控，防止發(fā)生倒塔等質(zhì)量、安全事故，需要在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的指導(dǎo)下，不斷鉆研業(yè)務(wù)、大搞技術(shù)創(chuàng)新，確保風(fēng)機(jī)混合塔筒施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)黨中央關(guān)于高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略部署[2]。

1 、工程簡介

該風(fēng)電項(xiàng)目單機(jī)容量為2500kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，輪轂設(shè)計(jì)高度120m，掃空直徑140m；地基處理采用34根C40鋼筋混凝土灌注樁；風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)為異型混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)厚度近5m，直徑22m，內(nèi)部為直徑9.4m、深度4.1m的空腔，圓周混凝土中預(yù)埋有4組共12個(gè)張拉索管（向基礎(chǔ)中心沿直徑方向傾斜2.083°），用于穿裝錨具[3]，混凝土方量900m3左右，鋼筋用量約97T；塔筒采用混合塔筒（3段混凝土塔筒+1段轉(zhuǎn)接段+3段鋼塔筒），運(yùn)用預(yù)應(yīng)力體外后張法連接后使風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、3段砼塔、1段轉(zhuǎn)接段形成一個(gè)整體，鋼塔筒采用螺栓連接，混凝土段與鋼塔段采用1.92m高的混凝土轉(zhuǎn)接段連接，混凝土塔筒每段高度15.83m，每段水平方向分8片（平直段和圓角段各4片），各片之間安裝形成的橫縫、豎縫采用灌漿料灌實(shí)。

單臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)定型模板用量20T，除外圈常規(guī)的2圈環(huán)形模板外，基礎(chǔ)內(nèi)腔使用了4圈不同規(guī)格的定型模板[4]，如下圖所示。

基礎(chǔ)示意圖

定型模板安裝過程

2 、定型模板主要難點(diǎn)

2.1 、若模板一水平度超標(biāo)，后續(xù)混塔拼裝需要增加墊塊來調(diào)平；更進(jìn)一步講的話，假設(shè)墊塊都無法調(diào)平將導(dǎo)致風(fēng)機(jī)垂直度超標(biāo)，影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全。

2.2 、模板三處懸挑混凝土自重較大，若由于鋼管扣件式支撐體系計(jì)算有誤、現(xiàn)場支撐體系搭設(shè)質(zhì)量較差、支撐體系未坐在堅(jiān)硬基底上等因素影響導(dǎo)致模板三發(fā)生向下變形偏移，不僅混凝土質(zhì)量無法保證，而且將導(dǎo)致張拉索管底部一起發(fā)生偏移，從而影響張拉索管設(shè)計(jì)傾角，直接影響下部錨具的就位和鋼絞線的穿裝，鋼絞線偏心受力或在長期動(dòng)載作用下與套管摩擦受損，都將影響風(fēng)機(jī)整體運(yùn)行安全。

2.3 、模板四沿環(huán)向布置成圓周形，僅靠定型鋼模板自身拱力作為支撐，極易出現(xiàn)局部變形甚至漲模的問題，需單獨(dú)設(shè)計(jì)支撐體系確保其受力要求并確保其圓度。

2.4 、因模板三和四均為環(huán)向圓周形布置的定型鋼模板且相互整體壓接，為了模板拆除方便并增加周轉(zhuǎn)次數(shù)，必須保證其無損拆除或者少損拆除。

只有上述四項(xiàng)關(guān)鍵工序得到有效保證，才能確保風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量、風(fēng)機(jī)垂直度和鋼絞線張拉，否則不僅安全性得不到保障，還會(huì)影響到工程的造價(jià)。因此我們計(jì)劃通過對(duì)模板一、三、四的安裝進(jìn)行更詳細(xì)的優(yōu)化，為下一步混塔拼裝和鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉等項(xiàng)目的施工提供質(zhì)量保證，最終實(shí)現(xiàn)確保平原高塔筒混塔風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行安全的目標(biāo)[5]。

3 、定型模板設(shè)計(jì)優(yōu)化

3.1 、模板一定位優(yōu)化：該模板由八段定型鋼模板（4直4弧）拼裝而成，底部設(shè)置有抗剪槽、調(diào)平螺栓、排氣孔等，整裝重量約5T。原方案設(shè)計(jì)將調(diào)平螺栓安裝在主體鋼筋上，但考慮到模板自重、鋼筋位移、振搗動(dòng)載荷等因素影響無法保證調(diào)平螺栓的準(zhǔn)確定位，從而影響模板一水平度和預(yù)埋張拉索管的定位精度。因此，將其方案進(jìn)行優(yōu)化，專門將調(diào)平螺栓加焊螺紋鋼將其支撐部位放置在模板三上，通過模板三的支撐將支撐穩(wěn)定性傳遞給模板一。

3.2 、模板三支撐力優(yōu)化：環(huán)向圓周懸挑混凝土自重較大（約120m3，近300T。具體尺寸為：內(nèi)環(huán)直徑5.8m，外環(huán)直徑6.6m，高度2.85m，鋼筋混凝土重量2.7T/m3），墊層（厚度150mm，標(biāo)號(hào)C15）無法給模板三提供足夠的承載力。

因此，我們確定風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分2次澆筑，首次澆筑至模板四底部，將模板三支撐體系坐落在實(shí)體混凝土上（基底混凝土厚度600mm，標(biāo)號(hào)C45），并且在考慮所有動(dòng)靜荷載的前提下對(duì)該部位懸挑混凝土的鋼管扣件式支撐體系進(jìn)行了專門的計(jì)算和設(shè)計(jì)。

3.3 、沿環(huán)向布置的圓周形模板四，僅靠定型鋼模板自身拱力作為支撐，極易出現(xiàn)向中心方向的局部變形甚至漲模的問題，需補(bǔ)充設(shè)計(jì)增加加固措施確保其受力要求并確保其圓度。

（1）模板四（單片模板尺寸為1620mm×800mm×8mm）原方案為縱橫向間距每400mm采用螺栓連接拼裝而成。將螺栓孔由間距400mm加密為200mm，圓周范圍內(nèi)累計(jì)拼裝38塊模板，連接螺栓由190條增加至340條。

（2）在模板三鋼管扣件式支撐體系優(yōu)化成功的基礎(chǔ)上，增加徑向斜撐，斜撐兩端分別支撐在底板實(shí)體砼和模板四上，為模板四提供額外的支撐力。

3.4 、因模板三和四均為圓周形布置的定型鋼模板且相互整體壓接，為了模板拆除方便并增加周轉(zhuǎn)次數(shù)，必須保證其無損拆除或者少損拆除。在模板三和模板四支撐體系優(yōu)化的基礎(chǔ)上，采取模板四壓接模板三的思路，在定型模板預(yù)制過程中就在模板陰角搭接處分別設(shè)置了承插壓接槽和鋼制密封條。既解決了模板三和四相互擠壓導(dǎo)致拆除困難的問題，更可以先行拆除模板四進(jìn)行提前周轉(zhuǎn)，防止暴力拆模影響混凝土實(shí)體質(zhì)量和定型模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)。

4 、結(jié)束語

目前該風(fēng)場采用的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型式國內(nèi)少見，該工程相關(guān)技術(shù)人員按照以往模板支撐體系施工經(jīng)驗(yàn)，按照規(guī)程規(guī)范要求對(duì)常規(guī)的模板支撐體系進(jìn)行了兩次逐級(jí)優(yōu)化，混凝土成品實(shí)體質(zhì)量和外觀尺寸偏差滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，為風(fēng)機(jī)混塔安裝提供了方便，保證了施工進(jìn)度，確保風(fēng)機(jī)的一次吊裝就位，用較小的代價(jià)保證了現(xiàn)場的造價(jià)控制，也為所有參建人員積累了類似結(jié)構(gòu)的施工經(jīng)驗(yàn)，并為同類型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工的同行提供了一定的借鑒意義。