風電工程風機基礎大體積混凝土施工與質量控制分析

【摘要】風電工程建設中，風機基礎是一大關鍵環節，直接關系到風電投產運行安全性與綜合效益。本文首先針對風電工程風機基礎進行了簡要分析，其后詳細探討了風電工程風機基礎大體積混凝土施工面臨的問題與要點，最后以白果市風電場項目為例具體闡述了風機基礎大體積混凝土施工與質量控制措施，以期可供參考。

【關鍵詞】風電工程;風機基礎;大體積混凝土;施工要點;質量控制

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.099

1、引言

近年來，隨著我國電力系統的發展，電力工程規模不斷擴大，大體積混凝土結構越加常見，如：火電工程汽（燃）機底板、基座;輸變電工程GIS底板、變壓器基礎;風電工程風機基礎等。基于清潔能源發展需求，風電工程項目越來越多，風電基礎混凝土結構特點為體積大、整體性要求高，澆筑后水化熱不易散出，合理組織施工，對混凝土內外溫差進行控制十分重要，切實保證大體積混凝土施工質量滿足要求。

2、風電工程風機基礎概述

近十年來，我國風電裝機容量持續增長，據統計2019年我國新增風電并網裝機容量為25.74GW，風電裝機總容量達到了209.94GW。長期以來，我國一直大力支持風電行業的發展，并出臺了諸多文件，指明了行業發展方向、推進各項補貼政策落地，營造了良好發展環境。

風電工程中，風機基礎是機組固定端，與埋入基礎結構的連接件共同承載上部荷載（包括塔筒、機艙、葉輪等），是保證機組安全正常發電的關鍵所在。風機基礎形式較多，如：重力擴展基礎、樁基礎、巖石錨桿基礎、預應力墩式基礎、梁板式基礎等，無論是何種基礎類型，大體積混凝土都是一道重要工序，若是施工質量控制不到位，極易在后期運營中發現各種質量問題，如：風機基礎與基礎環間開裂、基礎表面裂紋、基礎環晃動等，由此引發安全事故。對此本文主要從風電工程風機基礎大體積混凝土施工的角度出發展開分析。

3、風電工程風機基礎大體積混凝土施工面臨的問題與要點分析

3.1施工問題

風電工程風機基礎結構，一方面承擔著自身與上部結構的重力荷載，另一方面也要面對不穩定風力循環加載所致的水平力、力矩，基礎結構極易出現損傷與破壞，對此往往采取增大風機基礎混凝土的截面尺寸這一方法。然而工程實踐中，大體積混凝土施工難度大、要求高，若是施工質量不達標極易出現嚴重的基礎質量問題，將直接威脅風機的正常運行。

目前，我國大部分風機基礎大體積混凝土施工中，主要面臨以下問題：（1）施工條件較差，基礎的溫控措施落實不到位;（2）施工隊伍的不專業，現場監管不到位;（3）行業標準較為零散，尚未出臺正式的設計與施工規范;（4）風電工程竣工驗收方面，也面臨著未統一標準的情況，普遍存在趕工期的問題。為保證風電機組可靠運行，必須確保基礎結構完整、穩定，對此必須加強風電工程風機基礎大體積混凝土施工與質量控制分析。

3.2施工與質量控制要點

3.2.1施工準備階段

風電工程風機基礎大體積混凝土施工前，需編制施工技術方案，并做好施工交底工作，方案中應包括以下內容：澆筑體溫度應力、收縮應力計算結果;主要抗裂構造措施、溫度指標;原材料優選與配合比設計方案;溫控監測設備布置;澆筑順序與施工進度計劃;保溫與保濕養護方法;應急預案與應急保障措施等。

3.2.2大體積混凝土澆筑階段

（1）原材料：包括水泥、集料以及外加劑等，合理選擇水泥品種、強度等級，優先選用水化熱低的硅酸鹽水泥，落實水泥強度、安定性、凝結時間、水化熱等檢驗報告的檢查工作。

（2）配合比：綜合考慮強度等級、耐久性、抗滲性以及體積穩定性等方面的要求，同時對混凝土溫控方案進行分析，據此科學開展配合比設計工作，并有效控制骨料、拌合用水以及入模溫度。

（3）澆筑振搗：大體積混凝土澆筑時，需合理確定澆筑方案、振搗參數，整體連續澆筑時宜控制在300～500mm，在振搗時不得過振或是漏振。

（4）保溫養護：做好保溫養護工作，派專人負責，保濕養護時間至少14d，經常對塑料薄膜是否完整進行檢查，確?；炷帘砻鏉駶?保溫覆蓋層逐層拆除，要求混凝土表面溫度與環境溫度之間不得相差20℃以上。在養護過程中，實時檢測混凝土里表溫差、降溫速率記錄值，如實測結果不滿足溫控指標要求，必須及時調整保溫養護措施，確保混凝土質量達標。

3.2.3大體積混凝土溫度監測與控制

大體積混凝土施工期間，必須落實溫度監測與控制工作。嚴格根據項目情況制定測溫方案，主要內容包括：測位、測點布置、儀器設備、養護方案以及應急措施等。采用取水冷卻方法時，需編制專項方案，根據實測的試樣混凝土溫度曲線、實時溫度監測結果，對溫控措施進行調整;采取預埋冷卻水管方法時，需落實水冷卻系統參數設計工作。

4、實例探析風電工程風機基礎大體積混凝土施工與質量控制措施

4.1工程概況

白果市風電場位于永州市金洞管理區西南部的丘陵區域，地處白果市鄉，位于金洞管理區與祁陽縣、雙牌縣交匯處，東北距離金洞管理區區政府直線距離約22km，縣道X004可至風電場附近，進場道路自縣道X004已有水泥路上引接。風機裝置22臺（8臺2200KW和14臺2300KW）。其中5臺95m鋼塔筒、17臺鋼80m鋼塔筒。包括：風機基礎、箱變基礎、風機安裝、箱變安裝、風機及箱變接地、低壓電纜安裝。

4.2風電工程風機基礎大體積混凝土施工

本項目風機基礎采用的是C40混凝土，基礎保護層厚度如下：底板50mm。頂面及側面40mm。懸挑板徑向鋼筋、環壁豎筋應采用I級接頭機械連接，其余鋼筋可搭接，不應焊接。錨固長度>35d ，搭接長度>40d。具體施工要點如下：

（1）原材料選擇

本項目細骨料宜選用中粗砂;粗骨料宜選用連續級配，最大粒徑應<40mm?；炷林兴嗖捎肞.042.5普通硅酸鹽水泥，水膠比≤0.40，最大氯離子含量0.2%，最大堿含量3.0kg /m3。用泵送混凝土坍落度不宜大于15cm ，不用泵送混凝土坍落度不宜大于10cm。

（2）大體積混凝土澆筑

混凝土澆筑前，應會同有關單位進行驗槽及相關的驗收工作。本項目大體積混凝土采用插入式振搗器，不得出現過振或是振搗不足的情況，澆筑厚度、間歇時間嚴格執行現行施工規范。下錨板上方混凝土加強振搗，每層振搗厚度≤300mm;上、下錨板處錨栓每個間隔均應振搗（圖1）。混凝土澆筑工作要求連續不間斷，風機基礎內不得出現施工縫。混凝土的表面應用養護液或防水膜保持濕潤狀態、防止雨水、防止溫度劇變。

（3）大體積混凝土溫度監測

本項目大體積混凝土澆筑時，內部埋設測溫點共計4個，實際澆筑工作結束后對內部溫度進行測量，內外溫差控制在25℃以內，一旦發現溫差大于25℃需立刻采取相應的保溫措施。

4.3風電工程風機基礎大體積混凝土質量控制

（1）基礎施工過程中應作好防洪措施，避免雨水、洪水長時間浸泡地基持力層;混凝土澆筑時間應避開雨、雪及沙塵天氣。

（2）混凝土拆模后，對于地面以下部位需及時進行回填，對于地面及以上的部位則做好覆蓋養護工作。

（3）基礎施工應按照《混凝土結構工程施工質量驗收規范》及我國的相關的施工及驗收規范執行;基礎混凝土強度達100%后，可進行下一步的吊裝操作。

（4）基礎需進行沉降觀測，觀測周期及間隔如下：風機基礎澆筑完成后，機組安裝前后，機組運行第7天各觀測1次，運行第一年3個月觀測1次，運行一年后每年觀測1次，直至穩定為止。風機基礎的沉降觀測采用二等沉降觀測的精度要求進行。

結語：

綜上所述，風電工程建設中，風機基礎施工質量直接關系到整個風電機組運行安全，對此加強風機基礎施工研究具有重要意義。大體積混凝土是風機基礎施工的重要內容，也是難點所在，在工程實踐中必須要加強原材料選擇、澆筑振搗施工以及溫度監測與控制工作，切實保證大體積混凝土質量可靠，真正為風機運行夯實基礎。

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作者簡介：

周楚云（1985-），男，湖南衡陽人，工程師，本科，工作方向：建筑工程。