風電場風力發電機基礎的土建施工

張永飛

（國華（赤城）風電有限公司，河北 張家口 076550）

1 我國風電技術發展概述

近年來，我國經濟社會的各個領域都實現了跨越式發展。其中，新能源產業更成為我國在國際社會上打造出的一張“金名片”，引領了全球綠色發展浪潮。人類的進步和發展，離不開工業化的改革進程推動，在進行工業化發展的路上，人們離不開對能源的依賴和開采。從煤炭到石油，人們對其的開采和利用極大地加快了社會的工業化進程，推動了社會的進步，改善了社會的生活生產方式。

我國一直對新能源的開發問題比較關注和重視，進行了大量的人力科研投入，也推出了許多推動新能源發展的利好政策。我國的風力發電事業也是在受到諸多的政策推動下實現穩定快速發展的，并且在風電新能源發展上取得了明顯的效果，為我國的能源應用和生態環境問題改善提供了支持和保障，創造了良好的發展前景，短短幾年便取得了巨大進步。[1]

近30 年來，經過幾代風能人艱苦卓絕的奮斗，我國風電產業走出了一條創新驅動的高質量發展之路，不僅裝機規模穩居各國之首，技術水平也大幅提升，成本隨之快速下降。近年來，我國風電行業積極將智能化技術應用于風電行業中，推進工業化與信息化的融合，積極進行全行業創新。風電走向國產化，在風電行業不斷發展的前提條件下，我國風電行業的供應鏈已完整，當下應把握“工業5.0”、“中國制造2025”的機會，對系統集成、風電設備制造等方面積極進行研究。

因此，就必須對作為風電技術發展的基礎性工程，即風電場風力發電機基礎的土建施工進行深入了解分析，從而為實現風電技術的持續發展提供堅實保障。

2 風電場風力發電機基礎土建施工的施工質量關鍵技術要點

2.1 土石方施工

首先，必須保證參與土石方施工的一線工作人員的人身安全，讓其與施工設備始終保持足夠的安全距離。其次，在土石方施工的過程中，必須參照自上而下的順序進行開挖，同時開挖工作也必須與渣土的裝運作業面彼此避開。值得注意的是，在現場施工的過程中，必須積極采取有效的截水和排水手段，以保證現場施工的順利進行。再者，在現場土石方施工的機械作業過程中也必須輔助以清底、平地、修坡等工作，盡量降低現場施工難度。還有就是在澆筑土石方的深基礎混凝土前以及在土石方施工的施工過程中，必須派專門人員負責勘察基坑和邊坡的土質情況，以確保土質能夠承受現場施工強度，避免崩裂傾塌的危險。如果需要對混凝土缺陷進行化學材料處理時，那么現場施工人員必須事先準備好安全防護設備，保證人員生命安全。此外，在需要使用爆破技術的施工開挖區域，應該事先投放小劑量火藥進行試點爆破，如此一來，基面巖石就會保持一個相對穩定的狀態，避免塌方等地質災害的發生。與此同時，在施工基面進行驗收工作之前，必須組織人員全面清除基面上的松動或者存在風險的巖塊，最后再進行驗收工作。石方為風機承臺以及吊裝平臺的開挖基礎，施工時要選用液壓震動破碎玻璃錘實施土方開挖，輔助引入爆破開挖施工的模式，并投入人工進行基底的清理操作。在進行土石方回填施工中，應當在最底部區域先落實土石方的填筑施工，隨后應用自下而上的方式組織回填土的分層鋪填、分層壓實施工處理；在針對面積相對狹窄的填筑面進行回填與壓實施工中，可以引入人工夯實處理的方式；施工中，杜絕出現漏壓虛土層、平松土等不良現象，保證整個土石方施工質量達標。

2.2 基礎鋼筋與基礎環施工

基礎鋼筋采用抗震筋，型號為HRB400E，III 級鋼。施工前，應將鋼材表面的銹及防銹漆除去。基礎鋼筋直徑≥22mm（環形鋼筋、架立鋼筋除外）均采用機械連接，其余鋼筋搭接可采用綁扎方式，采用鍍鋅鐵絲綁扎。同一根鋼筋長度小于原料長度時，不宜設置接頭，鋼筋長度大于原料長度時，盡量減少接頭。

檢查預埋件位置，確保其上表面維持在相同水平面；牢固焊接支撐結構，著重控制預埋鋼板與立架立柱之間的焊接具有極高的牢固程度；安裝基礎底板鋼筋之前，提前實施基礎環支架的安裝施工，并在底層鋼筋綁扎完工后，調整螺栓，促使其與基礎環連接。

2.3 模板施工

在施工過程中，可以選用定型鋼模板作為風機基礎模板，結合項目前期設置的尺寸要求展開模板結構加工，其數量可根據施工進度與實際工程量綜合確定。使用螺栓固定模板，并在外側加設鋼絲繩實施加固處理，同時配合木方支撐，以此達到降低跑模與脹模問題發生概率的效果。將預制混凝土墊塊填入模板與鋼筋之間的縫隙內，以此構建起保護層。此時，所選用的預制混凝土墊塊強度必須要保持在與相應位置混凝土強度相同或以上水平。提前在預制塊內進行扎絲的預埋，為后續固定操作的落實提供便利條件，降低施工過程中發生脫落問題的概率。完成混凝土的澆筑后檢查其強度，在強度達標的條件下拆除模板，實現對模板的循環使用[2]。在完成模板拆除的條件后，對附著于模板上的混凝土、灰漿等實施全面清除處理，不得使用鐵錘敲擊模板，保證模板可以投入后續應用；補刷脫落防銹漆、脫模劑；清理、檢查模板配件，剔除無法繼續使用的構件，修復其他構件等待后續循環應用。[3]

2.4 混凝土施工

選用高質量原材料，并在實際應用前展開質檢，當判斷所有原材料的質量達標后再進行混凝土配置；組織混凝土配合比試驗，并在相應結果合格且通過審批后大規模拌和混凝土；嚴格依照通過審批的配比拌和混凝土，確保引入的拌和系統可以滿足混凝土持續供應需求；結合土建施工位置與拌合站之間的距離、交通道路現實情況、混凝土澆筑強度等對攪拌車的數量實施合理安排；組織混凝土裝車時，要納入對施工道路縱坡比的考量，避免在運輸混凝土的過程中發生溢出問題。

在進行風電站土建基礎的混凝土澆筑施工過程中，應當參考鋼筋分布情況選用合適的振搗器；嚴格依照施工要求組織振搗，并保證風電站土建基礎的混凝土澆筑施工過程不間斷；在觀察到混凝土澆筑高度達到設計水平后，對表面進行抹光壓實處理，特別是針對基礎環的內部排水管區域，要求對流水坡實施高質量的抹光壓實處理。如果需要在梅雨條件下組織混凝土施工操作，則應當提前查看三天內的天氣預報，避免在降雨過程中實施混凝土澆筑與振搗；要提前配設充足的防雨用具，落實高效防雨措施，及時覆蓋已經完成混凝土澆筑與振搗施工的位置。

鋼筋綁扎和模板施工完畢、驗收并且隱蔽檢查合格后方可澆筑混凝土。混凝土澆筑采用獨特的連續澆筑工藝，本項目使用的混凝土以現場攪拌站的形式生產。基礎施工采用流水作業的方式進行，混凝土必須用罐、氣泵和降落傘澆筑，以便水平運輸。混凝土必須連續澆筑，混凝土必須從中間到外圈澆筑。除了一般混凝土技術的設計要求外，風電機組的基本重點還必須考慮低溫和大風條件下的溫度，變形裂縫的發生和發展的控制措施。為有效控制混凝土內外溫差，重點介紹以下具體措施：混凝土澆筑期間，應采取措施確保堅固混凝土基礎的完整性。在施工過程中，澆筑和擺動應分層進行。同時，上下混凝土必須在第一次凝固前充分結合，以免形成工程縫隙。根據現場的實際位置，可添加相應數量的級配石料，以確保混凝土的質量，并保證混凝土的表面摩擦壓力不小于兩倍，以防止表面出現裂縫。

施工過程中的干燥措施必須保證混凝土表面有一定的溫度和濕度，混凝土內外溫差必須調節在適當的范圍內。表面泌水主要是通過及時澆筑后的蓋板類型來消除，并及時使表面濕度達到平衡。混凝土最終凝固后，基底區域必須覆蓋一層塑料箔絕緣和一層棉被絕緣或土壤絕緣。拆除混凝土環不僅要滿足混凝土強度要求，還要考慮溫度裂縫的影響。拆除工作應作為一個整體進行，尤其是立面保溫。嚴禁一邊拆一邊留，以防冷卻不均勻，切換后應盡快進行拆除，以保證混凝土表面不失水。

2.5 混凝土材料質量控制

對于使用水泥的固體混凝土、低含量硅酸三鈣和鋁酸三鈣的中熱和低熱水泥或大型混合物的施工，必須選擇合適的混凝土材料，以防止混凝土因水泥水化熱釋放而膨脹和開裂。僅從水化熱角度選擇水泥的優先順序為礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥、復合水泥、普通水泥等，但需根據項目實際情況進行徹底檢查。水泥的水化熱和放熱率也與水泥細度和混合料含量有關。水泥細度對混凝土的水化速度、水化放熱、強度增長率、耐久性等要素也有重要影響。水泥出廠前應對氧化鎂、三氧化硫、堿、不溶物、燒失量、比表面積、細度、調整時間、穩定性、強度等進行檢測，確保產品質量。水泥到達現場時，其品種、包裝或儲存編號、交貨日期等要進行詳細審查，針對強度、穩定性和其他必要的性能指標進行重點檢測，確保其質量必須符合現行國家標準的規定。

理想的骨料要求具有高強度、高耐磨性、低吸水量、良好的耐久性、良好的顆粒級配以及與水泥漿體的良好粘結活性。粗骨料和細骨料的級配、污泥含量和污泥塊含量對實心混凝土的開裂強度有重要影響，必須遵守標準的配置比例，這是絕對必要的。普通混凝土質量及檢驗方法標準中規定混凝土的粗骨料必須具有連續的粒徑，并且可以在去除單個粒徑的情況下制備混凝土。粗骨料的級配和形狀不良將不可避免地導致膠結材料和混凝土用水量的增加，這不僅會增加混凝土的收縮，還會降低混凝土的密度和耐久性。過多的污泥含量和總污泥塊含量會對混凝土的強度、干縮、蠕變性、密度、耐磨性和工作性產生不利影響，特別是會增加混凝土的收縮，降低抗拉強度和抗裂性。此外，標準要求混凝土材料要加強堿性檢驗力度，尤其是濕度環境下的混凝土中的沙石等材料要重點檢測。[4]

在進行風電場風力發電機土建基礎的混凝土澆筑施工過程中，要根據鋼筋分布情況選用合適的振搗器；嚴格依照施工組織要求進行振搗，并保證風電場風力發電機土建基礎的混凝土澆筑施工過程不被中斷；在觀察到混凝土澆筑高度達到設計要求后，及時對表面進行抹光壓實處理，特別是針對基礎環的內部排水管區域，要求對流水坡實施高質量的抹光壓實處理。如果需要在梅雨條件下組織混凝土施工操作，則應當提前查看后續三天的天氣情況，避免在降雨過程中實施混凝土澆筑與振搗；要提前配設充足的防雨用具，落實好防雨措施，及時覆蓋已經完成澆筑與振搗的施工位置。

另外，針對風機基礎位置的混凝土，由于其屬于大體積混凝土結構，所以必須要及時引入高質量的保溫措施，以此達到降低裂縫缺陷產生的概率；對混凝土澆筑強度實施合理安排，合理控制每層澆筑混凝土的厚度，且振搗密實；在混凝土轉入初凝狀態前，要完成二次抹面施工；養護混凝土結構時，若是溫度不超過0℃，就不需要進行灑水養護。

3 結語

綜上所述，風電場風機的土建施工面臨施工環境復雜、條件惡劣等問題，因此需要著重落實先進、科學的施工技術，以此保證風電場風機的基礎土建項目施工達到預設標準。[5]實踐中，在明確施工質量與安全目標的前提下，依托土石方施工、基礎環施工、模板施工、混凝土施工等風電場風機的基礎土建施工的關鍵技術要點的切實落實，實現了風電場風機的基礎土建施工質量與安全水平提升，推動了項目施工的升級。