风电工程风机基础施工质量控制研究

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【摘要】随着国家对于可再生能源开发的支持，风能作为重要的低碳经济能源，已经得到了高度重视，风电应用的规模在不断地扩大。近些年我国的风电工程施工在增加，对风机基础施工来说，要对风机基础混凝土的浇筑技术进行重视，开发出适合风电工程风机基础大体积混凝土施工的技术和方法，进一步对混凝土裂缝进行控制，对施工效率和质量进行保证。本文主要是针对青海华电都兰诺木洪二期50MW风电项目风机基础大体积混凝土的施工进行论述，对大体积混凝土施工材料的选择、浇筑工艺的要求和后期所需要的养护处理进行一定的论述，旨在更好地推动大体积混凝土施工的发展。

【关键词】风电场；大体积；混凝土；浇筑技术

1引言

我国是一个能源消耗的大国，各类的风电场工程建设都是为了更好的满足社会发展的需求和人们日益提升的生活水平，这些建筑工程的施工技术和施工质量是需要重点关注的内容。风电机基础的大体积混凝土施工技术是业界正在关注的重点内容，这主要是因为基础大体积混凝土的强度等级C40，水泥水化释放出的热量是比较大的，在水泥水化产生热量的同时，内部的混凝土温度与外界的差距是比较大的，在这样的内外温差之下，就很容易会在混凝土的而表面引起巨大的拉应力，但拉应力比混凝土的极限抗拉强度还大的时候，就会导致混凝土产生裂缝的情况。在这样的情况中，就必须要对混凝土的浇筑技术进行重视，防止出现裂缝。

2主要的工程概况

青海华电都兰诺木洪二期50MW风电项目位于青海省海西蒙古族藏族自治州都兰县诺木洪乡境内，东临乌兰县茶卡镇，西接海西工业重镇格尔木市，北连海西自治州首府德令哈市，南邻青南牧区的玉树州、果洛州，总面积4.527万km²，场址区处于山前冲洪积平原，地貌类型为荒漠沙地。该风电项目总装机容量为50MW，共有23台单机容量为2200KW的风力发电机组。风机基础采用的是C40F150混凝土，单台基础混凝土方量为562m³。

3大体积混凝土施工中经常存在的问题

建筑工程中的大体积混凝土结构中，会出现因为结构的截面较大，使用水泥的数量过多等问题，水泥水化之后释放出的水化热就会产生较大温差和收缩作用，因此形成了温度收缩应力，这也是导致大体积混凝土产生裂缝的重要原因。大体积混凝土表面的裂缝主要是因为混凝土表面和内部的散热条件不同，内外产生了一定的温差之后形成的；而通裂缝主要就是以为大体积混凝土在强度发展到一定程度的时候，混凝土出现了突然的降温，由降温引起的变形再加上混凝土失水引起的体积收缩变形，在受到地基和其他结构边界条件的约束之后，引起了一定的拉应力，一旦超过混凝土的抗拉强度就可能会产生可以贯通整个截面的裂缝。不管是表面裂缝还是通裂缝，都属于有害裂缝。对于大体积的混凝土来说，出现裂缝的很大原因就是混凝土浇筑工艺和技术措施不到位，进而也出现一定的温度裂缝或者是收缩裂缝。另外，如果采用连续泵来输送混凝土，也会因为对侧模的冲击侧压力太大，进而发生胀模或者跑模的现象，然后导致大量的混凝土流出，影响到整体的浇筑。

4风电场风机基础大体积混凝土浇筑

4.1砼施工材料的选择。本次工程的风机基础主要是大体积混凝土，强度等级为C40F150，因此水泥水化所能释放的热量是比较大的，随着水泥水化热的产生，内部混凝土温度会升高，出现内外温差进而引发裂缝的情况，因此对于混凝土浇筑材料的选择来说，主要就是要注意对混凝土的内部升温进行合理的控制。其中最为重要的就是混凝土的配合比设计，主要可以从降低水化热、控制水灰比、增强混凝土的抗拉强度三个方面来进行具体的设计。4.1.1水泥。水泥的品种和用量是对水化热的高低产生直接影响的因素。本次工程主要采用的是普通的硅酸盐水泥，然后加入适量的粉煤灰，掺入的是I级粉煤灰，主要的目的就是为了对水泥的水化热进行降低。4.1.2骨料。要根据当地骨料生产的具体情况进行选用，经过综合考虑，骨料要采用16~31.5mm的碎石，采用这种粒径大的粗骨料，可以对水泥的用量进行减少，进行减少的水泥的水化热。碎石的含泥量要小于1%。对于细骨料来说，最好是采用中砂，且含沙量小于3%。4.1.3外加剂。采用缓凝高效减水剂可以对水泥用量进行降低，进而对水泥水化热进行降低，这主要是因为缓凝高效减水剂具有较高的减水率，在水灰比不变的情况下，可以对水泥的水化进行延缓，同时还能满足施工工艺。通过这样的外加剂可以推迟水化热峰值，对控制温升具有重要的影响，同时还能避免出现施工冷缝的现象；另外，混凝土中掺玻璃纤维可以对混凝土的抗拉能力进行增强，进一步提高抵抗温差的应力。使用玻璃纤维混凝土配比的混凝土抗拉、抗弯以及抗裂强度更高。而且韧性和冲击力也会得到明显的提高。4.2砼浇筑工艺的具体要求。4.2.1浇筑前准备。在混凝土进行浇筑之前，要对基础环的平整度进行详细的检查，同时还要对钢筋的保护层厚度以及预埋管的位置进行检查，是否符合相关的施工标准和要求。进场的施工机械需进行现场调试，确保施工机械在施工中的正常运转。大体积混凝土施工前和不能留置施工缝的混凝土施工前应提前收集供电信息，确保不停电。在浇筑前还应对搅拌站的材料准备工作进行检查，并做好交底记录。4.2.2混凝土生产。对于混凝土生产来说，一般采用的都是集中拌合站的方式。在进行生产的时候，要对砂石的含水量变化进行重视，将各个原材料的计量使用电子秤进行准确的称量，同时还要对混凝土的坍落度进行控制，尽量保证在140~160mm，从搅拌机出料之后的混凝土和现场的混凝土都在进行入仓之前都需要由专职的人员的进行现场的检测，只有符合配合比标准的合格的混凝土才能进行浇筑施工。4.2.3浇筑方法。本次的风机基础混凝土采用的是斜面分层对称浇筑的方式进行施工，采用多台混凝土搅拌运输车进行运输，基础四边采用溜槽，中部采用的混凝土泵车配合浇筑。4.2.4施工顺序。首先是从基础中心向周边进行浇筑，混凝土采用的是斜面分层浇筑的方法，即一个坡度，循序渐进，分层的厚度主要是30cm。想要对上层的混凝土衔接时间进行保证，需要在浇筑的过程中由专职的质检人员对混凝土的凝结情况进行跟踪检查，做到在混凝土初凝之前就使混凝土及时覆盖；二是要在接近浇筑基础环底部的时候，从基础环底下部的200mm出开始铺设混凝土，厚度保持在500mm以上；三是等到浇筑到模板底部的时候，要先将该部位的混凝土进行振捣密实，然后要将模版外部的混凝土进行铺高，将缝隙堵严，防止在振捣的时候出现漏浆的情况，对混凝土的密实程度进行保证；最后就是在进行混凝土浇筑的时候，要安排专人对模板、钢筋、预埋管线和基础环等的情况进行观察，一旦发现问题要进行及时的解决，尤其是发现变形或者是位移的时候，要立刻的停止浇筑，并且需要在已浇筑的混凝土初凝之前修整好。4.2.5浇筑的要点。混凝土的浇筑要从低处开始，从一端向另一端进行推进，保持混凝土是沿着基础全均匀的逐曾上升的。为了保证下层的混凝土在初凝之前，将上一层的混凝土灌下，需要对每次浇灌的宽度进行控制，不能超过1m，浇灌混凝土要连续进行。斜面分层浇灌的时候，要保证下一层混凝土初凝之前，将上一层的混凝土灌下，并且要捣实完毕，让上下的混凝土都能够有良好的结合，避免出现施工冷缝。对于浇筑中表面的浮浆来说，需要选用专人用桶清除坑外，还要用木抹子提浆2遍，反复的抹压数遍，在终凝之前用铁抹子进行打磨压实，进而对收缩缝隙进行闭合。如果表面出现沁水的现象，为了防止沁水对混凝土质量的影响，可以次用措施对其进行排除处理。4.2.6混凝土振捣。混凝土应采用机械振捣。振捣棒的操作要做到“快插慢拔”，振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，使上下振动均匀。每点振捣时间一般以20～30s为宜，但还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。分层浇筑时，振动棒应插入下层5cm左右，以消除两层之间的接缝。混凝土振捣采用插入式振动器，振捣时在混凝土下料口坡顶处设置1根振动棒，在混凝土流淌端头坡脚处设1根振动棒，在中间位置设置1根振动棒，两人为一组负责一台泵责任区域混凝土的振捣。振动器振捣时，振动棒距模板不应大于振动器作用半径的0.5倍，既不能紧靠模板，又不要硬振钢筋、预埋件等。4.2.7混凝土振捣要点。混凝土浇筑后用插入式振动器振捣，振捣时与混凝土表面垂直，插入点按梅花状布置，操作时做到快插慢拨，上下略为抽动，插点均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，使混凝土达到均匀振实。插入式振捣器在每一插点上的振捣时间以混凝土表面呈水平并出现水泥浆和不再出现气泡，一般在20s~30s。单个风机基础浇筑时不少于3个振捣器同时振捣，振捣间距在无钢筋处采用60cm，有钢筋处采用40cm，振捣器必须插入下层混凝土10cm以上。严禁振捣器仅在混凝土表面振捣，振捣器不得作为摊平混凝土层面的辅助工具。4.2.8混凝土表面处理。在对大体积混凝土进行一定的振捣之后，可以保证其不会因为表面温度的散失造成过大的温度差，进而形成一定的温度裂缝。在完成振捣之后，即在混凝土建筑完成2h左右的时候，要按照标高要求，使用一次性长尺进行刮平压实，然后覆盖保温材料进行养护。4.2.9现场取样进场混凝土应该对每车的坍落度进行目测检查，并且要进行随机的检验，对于不符合规定要求和标准的混凝土，要坚决的将其退回。要对现场的混凝土坍落度进行严格的检查，严禁向混凝土中加水。混凝土应该在现场进行一定的取样，然后分为两组，观察两组的情况。4.3大体积混凝土温度的控制和养护。对于大体积混凝土来说，应该使用专门的人员来对其进行养护，采用蓄热法进行养护是比较适合的措施。在混凝土浇筑完毕的12个小时之内，对混凝土的表面要覆盖上塑料膜和保温麻袋来进行保湿养护，养护的时间要以温度监测的结果为主。当温度的监测显示内外的温差是小于25°C时，要撤除薄膜，在混凝土的表面加上5cm的细砂，然后进行浇水养护，让混凝土的表面可以保持在湿润的状态。在养护期间，混凝土的表面应该适中的保持在温热潮湿的状态。在混凝土浇筑完成后，要做好温度控制的工作，要保证混凝土内部温度与表面温度以及表面温度与环境温度之间的差距不能超过25°C。（1）在成品料场的堆放场地搭盖凉棚进行遮阳处理，并且要使用喷水雾的处理方式度骨料进行降温处理。现场的试验人员要对骨料、砂子的含水率进行随时的监测，并且要及时的拌合用水量，要对混凝土的水灰比设计进行重视，使其符合设计要求的标准。（2）在运输混凝土的时候要采用混凝土罐车来进行，避免阳光对其进行直接的暴晒。（3）混凝仓面上部采用移动式的遮阳网，然后采用喷水雾灯方法，将仓面周围的气温进行降低。（4）要对混凝土入仓覆盖的速度进行加快，进一步的将混凝土暴晒的时间进行缩短。（5）混凝土的浇筑施工要尽量安排在早晚和夜间来进行，避免太阳的直射。（6）要在混凝土的内部布设一定的温度测点，同时还要在混凝土的外部设置一定的温度测点。测温点的布置——必须具有代表性和可比性。沿浇筑高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500～800mm；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.5～5m。在混凝土温度上升阶段每2～4h测一次，温度下降每8h测一次，同时应测大气温度。为了及时控制混凝土内外两个温差，以及校验计算值与实测的差别，随时掌握混凝土温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。当发现温度差超过25℃时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止混凝土产生温度应力和裂缝。（7）要对测温时间进行重视。测温工作在混凝土浇筑完毕后开始进行，测温频率按持续20天考虑。具体安排是：前3天，每两小时测温1次；4天至8天，每4小时测温1次；9天至15天，每6小时测温1次；16天至20天，每12小时测温1次。同时应测大气温度，以便掌握基础内部温度的情况，控制混凝土内外温差在25℃以内，通过数据分析，发现问题，及时采取措施。（8）混凝土养护工作也是重点需要关注的内容。基础混凝土要采用费改保湿保温的方式进行养护，首先要的按照设计的标高进行刮平，在初凝之前用抹子抹平，及时的覆盖塑料膜防止水分出现蒸发，在终凝之后在覆盖一定的草帘进行保温，养护的时间不能少于14天。

5效益分析

风电基础大体积的混凝土浇筑技术的应用可以进一步的对整体的施工质量进行保证，同时还能对大体积混凝土施工产生的裂缝等问题进行性解决。通过科学的组织和管理，可以让整体工程的社会效益和环境效益出现明显的增加。风电基础大体积混凝土浇筑技术与其他同类工程的方法相比，还存在着一定的差异性，能够缩短工期，取得较为良好的效益。风电出大体积混凝土浇筑技术的发展可以为工程施工提供更多的经验，能够促进风机基础施工施工技术的整体进步和发展，为之后的风电场风机基础施工打下一定的技术基础。

6结语

综上所述，通过对相关的实验结果和现场施工的温度控制和观测结果进行分析可以看出，该工程风机基础混凝土的强度能够达到设计的要求，并且外观的质量是比较良好的，基础环包面的平整程度也在设计的要求范围之内，砼温差也控制在25°C之内，各项指标的偏差都符合设计的要求和规范。

参考文献

[1]崔旭阳.探究风电场风机基础大体积混凝土浇筑技术[J].现代物业(中旬刊),2018(11):231.

[2]苗广威.风电工程风机基础大体积混凝土施工与质量控制[J].科技创新导报,2018(31):18-19.

[3]王现飞,蔡宇飞.风机基础施工技术[J].科技创新与应用,2018(25):157-158.

[4]邹永.风机基础大体积混凝土浇筑技术[J].科技视界,2015(4):337.

[5]陈绍峰.风力发电场工程风机基础混凝土施工方案[J].中国西部科技,2018(6):17-19.

[6]田卫祖.浅谈哈密景峡五A风电场工程基础大体积混凝土浇筑质量控制措施[J].水利建设与管理,2018(11):30-33.

作者:王德英 单位:青海华电大通发电有限公司