摘要:中国有丰富的可再生资源,特别是风能。风能作为一种可再生资源,具有环保、节能等优点。风电工程师是发展风电的主要途径,风电工程质量的好坏决定着风电利用效率的高低,对风电发展具有良好的前景。
关键词:风电工程;风机基础;大体积混凝土;施工;质量控制;
在风电工程的风机基础施工过程中,大体积混凝土的施工质量会对风电场质量形成直接影响,所以在工程施工过程中一定要按照科学的施工工艺与合理的施工标准展开,才能保证风电工程的整体质量得到有效控制。由于大体积混凝土的施工与普通混凝土的施工相比,不仅施工过程复杂,且技术工艺要求更高,所以有必要对风电工程风机基础的大体积混凝土施工与质量控制进行深入探究,以期为同行从业者提供参考与借鉴。
一、风电工程风机基础大体积混凝土施工的技术要点
1.主要施工程序。风电工程中的风机基础与箱变施工需要严格按照施工程序进行,具体来讲应当分为如下步骤:承台施工准备—测量放线—基坑深挖—垫层混凝土施工—安装基础环—安装钢筋—安装模板—浇筑混凝土—拆除模板—混凝土后期养护—基坑回填。
2.风机基础设计。倘若风机基础位于岩石类地基之上,则应当在混凝土垫层增设滑动层。正因为在以往的设计当中没有类似要求,所以整体风电工程设计会严重忽视掉电力对于大体积混凝土所起到的约束作用。由于大体积混凝土在初期硬化过程中会产生较大的水化热,此时其浇筑体积会不断膨胀,加之后续浇筑体的温度不断下降,则体积也会缩小,此时浇筑体与地基之间因为膨胀度不统一便会出现温度应力,从而产生基础内部裂缝。所以说,在大体积混凝土的设计过程中,一定要充分考虑到岩石地基对混凝土的约束,通过滑动层的增设去减少约束。
3.基础混凝土浇筑。风电工程的风机基础混凝土选用的是商品混凝土,由混凝土搅拌车直接从拌和站送到施工现场,同时采取的是规定的配合比。然而,由于施工现场条件有限,在现场布置方面难度较高,鉴于混凝土对浇筑强度的高要求,所以在浇筑施工中应采用泵车泵送入仓的方法。同时,在入仓过程中,混凝土下料点不得超过2m,且下料需保证均匀。基础混凝土浇筑的分层厚度为30cm,上下层混凝土的浇筑时间间隔需控制在小于下层混凝土的初凝时间,此外,同一层的混凝土浇筑需要采取“中间优先,外围跟进”的原则,在顶层与地层浇筑的过程中,混凝土厚度应控制在30cm左右。混凝土浇筑部位分布着密集钢筋,因此一般会选用φ50的软轴振捣器展开振捣作业,同时要求钢筋或是模板需要控制在振捣器的振捣范围内,一般为40~60cm之间。同时,振捣器插进混凝土后,需要按照“梅花形”进行振捣,振捣过程中如果混凝土表面已翻浆,则应换位振捣。为了确保混凝土振捣质量,振捣过程需采取“快插慢抽”的手法。
二、施工质量控制的策略
风机基础工程具有规模较大及施工流程繁杂的特征。在大体积的混凝土工程范围内,风机基础工程占据了较高比例。同时,风机基础也构成了整个风电工程中的核心要点。工程质量如果要进行全面的保障,核心措施就在于妥善控制与监管混凝土施工,其中主要包含钢筋配置、裂缝控制及其他具体控制要点。
1.适当调整钢筋配置。
在风机基础施工中大体积混凝土如果未能达到有效散热的程度,则会导致较高的内部热量。因此如果要达到及时扩散混凝土热量的效果,关键在于适当调整现有的钢筋配置方式,确保混凝土内部能够呈现均匀的钢筋部分状态。技术人员在优化配置内部钢筋的具体操作中,应当做到结合配筋的差异性,并且确保钢筋率达到科学的程度,避免出现钢筋配置中的误差。如选择钢筋规格时,主要区分上下皮筋及柱板带等特殊部位的钢筋规格。对于1 m左右厚度的大体积混凝土,选择温度分布筋时必须限定钢筋直径,以达到控制钢筋规格的目的。钢筋内部散热如果要达到明显强化的效果,最好选择搭接焊的措施来进行处理,确保每根钢筋占据1 m2的面积。大体积混凝土是否能达到最佳的施工效果,取决于混凝土的收缩度、钢筋间隔距离、钢筋直径及其他相关要素。经过综合对比,运用错位分布的钢筋布置可以更好地保障效果施工质量。2.有效控制材料裂缝。(1)施工技术人员在选择水泥种类时,最好运用具有较低水化热的优质水泥作为施工材料。硅酸盐水泥与矿渣的结合物能够控制于每千克280 kJ以内的发热量,此类水泥主要包含了32.5的水泥级配。从选择水泥种类的角度来讲,关于风电基础在全面进行建设与施工时,最好运用级配较好并且粒径较大的水泥品种。(2)施工技术人员需要做到适当优化混凝土原有的配合比。通过运用优化配合比的方式,对水泥本身包含的水化热即可进行明显的降低。在多数情况下,水化热如果要成功达到降低效果,可以选择掺入粉煤灰的措施,以优化矿渣水泥的综合性能及混凝土的配置。通过运用以上的施工处理措施,可以保证达到显著减少水化热的效果,同时有效降低施工消耗水泥的总量。除此以外,要做好浇筑混凝土的实时性施工操作控制,并且记录完整的浇筑操作流程,确保达到最佳的施工材料搅拌效果。(3)如果有必要将减水剂适当掺入现有的混凝土材料,关键在于有效控制水灰比及水泥用量等参数。与此同时,混凝土本身的坍落度也应达到灵活控制的效果,确保维持不变的水份掺入总量。在控制水化热的过程中,可以选择掺入特定种类的减水剂,然而必须谨慎控制掺入比例及掺入量。在此基础上,水化热才能被控制在最佳限度内,不至于超出最大水化热限度。对其他种类的外加剂也可适当掺入混凝土的内部,确保达到材料黏性与材料强度适中的效果,避免出现沉缩变形及热胀冷缩的现象。此外,控制混凝土内部的含泥量,关键在于粗骨料的正确选择。在进行各类粗骨料的筛选时,粗骨料应当保证达到最佳的骨料级配。骨料及砂石的含泥量会影响混凝土的收缩度。在很多情况下,混凝土出现变形的原因在于砂石或者骨料的含泥量较高,甚至混凝土出现裂痕或抗拉强度降低的后果。砂石材料最好限定在1%以内的砂石含泥量,最高不超过3%的砂石含泥量。在遇到较低或者较高的外界温度时,应当尽量杜绝频繁进行混凝土施工。
3.基础混凝土养护。通过全面推行混凝土养护,应达到保持混凝土的湿润度,避免出现混凝土裂痕及压实混凝土的效果。在进行养护操作时,混凝土保湿可以选择覆盖塑料薄膜的措施,以保证表层的混凝土始终达到较好的湿润度。经过压光操作与抹面操作之后,为了避免混凝土发生吹散的现象,需要运用压实的措施进行处理。在遇到炎热气候时,关键在于避免产生凝水不足的情况,因此在覆盖薄膜前就应当完成充分的浇水处理。如果风电基础施工遇到了此类现象,就需要再次将完成的薄膜覆盖于混凝土上方。并且,技术人员应当将温度计插入测温孔范围内,确保可以随时进行相应的测温处理。混凝土一旦超出了20℃的最大温度限度,必须将双层棉被或更厚的塑料膜覆盖在混凝土上方。
总之,风电场工程的风机基础工程属于典型的大体积混凝土工程,为了确保整体工程的质量,在构建基础性的风电工程设施时,必须优化建设风机基础工程。在进行施工操作时,施工人员必须严格按照特定的施工流程进行操作,同时还要推行综合性的混凝土施工监管。只有如此,风机基础才能保持较好的承受能力,保障风机正常运行。
参考文献:
[1]刘立辉.浅谈风电场工程风机基础大体积砼施工质量控制.2018.
[2]张小华.王红,风电工程风机基础大体积混凝土施工与质量控制.2019.