浅谈风电场建设工程基础质量控制要点

发表时间:2021/8/30   来源:《城镇建设》2021年3月第9期   作者:马磊
[导读] 风电场工程主要由风力发电机组、升压站、线路、建筑、
        马磊
        中国三峡新能源(股份)有限公司西北分公司,甘肃  兰州  730000
        摘  要:风电场工程主要由风力发电机组、升压站、线路、建筑、交通五大类组成。升压站一般为110KV升压站,场内集电线路为10KV或35KV线路,风场道路一般为砂砾石简易道路。风电建设工程一般规模庞大,施工周期较短且施工工艺较为复杂,涉及土建、机电等多专业,厂址往往位于偏远地区,气候和环境条件较差,同时建设中需要使用重型起吊设备,因此,建设过程较为困难。基于此,在建设过程中对施工人员的技能与经验要求较高,必须对风电建设项目施工质量予以重点管理与强化。本文旨在对风电场工程建设过程中基础质量控制要点进行总结,以期起到抛砖引玉的作用。
        关键词:工程管理;质量控制;土建质量
        1  基础开挖及地基验槽
        风机基础土质地基采用挖机直接开挖,岩石基础采用机械破碎锤开挖,禁止采用爆破开挖,在开挖至接近设计高程时,采用人工清底。土质地基开挖清理后基本可以达到设计高程及尺寸,但岩石地基因开挖破坏性、岩石裂隙等,基坑高程会有较大变化,基坑验槽容易忽视开挖遗留松散岩块清理不彻底,对地基的稳定性产生不利后果,需要高度重视。另若出现超挖情形,需具体区分情况,若为地质原因导致的超挖,建设单位可予以认可。若为承包人自身管理水平低下导致的超挖,需由承包单位承担相关损失。
        2  地基处理
        常见的风机基础地基处理类型有桩基础、地基换填、混凝土满浇筑。在一些地址条件不好的地区,甚至多种地基处理类型同时出现,质量控制尤为重要。在西北地区,有些风电场场址土质为湿陷性黄土地段,某些风机基础采用桩基础处理,桩基础又分为端承桩和摩擦桩,端承桩是在设计要求的开挖深度见到岩石基层,风机基础所有受力通过桩基础传递到岩石基层。端承桩一般桩身一般不超过25m,钢筋笼最多为3节,同一个风机基础中,桩身长度都是不同。摩擦桩是在湿陷性黄土层较厚超过25m时使用,受力靠桩身与土体之间的摩擦力,所有桩身为同一长度,钢筋笼为三节拼装。值得注意的是,摩擦桩以控制桩底标高为主,桩身达到一定深度就有足够的摩擦力,一般设计深度是统一的,设计会给定统一标高,此时成孔深度和设计深度基本统一,如果打不到标高深度就出现困难,则需要勘察报告或补勘,以设计变更的形式补勘。
        例如在某一工地混凝土灌注抗拔桩设计有效桩长为10.5米,在查阅低应变检测报告中发现实际桩长比设计少0.5~1.2米深,钢筋笼长度隐蔽资料都达到要求。现场抽查的过程中也发现上端预留锚固钢筋有切割现象,综上分析能得出实际灌注桩标高未控制正确,钻孔深度未能达到设计标高,虽然单桩抗拔试验检测抗拔承载力最终能达到设计值,但需要设计重新验算复核,方能满足初始设计要求。所以钻孔灌注桩成孔深度的控制上不光只对混凝土方量、钢筋笼验算,还需对桩身标高加以严格复核,方能对钻孔灌注桩成孔深度的准确控制。
        风机基础最好的地基是全岩石,但是在基坑开挖完成后,常会遇到开挖到设计高程后,部分地基为松散土质的情况,如果范围、深度较小,施工中常采用混凝土满浇的方法处理,但如果是松散土质在基础开挖时频繁出现,范围、深度较大时,采用混凝土浇筑的方法就很
不经济,采用过的方法就是基础换填。某项目换填采用的是砂夹石,压实度达到95%以上。在换填施工中,监理必须旁站,主要检查换填超宽范围、岩石斜面必须开挖成台阶状、换填
分层厚度、压实度现场检查。
        3  基础环的安装控制
        风机基础环为风机基础中主要安装构件,作为预埋在基础混凝土内部的钢制部分,与混凝土基础连接部位存在刚度突变,因此基础环附近的混凝土容易疲劳破坏,设计时需要特别注意。基础环表面水平度控制直接关系到风机基础上部塔筒设备安装的安全性。基础环分为基础整体环和基础鼠笼环。因为基础环水平度控制的重要性,所以需要对水平度检测做出具体要求。

基础整体环的上部连接法兰与下部承力结构为一个整体,所以基础环的水平度调节只能在基础浇筑前(最多到浇筑面达到基础环调整支座前)进行,建议进行4次-5次的检测工作,即:基础环安装验收、浇筑混凝土前、浇筑混凝土后、土建交安,还要在混凝土浇筑过程中随时监测基础环水平度的变化,特别是基础环调整螺栓隐蔽前要再次检查水平度,发现问题及时调平。基础环一般有3个调整支座,水平度调节只能通过3个调整螺丝进行,厂家要求基础环水平度检测8点以上,所以工厂加工的基础环平整度必须满足要求,否则通过现场调节是不能达到平整度要求的。基础鼠笼环的施工增加了二次灌浆工序,也就增加了再次进行水平度调整的机会,所以水平度检测阶段为:鼠笼环安装验收、浇筑混凝土前、二次灌浆前、二次灌浆后、土建交安。鼠笼环由底支座、底法兰、连接螺栓、上法兰组成,上、下法兰是成对的法兰片组成,柔性较大,法兰在二次灌浆前由12对(24个)橡胶调整螺丝支撑固定,所以水平度的检测点与调整螺丝对应,也是24个点。
        4  混凝土浇筑及养护控制
        风机基础混凝土属于大体积混凝土浇筑,浇筑时间较长,在浇筑过程中要严格控制混凝土塌落度、振捣、浇筑连续性等。混凝土入仓位置应避开基础环,使用振捣棒振捣时,避免碰到基础环。风机基础混凝土冬季施工是很多风电项目存在的情况,风机基坑的整体保温十分重要,通常的做法是采用钢架支撑,棚膜、篷布结合覆盖,使整个基础处于保温棚中,同时假设多个火炉加温,使棚内温度达到5℃以上,混凝土浇筑后的养护期还要保持温度,一般不少于5天。
        混凝土的开裂与原材料、配合比、结构尺寸、配筋、约束程度、养护条件等多种因素有关。风机基础混凝土在浇筑后或多或少都会出现裂缝,但是裂缝长度、深度、数量较多就不正常了。现场出现问题较多的情况有几种:①混凝土配合比不合理,如砂场的砂太细,混凝土级配不连续,骨料太粗,细料太细,容易引起混凝土裂缝;②收面、压光时机不当,通常要求在混凝土浇筑后马上进行收面,之后在初凝阶段再进行一次收面,裂纹情况能得到明显改善;③养护不及时或发放不当,一般在原材料较好、配合比合理时,只采用洒水养护、土工膜保水就可以满足养护要求,但是在原材料不利的情况下,就必须要求在二次收面后马上覆盖薄膜养护,避免干缩裂缝因素;④混凝土内、外温度控制不到位,一般对于风机基础混凝土,需要加强混凝土的养护和保温,控制混凝土内部结构与外界温度温差在允许范围以内,混凝土浇注后裸露表面及时喷水养护,夏季需适当延长养护时间,提高抗裂能力,冬季应适当延长保温和脱摸时间(也可使用保温摸板),在关键位置留置测温孔(不同位置、不同高度处),及早进行基础回填等。
        5  结语
        工程质量管理涉及多家单位的全方位管理工作,不同的角色管理内容也存在差异。质量控制应贯彻预防为主与检验把关相结合的原则,在项目形成的每一个阶段和每一个环节,都应对影响质量的人(员)、机(械设备)、(物)料、(方)法、环(境)因素进行控制,并对质量成果进行验证,以便及时发现问题,查明原因,采取措施,防止类似问题重复发生,使问题在工程初期得以解决,从而减少经济损失。项目管理是一个动态过程,所以围绕项目的质量控制也具有动态性。



参考文献:  1、风力发电场设计技术规范 DL/T 5383-2007      
            2、风力发电工程施工组织设计规范 DL/T 5384-2007
                3、风力发电场项目建设工程验收规程DL /T 5191-2004
                4、电力建设施工质量验收及评价规程第1部分:土建工程 DL /T 5210.1-2012
                  
作者简介:马磊(1990—),男,毕业于福州大学水利水电工程专业,大学本科学历,一级建造师(建筑工程、水利水电工程),一级造价工程师,目前从事风电工程项目管理工作。
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