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1工程概況
青海省海南州風電場項目(標題簡稱為海南州風電場項目)位于青海省海南藏族自治州共和縣境內,屬于青海省特高壓外送基地電源配置項目,場址區海拔在2979—3189m,是典型的高原大陸性氣候,大氣稀薄,干旱少雨,光照時間長,太陽輻射強,氣候溫良寒冷。場地巖土種類較多,以粉土層、粉細砂層、中粗砂層、礫砂層、卵石泥為主,分布不均勻,性質變化較大,地基復雜。工程裝機規模為300MW,布置117臺風機機組,其中100臺2.5MW風機機組,17臺3MW風機機組,每臺風機設置1座箱式變壓器,采用35kV架空線路通過12回線路將電力輸送至北側那仁330kV升壓站。
2施工中的關鍵技術及控制措施
本工程混凝土澆筑總量約8萬m³,單臺風機基礎直徑為18.4—21.8m,混凝土澆筑量520—688m³,屬于大體積混凝土。根據合同要求,結合施工進度,項目要克服晝夜溫差大、大體積混凝土土澆筑防裂,冬季施工困難大等難點,合理布置混凝土拌合系統,優化運輸路線,保證風機混凝土質量是施工難點。根據現場情況,項目配置的拌合系統生產能力為150m³/h,澆筑能力3萬m³/月,集中布置2座強制式拌合站,其中1座拌和樓按照冬季施工配置,冬季預熱混凝土生產能力不低于60m³/h。
2.1關鍵施工技術
風機基礎施工工藝流程:定位放線→土方開挖→清基(地基處理)→預埋電器套管安裝→墊層(預埋件安裝)→錨籠環安裝→鋼筋安裝→模板安裝→混凝土澆灌→拆模及養護→回填及吊裝平臺施工。風機基礎混凝土主要采用混凝土攪拌車運輸,混凝土汽車泵泵送入倉,每個風機基礎澆筑倉面配置2臺混凝土泵車,插入式搗器聯合搗實的方式澆筑。
2.2控制措施
2.2.1大體積混凝土控制(1)溫度控制措施。對于風機基礎混凝土部位,施工中的溫控尤為重要,混凝土澆筑時可采取一定的溫控措施,如降低混凝土的水化熱溫升,可以選用水化熱低的水泥;改善混凝土骨料級配,加優質的摻和料減少單位水泥用量;在保證混凝土性能指標的前提下,盡可能減少水泥用量,從而降低水化熱溫升。加強混凝土施工過程中的溫度監測,重點把控好混凝土出機口溫度與現場澆筑溫度之間的關系,加強已澆混凝土表面及內部溫度的監測。(2)風機基礎測溫孔布置。在基礎澆筑前在基礎內埋設測溫儀或預留測溫孔,測溫孔應布置于基礎比較深厚的部位,測溫孔深度宜在墊層以上30cm為宜,每個測溫孔應在底部、中部、上部各放置1個,上部應深入基礎30cm,測溫孔通過預埋PVC材質穿線套管來設置,每個基礎布置3—5個測溫孔,且應避開基礎環及電纜套管。風機基礎測溫孔布置圖如圖1所示。(3)測溫方法。測溫采用電子測溫儀或測溫計直接讀取數據。養護期間前3天每2小時測溫1次,第4天以后每4小時測溫1次,當混凝土內外溫差小于10℃時停止測溫,一般需測14天。在測溫的同時,做好測溫記錄,在測溫過程中,如發現溫差過大,及時增減保溫設施材料,控制大體積混凝土中心溫度與表面溫度之差小于25℃以內。根據測溫記錄,繪制出孔位的中部溫度和上部溫度變化曲線,以便準確推算溫度變化趨勢和檢查測溫記錄的真實性。當混凝土內外溫差小于25℃、混凝土表面與保溫層外溫差小于20℃且降溫趨于穩定時停止測溫。
2.2.2混凝土防裂措施混凝土配合比設計和混凝土施工過程中要保證混凝土設計所必需的抗拉強度、施工勻質性指標和強度保證率,優先選用熱膨脹較低的砂礫石料,采用發熱量低的中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥,選擇較優骨料級配和外加劑。控制混凝土自身體積變形:采用低熱微膨脹水泥,內含及外摻MgO水泥混凝土。防止混凝土裂縫在施工方面的措施:合理安排混凝土施工工序和施工進度;合理安排混凝土澆筑時間并及時養護;混凝土嚴格按照施工配合比進行拌合。
2.2.3冬季施工措施本工程冬季施工措施主要指混凝土生產、運輸、澆筑和養護等過程中的加熱及保溫設施。冬季施工要準備好多種冬季預熱設施,采取多項預熱方法。下面主要講述保證混凝土施工中溫度的措施。冬季混凝土生產及施工過程中存在熱量損失,使澆筑溫度遠低于拌制時的混凝土溫度,其熱量損失過程框圖如圖2所示。從圖2可知,冬季混凝土生產及施工過程中的溫度主要從2個方面保證,一是提高混凝土拌制出機口溫度,二是減緩混凝土在轉運、澆筑、養護等過程中的熱量散失。本工程采取的保證冬季混凝土澆筑溫度的設施主要有:預熱拌和站和澆筑供熱保溫棚以及其他輔助設施保溫。(1)預熱拌和站采用電暖風機、鍋爐蒸汽(2個3t鍋爐)等設施加熱砂石骨料溫度,骨料倉暖氣排管上下間隔1.5m布置,采用鍋爐加熱拌和用水溫度,同時用暖氣管提高各封閉車間內的環境溫度,暖風機提高混凝土出機口溫度。(2)澆筑供熱采用綜合蓄熱法:每個倉面供熱時間不小于48h,采用裝配式保溫棚結構,用蓄熱式電暖器、燃油暖風機(每個倉面2個)等加熱保溫棚內環境溫度,澆筑倉面搭設保溫棚燃油暖風機,同時在澆筑泵車入料口位置設置保溫棚,項目工程經過前期策劃,劃分為3個工區,按照冬季施工完成30臺機位,每個工區需配置5套倉面保溫棚,共計15套,另外備用1套,避免周轉時破損。(3)其他輔助設施保溫:混凝土運輸罐車、管道、泵車泵管等采用鋪設電伴熱帶、鋪貼保溫材料等措施保溫。
3質量保證措施
3.1混凝土外觀質量保證措施
混凝土外觀質量措施主要包括:保證混凝土表面平整度、垂直度和光潔度;控制混凝土表面蜂窩、氣泡、麻面、錯臺、掛簾的出現;防止表面裂縫的出現;保持表面混凝土顏色一致。
3.1.1保證表面平整度和光潔度保證混凝土表面平整度和光潔度,使用優質的模板和合理的施工工藝是關鍵。模板剛度是保證混凝土表面平整度的充分條件,模板在重復使用前應進行平整度校準,對變形過大的模板停止使用。
3.1.2控制表面露筋、空洞、冷縫、夾砂、松頂等現象根據澆筑部位鋼筋密集程度選擇合理的混凝土配合比、級配,采取合理的入倉方式,混凝土入倉后立即振搗,避免倉面混凝土堆積。振搗時,以混凝土泛出浮漿、無明顯氣泡冒出且不顯著下沉為準,防止振搗器直接沖擊模板和埋件,以免造成模板損壞和埋件移位等現象。為減少混凝土表面錯臺、漏漿等現象,可以在模板與模板之間采用厚1cm海綿條嵌縫,保證模板結合處不留縫隙。
3.2混凝土結構控制
加強混凝土澆筑的過程控制,隨時進行模板變形監測,發現模板變形及時調整。混凝土澆筑每上升1塊模板格進行1次模板安裝和校核,并隨時檢查模板連接螺絲連接是否良好,以有效防止錯臺缺陷發生。
3.3原材料質量控制
為保證混凝土表面顏色一致,水泥及外加劑品種可選用同一廠家的產品,脫模劑的選擇也盡量是同一類型的。此外,施工過程中對已澆筑好的永久外露面采取有效的保護措施,避免油污對外觀顏色的影響或其他硬物對外觀的磨損、破壞。
4結語
風力發電基礎的質量控制是整個風機正常運行的關鍵所在,控制好風機基礎的施工質量就是控制好整個工程的關鍵。在高海拔地區面對復雜的自然條件、氣象條件,抓住關鍵工序的質量控制,才能保證風機基礎的施工質量。
作者:陳淑 于小梅 單位:中國水利水電第十一工程局有限公司