淺談風電場施工中質(zhì)量通病的預防與處理

翦 武，賀俊滔

（湖南五凌電力工程有限公司，湖南 長沙410004）

0 引言

近年來，中國風電產(chǎn)業(yè)勢頭發(fā)展良好，僅2016年1至6月份，國內(nèi)便有270個項目開工建設，新增裝機1010萬kW，新增裝機規(guī)模不斷刷新歷史紀錄。然而在如此井噴的風電項目建設過程中，由于各參加單位的項目管理水平參差不齊，國家相應技術(shù)標準缺乏，致使風電場施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量通病較多。其中以土建類與電氣類問題較為突出，幾乎占總質(zhì)量問題70%，應引起重視。

1 風電場土建施工質(zhì)量通病

風電場土建工程主要包含風機基礎、箱變基礎、升壓站土建、場內(nèi)道路、場外道路。升壓站土建工程同各變電站工程類似，各單位施工經(jīng)驗豐富，國家標準規(guī)范齊全，質(zhì)量問題略少。而風機基礎、箱變基礎、場內(nèi)道路特別是山地風場的場內(nèi)道路，因存在作業(yè)戰(zhàn)線長，施工條件不佳，往往存在較多質(zhì)量問題。

1.1 風機基礎墊層

風機基礎墊層是風機鋼筋混凝土基礎與地基土的中間層，主要起找平、隔離及過渡的作用。因此，致使施工單位甚至是監(jiān)理單位放松對墊層施工的質(zhì)量監(jiān)管。殊不知墊層除上述所提作用外，還有防地基土擾動的作用，甚至風機基礎環(huán)支撐架更是直接作用于墊層預埋件上。風機基礎墊層質(zhì)量對風機基礎整體質(zhì)量起著重要作用。

風機基礎墊層起到找平的作用，厚度存在稍微不均勻?qū)儆诤侠矸懂牎５窃诂F(xiàn)場實際施工中，以某風電場為例，按照設計規(guī)范，基礎墊層厚度應為15 cm。但因在基礎清槽過程中，對場地的清理、平整工作重視不夠，致使場地坑洼嚴重，場內(nèi)高差最大達到13 cm。而在墊層澆筑過程中，施工單位通常會以最低點作為基準點，這樣會造成澆筑后的基礎墊層最大厚度15 cm，最小厚度2 cm。墊層厚薄極度不均勻，會使得墊層養(yǎng)護過程中因溫度差異大產(chǎn)生裂縫，影響基礎質(zhì)量。倘如最高點位于場地中心基礎環(huán)支撐位置，更將會對基礎環(huán)安裝的水平度造成影響。

重視風機基礎驗槽工作，對于場地清理不夠、平整度不達標的堅決不予通過驗收。對于通過驗收的基槽，可以采用打基準點的方式保證墊層質(zhì)量。即于風機中心地基土位置打入標高鋼筋，標高鋼筋露出地基表面長度為設計圖紙要求墊層厚度，再以此高程打標高至墊層模板處，確保墊層澆筑時混凝土達到各高程位置。

采用基礎中心引標高的方法，一可以確保基礎墊層厚度均勻，避免開裂；二可以保證墊整體厚度，保證基礎混凝土質(zhì)量。

1.2 風機基礎鋼筋混凝土

風機基礎混凝土均為構(gòu)成風機結(jié)構(gòu)主體的大體積混凝土。風機基礎混凝土施工對原材料、溫度、養(yǎng)護要求均高于一般混凝土。施工過程中混凝土生產(chǎn)運輸、鋼筋制安、混凝土振搗以及養(yǎng)護等各項環(huán)節(jié)的控制都直接影響混凝土成品的質(zhì)量。這些質(zhì)量問題最終將會體現(xiàn)在混凝土出現(xiàn)冷縫、溫度裂縫、混凝土強度不達標、基礎環(huán)水平度偏差上，也必將威脅到機組運行的安全。

1.2.1 原材料控制

通常在設計規(guī)范中，會對風機基礎混凝土原材料做一些硬性要求。設計方會根據(jù)各工地實際確定基礎混凝土的最大水灰比、最小水泥用量、鋼筋的各項強度值以及各添加劑用量，并會要求使用低水化熱水泥。所以在保證混凝土質(zhì)量的源頭就是在原材料的進場把關(guān)上，特別是位于偏遠地區(qū)自制混凝土的工地，對原材料的檢查、驗收、使用管理十分關(guān)鍵。

涉及風機基礎混凝土的原材料必須嚴格進行自檢、見證取樣以及報審程序。鋼筋與水泥均需要按照規(guī)范進行取樣送檢，且施工現(xiàn)場需形成鋼筋與水泥的使用臺賬，能夠清楚追溯到確保每一批鋼材每一罐水泥的源頭與去向?；炷猎牧腺|(zhì)量的控制是混凝土質(zhì)量保證的第一步也是最關(guān)鍵一步。

1.2.2 混凝土的運輸控制

風機混凝土的澆筑一般采用商混或者自制混凝土兩種方式，無論采用何種方式，為保證混凝土基礎的整體性，基礎的澆筑均應一次連續(xù)完成，基礎不能出現(xiàn)施工縫。這就要求分批次澆筑的時間間隔不得大于混凝土出凝時間。

（1）采用商混

因各風電場距城鎮(zhèn)中心距離遠，商混運距長，所以①要充分考慮到商混的供應能力能夠滿足基礎澆筑能力；②組織上需配置專人于商混站至風電場各主要路口蹲守以處理突發(fā)事件，此項措施在山地風場尤為重要，因山地風場進場道路情況復雜，部分路段甚至需要組織錯車分流；③應提前關(guān)注澆筑當日的天氣及路況信息，避免發(fā)生澆筑中斷。

（2）現(xiàn)場拌合混凝土

①需建造生產(chǎn)能力大于連續(xù)施工能力的拌合站，拌合能力不得低于單位時間所需要的1.2倍；②拌合站定期維護，并于現(xiàn)場配備拌合站主要易損配件備品備料以及相應的技術(shù)人員，以防澆筑過程中拌合站出現(xiàn)故障可以及時修復；③確保水泥、砂石骨料的備料滿足澆筑強度需要；④應對現(xiàn)場攪拌車進行檢查，在裝料前需要倉內(nèi)積水排盡，在運輸過程中嚴禁罐車向拌合物加水。

1.2.3 混凝土的施工控制

風機基礎混凝土施工的關(guān)鍵在于混凝土入倉溫度的控制以及入倉后的振搗。在夏季施工時候，降低混凝土入模溫度是最為有效的溫控措施，可以采取低水化熱水泥、冰水配置混凝土、降低骨料溫度、減少水泥用量等措施。在冬季施工時，則應優(yōu)先選用礦渣水泥，采取水泥沙石進行預熱、熱水攪拌的方式控制混凝土入倉溫度。

混凝土的澆筑應從圓心向外圍擴展，在混凝土供應有保證的情況下，進行多點同時澆筑。混凝土應注重振搗工藝，在澆筑過程中應有施工員進行盯倉，監(jiān)督作業(yè)人員進行振搗，不可漏振也不可過振。振搗宜采用二次振搗工藝，即在混凝土初凝前的適當時間，重新對混凝土進行振搗，可以提高混凝土的密實度，增加混凝土強度，消除應沉降引起的裂紋。1.2.4混凝土的養(yǎng)護控制

基礎混凝土澆筑的養(yǎng)護主要包括混凝土的保溫、保濕。養(yǎng)護的目的在于保證混凝土澆筑完成后各項指標能夠全面正常增長。到位的混凝土養(yǎng)護可以加速混凝土硬化并防止成品出現(xiàn)收縮、裂紋。應將澆筑完成后的成品當作嬰兒一樣進行保護。在正常氣溫下，應對澆筑完成后的混凝土于12 h內(nèi)完成覆蓋并保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護時先于混凝土表面覆蓋一層薄膜，再于薄膜上鋪設草簾或棉被。氣溫較高時，應撤去棉被并勤灑水降溫，氣溫低于5℃時，不可灑水，且棉被需始終覆蓋?；炷恋酿B(yǎng)護是混凝土質(zhì)量控制一項關(guān)鍵工序，但經(jīng)常被人忽視。混凝土的養(yǎng)護工作應有專人實施，專人監(jiān)督。

1.3 風電場道路

風電場道路通病主要體現(xiàn)在山地風電項目中。山地風電場建設過程中運輸量很大，隨著風機設備的陸續(xù)進場，道路優(yōu)劣會很大情況影響整體進度。

風電場道路施工單位往往不負責設備的運輸，加之山地道路復雜，設計單位進行道路設計時也未必能全盤顧及到各大件的運輸，所以在風場道路施工階段，設備運輸單位必須要有技術(shù)人員進行現(xiàn)場監(jiān)造。風電場道路主要從坡度，彎道，路面進行考慮。

（1）坡度

坡度在17%以下時，480馬力的牽引頭載重70 t（含車板重）可自行爬坡；

坡度大于17%，小于21%時，在同等條件下，要配備一臺225馬力的裝載機；

坡度大于21%時，需要2～3臺225馬力裝載機進行牽引。

（2）彎度

風電場建設中的大件運輸量是很多的，尤其是超長超寬的設備，如塔筒、葉片。因此，要求上山道路轉(zhuǎn)彎半徑必須足夠大，才能使設備通過，一般場內(nèi)道路轉(zhuǎn)彎半徑要求為16～20 m，才可滿足17.5 m長平板掛車行進時轉(zhuǎn)彎，但轉(zhuǎn)彎半徑也不能純粹地按理論計算考慮，車輛經(jīng)過彎道還要考慮超出部分的塔筒不會掃到山體；此外，使用帶后輪液壓轉(zhuǎn)向的平板運輸時，其后輪可反向轉(zhuǎn)向，對轉(zhuǎn)彎半徑的要求會降低20%。最好的做法應是讓運輸車輛進行試運，有問題時，再考慮作適當?shù)男拚?，這樣可以增加可靠性。在同時存在上坡與彎道的路況，如S彎，T形彎，U型彎，如果坡度大，應在彎道處修筑倒車平臺，大件運輸車經(jīng)過拐彎處時可以再此處調(diào)整車身角度，利于安全通行。

（3）路面

在設備大件運輸中，發(fā)現(xiàn)在整個場內(nèi)道路總有那么固定的幾個地段阻礙大件運輸，這些地方有一些共同點，主要是：

位于低洼處，排水沒有及時跟上，南方雨水多，很多低洼處會產(chǎn)生積水，排水措施未跟進會使得路基長期浸泡在水中，致使雨后即使天晴數(shù)日，也未必能夠滿足重車行進，再加上路基含水量大的情況下遭其他車輛反復碾壓，更進一步加重對路面進行破壞。在風場道路修建中，應同步進行附屬設施建設，如排水溝，排水涵管，擋土墻等，才能為大件運輸創(chuàng)造更有利的條件，更能夠減少后期的道路維護量；

有的路面基礎沒有經(jīng)過青石換填，原有的路基較軟，或者為填方時，沒有分層碾壓，這樣的道路表面看不出問題，可在經(jīng)重車開過，就會造成下陷。所以在填方路段，該分層碾壓的必須分層，該換填的必須換填。

2 風電場電氣施工質(zhì)量通病

風電場電氣施工中，主要質(zhì)量通病體現(xiàn)接地、電纜及光纜敷設、電氣安裝以及電纜頭制作等方面。

2.1 風電場接地

風電場一般周圍無高大建筑。風機特別要注意防止雷電危害。為保證雷擊和各種故障電流能夠順利的泄于大地，風機接地電阻是至關(guān)重要的。接地體的流散電阻與土壤電阻率有直接的關(guān)系，在風電設計中對風機接地的接地電阻值均要求小于4 Ω。

風機接地施工中主要質(zhì)量通病體現(xiàn)是接地材料選用以及接地扁鐵焊接上。首先，接地體和接地線應選用熱鍍鋅鋼材，也可根據(jù)需要選用銅棒、銅帶等材料。各種接地材料均需經(jīng)過嚴格的入場檢驗。

此外接地體連接扁鐵焊接時，經(jīng)常會出現(xiàn)搭接倍率不足，接地扁鐵寬度與設計不符等現(xiàn)象。對于接地扁鐵的焊接應嚴格進行隱蔽工程驗收，搭接長度不夠的，未實施三面滿焊的堅決不允許通過驗收。并需加強對作業(yè)人員的技術(shù)教育，使之認識到接地材料焊接的重要性。

2.2 電纜敷設

在風電工程中電纜是連接就地變電站的主線，起著匯流和傳輸電能的作用。在電纜敷設時質(zhì)量通病主要體現(xiàn)在電纜頭開挖、電纜頭制作以及電纜低溫敷設工藝上。

一般情況下，按照電纜覆土厚度≥700 mm、電纜下墊100 mm以上的軟土細砂。在寒冷地區(qū)，應參照冰凍線確定纜溝的開挖深度。然而在實際施工過程中，電纜溝的開挖深度經(jīng)常不能達到要求，且電纜敷設后也無軟土細沙回填。所以在電纜敷設時應嚴格執(zhí)行WH點驗收，電纜溝開挖深度滿足后才準許電纜敷設，電纜敷設完后覆蓋軟土后才準許徹底回填，從程序把關(guān)，確保電纜敷設質(zhì)量。敷設電纜前應對電纜的外觀進行檢查，重點檢查電纜鎧裝有無受擠壓變形，還要檢查外護套有無破損，以及電纜端部密封是否完好。塑料電力電纜敷設前24 h的平均氣溫和敷設現(xiàn)場的溫度均不應低于0℃，如果溫度過低，應對電纜采取預加熱措施，避免在敷設過程中電纜的護套或絕緣層因低溫產(chǎn)生開裂。

此外高壓電纜頭施工工藝不到位，也會使得電纜運行一段時間后存在絕緣故障，因此高壓電纜頭的制作也是不可忽視的問題。電纜的電壓等級越高對電纜頭施工質(zhì)量越高。因此高壓纜頭制作要選用制作時間長的技術(shù)熟練的技術(shù)工，同時嚴格按照工藝施工。

3 風電場風機吊裝質(zhì)量通病

風電機組的吊裝是整個風電場施工過程中危險性最大的一項工作。風機吊裝中出現(xiàn)的質(zhì)量問題主要是造成對風機設備的影響，其中影響最大的便是各部件高強度螺栓的力矩問題。

不同的風電廠家對其各設備的連接高強度螺栓力矩值要求均不相同，但力矩緊固方式一致，均按50%、75%、100%分三次遞進緊固。與力矩緊固的質(zhì)量通病主要體現(xiàn)為：一是吊裝單位不按照流程遞進緊固，而是一次緊固到位；二是吊裝單位所使用的力矩扳手未經(jīng)校驗，力矩對照表較真實值存在偏差，會存在松緊或過緊。

針對不按流程遞進緊固的情況，監(jiān)理單位及總包單位應抽調(diào)專人在力矩緊固時進行旁站，并要求力矩工在每打一次力矩時均用記號筆做出記號。

針對第二種情況，應在入場前對施工單位力矩扳手進行校驗，并進行區(qū)分，比如緊高扭力螺栓的扳手不可替換去緊固低扭力螺栓，即塔筒扳手不可與葉輪等扳手進行混用，以防力矩偏差。此外在每完成3臺風機力矩后重新對所有力矩扳手進行校驗，確保力矩值無偏差。

4 結(jié)語

風電工程建設存在周期短、參建單位較多等特點。本文結(jié)合山地風電及平原風電施工中易出現(xiàn)的一些質(zhì)量通病以及提出相應的處理辦法，以供同業(yè)者參考。

參考文獻：

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