山地風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工技術(shù)

任杰 曾慶賀

摘 要：“十三五”期間，我國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)逐漸移向中東部及南方地區(qū)，南方地區(qū)山地較多，地形復(fù)雜，風(fēng)速低，植被茂密，風(fēng)電開(kāi)發(fā)區(qū)域大多屬于林地范圍。結(jié)合多年山地風(fēng)電工程項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)，筆者總結(jié)了山地風(fēng)電施工難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，以期為山地風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)土建施工提供借鑒指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：山地風(fēng)電;難點(diǎn);技術(shù);土建施工

中圖分類號(hào)：TM614文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2019）29-0057-03

Construction of Fan Foundation in Mountain Wind Power Plant

REN Jie ZENG Qinghe

（Sinohydro Bureau 8 Co.， Ltd.，Changsha Hunan 410004）

Abstract： During the "Thirteenth Five-Year Plan" period， China's wind power development gradually moved to the central and eastern regions and the southern region. There are more mountains in the south， the terrain is complex， the wind speed is low， and the vegetation is dense， most of the wind power development areas belong to the forest land area. Combining the construction experience of many years of mountain wind power projects， the author summarized the difficulties and key technologies of mountain wind power construction， in order to provide reference for the civil construction of mountain wind farms.

Keywords： mountain wind power;difficulties;technology;civil construction

山地風(fēng)電建設(shè)具有建設(shè)規(guī)模小、施工現(xiàn)場(chǎng)面積廣、場(chǎng)地地形復(fù)雜、道路陡峭曲折、山頂密樹(shù)叢生、巖石堅(jiān)硬密實(shí)、施工工程量大、建設(shè)工期短、施工難度大、施工地點(diǎn)偏僻、信息傳遞困難等特點(diǎn)[1]。同時(shí)，山地風(fēng)電建設(shè)過(guò)程中，由于水土保持、環(huán)境保護(hù)的監(jiān)管加強(qiáng)，道路工程投資不斷增加，現(xiàn)場(chǎng)施工管理難度增加，征租地協(xié)調(diào)難度增大。

1 施工難點(diǎn)

1.1 地理位置偏僻，自然條件惡劣

山地風(fēng)電場(chǎng)地理位置都比較偏僻，場(chǎng)地地形復(fù)雜，自然條件相對(duì)惡劣，交通不便，施工物資及人員進(jìn)出很不便利。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)基本位于山頂、山坡等處，施工道路路徑長(zhǎng)且蜿蜒曲折。山地地質(zhì)條件變化大，自然災(zāi)害多，對(duì)風(fēng)電施工極為不利[2]。

1.2 施工位置分散，地形復(fù)雜

風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)設(shè)計(jì)中考慮風(fēng)機(jī)尾流的相互影響，風(fēng)機(jī)的水平距離需達(dá)到3～5倍塔高（塔高80m以上），一般的風(fēng)電場(chǎng)占地區(qū)域便有幾平方千米，大型風(fēng)電場(chǎng)甚至有幾百平方千米。施工區(qū)域的擴(kuò)大，給施工及管理都帶來(lái)難度。同時(shí)，風(fēng)場(chǎng)內(nèi)地形地貌復(fù)雜多變，山地道路陡峭彎曲，施工機(jī)械從一個(gè)風(fēng)機(jī)位轉(zhuǎn)場(chǎng)到另一個(gè)風(fēng)機(jī)位存在很大困難。

1.3 征租地協(xié)調(diào)難度大

目前，山地均承包給個(gè)人或當(dāng)?shù)亓謭?chǎng)，一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)均需跨越幾個(gè)村鎮(zhèn)，征租地協(xié)調(diào)工作量大。一些工程項(xiàng)目提前開(kāi)發(fā)，在尚未完成全部征租地的情況下就必須進(jìn)場(chǎng)施工，常常因征租地協(xié)調(diào)問(wèn)題造成工程臨時(shí)停工或延誤。

2 山地風(fēng)力發(fā)電機(jī)組土建施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 臨建設(shè)施建設(shè)

臨建設(shè)施主要包括鋼筋加工廠、混凝土拌和系統(tǒng)、生活營(yíng)地、修理廠和倉(cāng)庫(kù)等。風(fēng)機(jī)一般都建在山頂或山脊處，相鄰風(fēng)機(jī)距離較遠(yuǎn)，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分布比較分散。為便于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)各工序施工，減少原材料及中間產(chǎn)品的運(yùn)輸距離，臨建設(shè)施需要布置在合理的位置（盡量均衡到所有風(fēng)機(jī)的運(yùn)輸距離），確保鋼筋、混凝土等材料較短的運(yùn)輸距離及施工作業(yè)人員較短的時(shí)間內(nèi)上、下班，適當(dāng)減少成本投入。

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分布比較分散，為盡可能地減少到各個(gè)風(fēng)機(jī)的距離，臨建設(shè)施應(yīng)盡量布置在風(fēng)電場(chǎng)的中心位置。布置前全面了解風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)地形、布置條件等。布置時(shí)還應(yīng)考慮與場(chǎng)外道路及場(chǎng)內(nèi)道路的連接，方便鋼筋、砂、石、水泥等原材料的進(jìn)場(chǎng)以及加工好的成品材料運(yùn)到每個(gè)風(fēng)機(jī)位置。

可根據(jù)風(fēng)機(jī)的分布情況將若干臺(tái)風(fēng)機(jī)分為一批（一般為10～12臺(tái)），每批風(fēng)機(jī)配置一套施工班組，在本批風(fēng)機(jī)附近建設(shè)相配套的鋼筋加工廠、營(yíng)地、倉(cāng)庫(kù)等臨建設(shè)施。

拌和系統(tǒng)和材料運(yùn)輸成本較高，若條件允許，可優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)氐纳唐坊炷?，若無(wú)商品混凝土，可在風(fēng)電場(chǎng)適當(dāng)位置建設(shè)滿足施工要求的混凝土拌和系統(tǒng)。根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的進(jìn)度要求、施工強(qiáng)度、到達(dá)不同風(fēng)機(jī)的運(yùn)輸距離等確定拌和系統(tǒng)的型號(hào)、混凝土攪拌運(yùn)輸車配置數(shù)量等。

2.2 道路施工

道路運(yùn)輸主要是指場(chǎng)內(nèi)道路運(yùn)輸。場(chǎng)內(nèi)道路將所有風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)串聯(lián)起來(lái)，是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)建筑材料運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵，同時(shí)也是塔筒、葉片、機(jī)艙和輪轂等安裝設(shè)備的運(yùn)輸線路。生產(chǎn)運(yùn)行期間，保證風(fēng)機(jī)檢修、維護(hù)工作正常進(jìn)行是整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的關(guān)鍵。場(chǎng)內(nèi)道路建設(shè)在縮短運(yùn)輸距離、減少道路建設(shè)長(zhǎng)度、降低工程成本的同時(shí)還需要考慮塔筒、葉片等大件設(shè)備運(yùn)輸時(shí)對(duì)道路的縱坡坡比、轉(zhuǎn)彎半徑、路面起拱弧度及路基承載力等的要求。

道路施工會(huì)不同程度地破壞山區(qū)林地，因此應(yīng)滿足國(guó)家和地方環(huán)境保護(hù)及水土保持的要求，同時(shí)防止因施工造成的地質(zhì)災(zāi)害。

2.2.1 道路設(shè)計(jì)。優(yōu)先選擇已有道路，根據(jù)設(shè)備運(yùn)輸對(duì)道路的要求對(duì)已有道路進(jìn)行擴(kuò)建、加固。為保證風(fēng)機(jī)塔筒、葉片等重要設(shè)備的運(yùn)輸，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮道路的縱向坡度、轉(zhuǎn)彎半徑、承載力和路面縱向起拱弧度等。

新建道路盡量少占用耕地、林地。道路修筑過(guò)程中應(yīng)當(dāng)做到不損壞、侵占耕地、林地等有限資源。若需臨時(shí)使用的，應(yīng)在施工完成后進(jìn)行恢復(fù)。

2.2.2 道路施工。根據(jù)測(cè)量放線對(duì)道路原始地形進(jìn)行清表，采用反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行土方開(kāi)挖，裝自卸汽車運(yùn)輸出渣。石方開(kāi)挖采用松動(dòng)爆破，預(yù)防飛石、拋石。修整邊坡及接近路基時(shí)采用液壓破碎錘開(kāi)挖，同時(shí)挖掘機(jī)配合裝車出渣。

填方路段施工前先進(jìn)行擋墻施工。

山地風(fēng)電各個(gè)風(fēng)機(jī)分布比較分散，為能達(dá)到部分風(fēng)機(jī)先完成施工并投入生產(chǎn)運(yùn)行，施工前先將整個(gè)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行分區(qū)分片，按片區(qū)組織施工，合理安排施工順序，增加施工班組。不同片區(qū)內(nèi)按照工序流水作業(yè)組織施工。

為加快施工進(jìn)度，道路施工期間可先進(jìn)行路基施工，路基形成后即可進(jìn)行風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)土建施工和風(fēng)機(jī)機(jī)組吊裝，最后再進(jìn)行路面施工。但道路的壓實(shí)度、轉(zhuǎn)彎半徑、弧度等必須滿足相應(yīng)運(yùn)輸要求。

2.3 山地風(fēng)電場(chǎng)土建施工

山地風(fēng)電場(chǎng)土建施工涉及多項(xiàng)內(nèi)容，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工根據(jù)場(chǎng)內(nèi)道路的進(jìn)展情況逐步進(jìn)行。為節(jié)約工期，應(yīng)與場(chǎng)內(nèi)道路一起分片分區(qū)逐步施工。

2.3.1 土石方開(kāi)挖及回填。土石方開(kāi)挖及回填是山地風(fēng)電場(chǎng)土建施工的重要內(nèi)容，必須予以重視。

2.3.1.1 土石方開(kāi)挖。山地風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)承臺(tái)及吊裝平臺(tái)開(kāi)挖均以石方為主，石方開(kāi)挖以液壓震動(dòng)破碎錘為主，爆破開(kāi)挖為輔，人工清理基底。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)開(kāi)挖安排在相應(yīng)安裝平臺(tái)開(kāi)挖基本成形后進(jìn)行，山地風(fēng)電場(chǎng)石方爆破開(kāi)挖均采用手風(fēng)鉆淺孔小藥量爆破，開(kāi)挖渣料采用反鏟從基坑內(nèi)撈至基坑外，后用推土機(jī)推渣至平臺(tái)回填區(qū)。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)底板開(kāi)挖預(yù)留30cm保護(hù)層，采用炮桿撬挖的方式達(dá)到設(shè)計(jì)開(kāi)挖面，確實(shí)需爆破的必須采用淺孔少藥量的保護(hù)層開(kāi)挖，以保證基面的巖石完整，基面驗(yàn)收前將松動(dòng)巖塊撬干凈再進(jìn)行驗(yàn)收。

2.3.1.2 土石方回填。土石方填筑應(yīng)由最底部位開(kāi)始，自下而上水平分層鋪填，分層壓實(shí)填筑，填筑面狹窄處采用人工夯實(shí)。壓實(shí)土層不應(yīng)出現(xiàn)漏壓虛土層、平松土、彈簧土、剪切破壞和光面等不良現(xiàn)象。

2.3.2 基礎(chǔ)環(huán)吊裝。根據(jù)圖紙要求，進(jìn)行預(yù)埋件施工，保證預(yù)埋件上表面在同一水平面上;支撐現(xiàn)場(chǎng)焊接牢固，支架立柱與預(yù)埋鋼板焊接牢固;基礎(chǔ)底層鋼筋安裝前，先安裝基礎(chǔ)環(huán)支架，然后綁扎底層鋼筋，再將調(diào)節(jié)螺栓與基礎(chǔ)環(huán)相連，利用汽車吊將基礎(chǔ)環(huán)吊入基坑，放置在支架上;基礎(chǔ)環(huán)可靠放置后，確定門的方向符合要求，將調(diào)節(jié)螺栓與基礎(chǔ)環(huán)支撐牢固焊接，然后將水平尺放置在基礎(chǔ)環(huán)法蘭面上，調(diào)節(jié)下部調(diào)節(jié)螺栓，初步將基礎(chǔ)環(huán)調(diào)水平。

鋼筋綁扎至基礎(chǔ)環(huán)附近前進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)精確調(diào)平，采用兩臺(tái)檢驗(yàn)合格的精密水準(zhǔn)儀互成90進(jìn)行觀測(cè)，基礎(chǔ)環(huán)上觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)不少于6個(gè)，并均勻分布，采用千斤頂人工輔助調(diào)節(jié)，不允許使用蠻力;通過(guò)調(diào)節(jié)基礎(chǔ)環(huán)下部的調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)調(diào)平，調(diào)平后的基礎(chǔ)環(huán)水平度應(yīng)不超過(guò)±0.5mm，調(diào)平后將螺母全部擰緊;基礎(chǔ)混凝土澆筑前再以同樣方法進(jìn)行觀測(cè)，若誤差超過(guò)要求則須重新進(jìn)行調(diào)整;混凝土澆筑應(yīng)分層進(jìn)行，均勻上升，防止泵送混凝土對(duì)基礎(chǔ)環(huán)造成沖擊，混凝土振搗時(shí)應(yīng)防止振搗器沖擊基礎(chǔ)環(huán)。

2.3.3 鋼筋制作與安裝。符合要求的鋼筋運(yùn)至加工場(chǎng)后，按圖紙要求進(jìn)行加工。采用隨車吊汽車運(yùn)至風(fēng)機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)。鋼筋安裝主要采用人工現(xiàn)場(chǎng)安裝，鋼筋安裝后其內(nèi)部尺寸、鋼筋間距、高程、綁扎、接頭等質(zhì)量等符合設(shè)計(jì)要求。

2.3.4 模板制作與安裝。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)模板采用定型鋼模板，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行加工，模板數(shù)量根據(jù)工程量及工程進(jìn)度要求確定。定型鋼模板可重復(fù)使用。模板之間采用螺栓進(jìn)行連接。為防止脹模、跑模等現(xiàn)象，模板外側(cè)使用鋼絲繩進(jìn)行加固，并用木方進(jìn)行支撐。

模板與鋼筋之間的保護(hù)層用預(yù)制混凝土墊塊，墊塊強(qiáng)度必須不低于該部位混凝土強(qiáng)度，并在預(yù)制時(shí)在預(yù)制塊內(nèi)預(yù)埋扎絲，以便固定，施工時(shí)不會(huì)發(fā)生脫落。混凝土澆筑后及時(shí)拆除模板，以提高模板的周轉(zhuǎn)率，為后續(xù)工作創(chuàng)造條件。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范規(guī)定要求后，方可拆除模板。

鋼模板拆除后，清除殘留灰漿和附著的混凝土，清除時(shí)嚴(yán)禁用鐵錘敲擊。清理好的鋼模板刷脫模劑，及時(shí)補(bǔ)刷模板背面后邊肋上脫落的防銹漆。模板配件使用后及時(shí)清理檢查和整修，不能修復(fù)的挑出報(bào)廢。模板及配件由專人保管和維修，存放時(shí)均按規(guī)格、種類分別整齊堆放。

2.3.5 混凝土?；炷潦┕ど婕?個(gè)方面，下面一一進(jìn)行分析。

2.3.5.1 原材料及配合比。混凝土原材料包括水、水泥、粗細(xì)骨料、摻和料及外加劑等。選用品質(zhì)有保證的原材料生產(chǎn)廠家，出廠材料應(yīng)配有出廠合格證。材料使用前進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，確保材料符合設(shè)計(jì)要求。按要求進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)，將配合比報(bào)告報(bào)送監(jiān)理審批。

2.3.5.2 混凝土拌和?；炷涟韬桶匆褜徟呐浜媳冗M(jìn)行，不得隨意變更。若確實(shí)需要變更的必須經(jīng)過(guò)監(jiān)理批準(zhǔn)。可根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件選擇采用商品混凝土或自拌混凝土。拌和系統(tǒng)必須滿足連續(xù)供應(yīng)及強(qiáng)度要求，所儲(chǔ)備的原材料必須滿足至少一臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土澆筑用量。同時(shí)，須配備應(yīng)急電源。

2.3.5.3 混凝土運(yùn)輸。采用混凝土攪拌車運(yùn)輸。根據(jù)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)至拌和站的運(yùn)距、路況、澆筑強(qiáng)度等合理安排攪拌車數(shù)量。混凝土裝車時(shí)必須考慮施工道路的縱坡比，防止運(yùn)輸過(guò)程中因混凝土裝得過(guò)滿而從車斗內(nèi)溢出。

2.3.5.4 混凝土入倉(cāng)。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土要求一次性澆筑，質(zhì)量要求高，澆筑施工強(qiáng)度大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，混凝土入倉(cāng)一般采用汽車泵入倉(cāng)、溜槽應(yīng)急相結(jié)合的方式;為保證連續(xù)施工，現(xiàn)場(chǎng)備用1臺(tái)混凝土泵車，保證在混凝土澆筑期間泵車臨時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)泵車可立即投入使用;混凝土入倉(cāng)可采用從外向內(nèi)或從內(nèi)向外的方法層層推進(jìn)，混凝土鋪料厚度不超過(guò)50cm，模板附近混凝土入倉(cāng)時(shí)應(yīng)距模板一定距離，防止混凝土對(duì)模板造成沖擊。

2.3.5.5 混凝土澆筑。根據(jù)澆筑部位鋼筋分布情況，采用直徑70mm（局部鋼筋密集部位采用直徑50mm）的軟軸振搗器進(jìn)行振搗，振搗嚴(yán)格按照相關(guān)要求施工。每個(gè)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土采取連續(xù)施工，一次性澆筑完成，確保整體質(zhì)量?；A(chǔ)混凝土澆筑到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，表面應(yīng)抹光壓實(shí)，基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)部向排水管流水坡抹光壓實(shí)。

2.3.5.6 混凝土雨季施工。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土澆筑若安排在雨季，應(yīng)避開(kāi)雨天?；炷翝仓绊氄莆瘴磥?lái)3d的天氣預(yù)報(bào)，并配備塑料布等防雨用具，做好防雨措施，保證澆筑施工連續(xù)進(jìn)行，對(duì)已澆筑完成部位及時(shí)覆蓋。同時(shí)，配備裝載機(jī)、挖掘機(jī)等，做好道路的修整及對(duì)混凝土運(yùn)輸車的牽引。

2.3.5.7 混凝土的溫控措施。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)為大體積混凝土，為防止產(chǎn)生溫度裂縫，應(yīng)采取有效措施：合理安排混凝土澆筑強(qiáng)度，采用薄層澆筑，并確?；炷琳駬v密實(shí);利用夜間低溫時(shí)段進(jìn)行混凝土澆筑;在混凝土初凝后、終凝前做好二次抹面，在終凝前用塑料薄膜加保溫被覆蓋7d后拆除，利用混凝土自身水化熱蓄熱保濕保溫，氣溫在0℃以下不得灑水養(yǎng)護(hù)。

2.3.6 預(yù)埋件施工

主要包括電纜管、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)接地、光纜管及其他埋件，埋件材料規(guī)格等必須符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。

施工時(shí)，按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行精確放點(diǎn)，采取鋼筋焊接定位;施工完成后須進(jìn)行復(fù)測(cè)，保證埋件的高程、位置、平整度等滿足要求;在基礎(chǔ)環(huán)周圍或上部預(yù)埋時(shí)，須保護(hù)基礎(chǔ)環(huán)涂層;接地焊接質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求，并做好防腐;小件埋件（沉降觀測(cè)、測(cè)溫計(jì)、箱變埋件等）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诩庸ぼ囬g制作，現(xiàn)場(chǎng)焊接或固定在相應(yīng)位置上，大件埋件須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接，預(yù)埋管材須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸進(jìn)行測(cè)量后進(jìn)行下料。

3 結(jié)語(yǔ)

山地風(fēng)電場(chǎng)施工受自然因素影響較大，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)基本位于山頂、山坡等處，尤其對(duì)道路運(yùn)輸不利，輕則造成工期延誤，重則因混凝土無(wú)法連續(xù)澆筑而造成基礎(chǔ)承臺(tái)報(bào)廢，或因自然災(zāi)害導(dǎo)致塌方造成機(jī)械設(shè)備受損或?qū)κ┕と藛T造成人身傷害。

施工管理重點(diǎn)管控現(xiàn)場(chǎng)的工程安全、質(zhì)量、進(jìn)度。一是做好項(xiàng)目前期的施工組織和前期策劃;二是加強(qiáng)施工組織設(shè)計(jì)及專業(yè)方案的審批;三是加強(qiáng)征地協(xié)調(diào)工作的配合;四是加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理;五是加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理;六是加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)度管理;七是文明施工等。其中，安全、質(zhì)量、進(jìn)度管理是工程履約的重點(diǎn)，也是開(kāi)拓后續(xù)市場(chǎng)的重要前提，應(yīng)配備專業(yè)人員進(jìn)行管理，發(fā)揮其專業(yè)技術(shù)管理能力，提高工程質(zhì)量，做好安全管理，保質(zhì)保量地按期完工。同時(shí)，應(yīng)積極配合建設(shè)各方的組織協(xié)調(diào)，使得設(shè)備供貨、征地進(jìn)度、資金到位、施工圖到位等滿足現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度要求。

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