风电工程风机基础大体积混凝土施工与质量控制.pdf
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1、 第 4 6卷第 7期 2 0 1 0年 7月 一 时 肃 水 利 水 电 技 术 G a ns u W at e r Co n s e r v a nc y a n d Hy d r o po we r Te c hn o l o g y VoI _ 4 6 No 7 J u 1 , 2 0 1 0 施工技术 风电工程风机基础大体积混凝土施工与质量控制 舒 华 ( 中国水电顾 问集团 中南勘测设计研究院 , 湖南 长沙4 1 0 0 1 4 ) 摘要 : 介绍了风力发电工程 中基础施工的工艺特 点, 并结合 工程 实例 阐述 了风力发 电工程机组地基施工 中大体积混 凝土施 工需要注意的问题
2、 , 以及 为了保证施 工质量采取 的措施和对策。 关键词 : 风电_T - 程 ; 风机基础 ; 质量控制; 大体积 混凝 土 中图分类号 : T V 5 4 4 t 9 1 文献标识码 : B 由于世界能源的日益紧张, 各国不可再生资源开发的局 限性 , 制约着各国经济的快速发展 , 所 以可再生能源的开发 利用成 了各国竞相发展 的方 向。我国风能资源丰富 , 具有 良 好 的开发前景 。 国家发改委 、 能源局从 2 0 0 3 年开始在全 国范 围内组织开展风电建设前期工作 。近 5 a 来 , 世界风能市场 每年 以 4 |0 的速度增长 , 同时中国的风力发电量也有 了快速 的增
3、长 , 风 电机组遍及 2 O多个省 、 自治 区。2 0 0 9年底 , 全国 ( 不含港、 澳 、 台) 风 电并 网运行总容量达 1 7 6 7万 k W, 风电 装机容量世界排名南 2 0 0 8 年 的第 4名升至第 3 名 。而风能 作为一种可再生能源 ,有着诸多其他能源不可比拟的优点 , 正逐渐成为 了新能源的发展重点。 1 工 程 概 况 神池风电场一期工程位于山西省神池县 的东南部 , 靠近 神池县城 , 升压变电站离神池县城约 2 k m, 整个风电场东到 二道沟河猴儿 L L I , 南到羊栅 以与宁武县界为界 , 西到杨家坡 与沙沟子 , 北到荣庄子东侧 , 整个 风电
4、场呈条状分布 , 地 面高 程 l 6 o o 一 2 1 5 5 IT I 。 神池风电场一期工程装机 4 8 MW, 共安装 2 4台湘电风 能有 限公 司生产 的 Z 7 2 2 0 0 0风力 发电机组 。通过 3回 3 3 k V集电线路送入 1 1 0 k V升压变电站 , 并通过该升压变电站 和 2回 t 1 0 k V接人系统 。本 1 1 0 k V升压变 电站是本风 电 场的升压 站 , 同时也是神池风电场( J 1 ) 的升压站 , 通过 4回 3 3 k V集电线路送入 1 1 0 k V升压变电站。神池风电场实测 完整年湍流强度为 0 1 1 , 1 0 m高度威布尔
5、( We i b u l 1 ) 分布参 数 k 值为 1 8 3 、 c 值 为 1 0 1 2 。神池风电场采用的机组应满足 高于 f c 类风电机组 的要求。 神池风电场一期工程风机基础工程的施工内容为: ( 1 )风机基础及箱变的施 工。 包括风机重力 式现浇钢筋 混凝土基础浇筑; 基础预埋件( 接地网、 管件、 基础环、 电缆管 等 ) 安装 ; 箱变 的砌 筑 ; 基础土石方开挖 、 施工后 土石方 回填 等 ; ( 2 )为实施上述工程 而进行的其他相关辅助工程。 包括 施工临时住房, 就近租用当地居民住所, 材料仓库及钢筋加 工 场、 维修 厂布设在升压站 内, 占地 4 0
6、0 m ; 施工 用电 由现 场施工用电采用 2台柴油发电机组供 电; 施工用水 由现场采 用 2台 8 m 3 蓄水车从县城拉至现场使用。 2 风机基础及箱变主要施工程序 承台施工准备一测量放 线一 基坑开挖一垫层 混凝 土施 工一 基础环 安装一 钢筋 加工 安装一 模板 安装 一混 凝士 浇 筑一拆模一混凝土养护一基坑回填 。 3 风机基础施工 风机基础 的特点是 : 支撑高耸结构物 的独立基础 , 机组 支撑塔筒高度一般在 4 0 8 0 m; 其顶部装有较大垂向机组荷 载可达 6 O 9 0 t ; 侧向又具有较大的风荷载作用。 而我国多数 风力机组在近几年开工建设 , 由于各施工
7、队安装施 工技术积 累不够, 加之各风电施工现场往往气候环境恶劣 , 相邻风机 问距均较大, 作业面广, 使得机组地基施工困难, 常造成地基 施工质量良莠不齐, 严重影响了风机的正常安全运行 , 基础 混凝土地基施工工艺成 了保证风力发 电机组能否正常运行 的重要影响因素。要求基础地基具有较高的承载能力 、 抗变 形能力和抗倾覆能力。 4 大体积混凝土温度变形产生的原 神池境域属温带大陆性季风气候。其主要特征是: 冬季 漫长而寒冷。 春季干旱且多风, 夏季温和无酷暑 , 秋季凉爽多 连雨。气候寒冷多变, 年平均气温 4 7 a C , 1 月最冷, 平均气 温 1 3, 7月最热 , 平 均
8、1 9, 年平 均降水量 为 4 8 7 m i l l , 年平均日照时数为 2 8 1 6 7 h , 元霜期平均 1 1 0 d 。境内常年 多刮偏西风, 年平均风速4 1 m s 。1 义井 7 0 m测风塔平均 湍流强度为 O 1 2 6 。其天气对大体积混凝土影响较大。 风机基础多数属于大体积混凝土施工。 水泥水化热是基 础大体积混凝土中的主要温度因素。水化热温升常达 3 0 5 5, 混凝土在硬化过程中, 由于水泥水化作用, 使得最初几 天产生大量的水化热。混凝土降温值= 温度+ 水化热温升值一 环境温度。其中温升值的影响因素主要有水泥品种和用量、 用水量、 大体积混凝土的散热条
9、件( 主要包括浇筑方法、 混凝 土厚度、 混凝土各表面的能力和其它降温措施) 等。 收稿 日期 : 2 0 1 0 0 6 0 9 作者简介: 舒华( 1 9 7 8 一 ) , 男, 湖南沅陵人, 工程师, 主要从事水利水电工程设计。 6 2 - 第 7 期 舒华 : 风 电工程风机基础大体积混凝土施工与质量控 制 第 4 6 卷 由于混凝土导热不 良,热量累积, 从 而引起 混凝土温度升 高和体积膨胀, 使风机基础大体积混凝土中心的水化热升温 随壁( 或板 ) 厚增加而增加。在 升温 时, 混凝土未充分 硬化部 分的弹性模量很大, 因此这种收缩引起很大 的拉应 力。浇注 温度加水化热温度能
10、构成最高温度, 如果不采取有效方法控 制最高温度值, 不采取保温措施降低内外温度差, 或不改善约 束条件减少温度应力, 势必导致结构出现温度裂缝, 严重时可 形成贯穿性裂缝 。 一旦外界气温发生变化将会引起混凝土内 部温度变化。在大陆性气候地区或寒冷地区, 外界温度变化 往往成为影响混凝土温度 变形 的主要因素。 5 神池风电场一期工程风机基础工程措施 5 1 基础混凝土浇筑步骤 风机基础混凝土采用商品混凝土, 由混凝土搅拌车从拌 和站运输混凝土到现场。 其配合比如表 1 所列。由于现场条 件制约, 施工布置难度大, 混凝土浇筑强度高, 因此混凝土入 仓采用泵车泵送入仓法进行浇筑施工。 入仓
11、时混凝 土下料 点 不超过 2 m, 下料要均匀 。 表 1 C 3 5混凝土配合比基本 参数 风机基础简图如图 1 所示, 基础混凝土浇筑分层厚度为 3 0 e m, 上下两层 混凝土浇筑时 间间隔不 大于下层混 凝土初 凝时间, 同层浇筑先中间后外圈浇筑, 在顶层和底层浇筑时, 厚度大小 3 0 e m。 1 5 图 1 风机基础简 图 浇筑部位的钢筋密集,采用 p 5 O 软轴振捣器进行振捣, 振捣时未强顶钢筋或模板,按照振捣器的振捣范围 ( 4 | D 6 o e m间距 ) 进行控 制 , 振捣 器插入混凝 土按 “ 梅 花形 ” 插 入振 捣。 振捣时 , 插入 振捣器见混凝土表面
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