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风电场工程现场质量控制的重点及难点

国际新能源网  来源:洁源新能  日期:2018-12-24
  风电场工程主要由风场道路、风机、升压站、线路等工程组成,风场道路一般是砂砾碎石路面的简易道路,升压站一般是110KV升压站,场内集电线路为35KV线路。本文针对风机基础风机安装箱变基础等施工工序中的重点及难点,与大家交流学习。
 
  一、风机基础

  1、风机基础的测量定位及放样
 
  设计单位在进行风机选址定位时已对风机基础中心位置定桩,在施工前不仅仅是找到定位桩就可以进行基坑放样,而是根据吊装平台面积适当调整机位的位置,不宜居中布置,必须考虑主吊位置及设备临时堆放场所,山地风电尤为重要,调整后的机位中心桩与设计单位的定位桩肯定有一定的误差,但此误差相对于风机间距可忽略不计,已不会影响使用及安全功能。
 
  2、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开挖,禁止用爆破方法开挖。在开挖至接近设计高程时,采用人工清底。
 
  一般情况下,地基验槽是在基坑开挖后、垫层模板安装前进行,但风机基础垫层的模板量小,调整简单,所以风机基础验槽与垫层模板同时验收。
 
  土质地基开挖后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,在基槽验收时容易忽视的问题是,开挖遗留的松散岩块清理不彻底。
 
  3、地基处理
 
  常见的风机基础地基处理类型有桩基础、地基换填以及混凝土满浇筑等。在风电场,有多种地质形式同时出现。
 
  在风电场场址土质为湿陷性黄土的情况下,风机基础常采用桩基础处理,桩基础又有嵌岩桩(端承桩)、摩擦桩两种。嵌岩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。嵌岩桩桩身一般不超过25m,钢筋笼最多为3节拼接,在同一个风机基础中,嵌岩桩的长度都是不同的。摩擦桩是在湿陷性黄土层较厚(超过25m)的情况下使用,主要受力靠桩身与黄土层的摩擦力,所有桩身为同一长度,钢筋笼为3节拼接。在嵌岩桩桩孔检查中较难控制的是入岩深度,按照设计要求,入岩深度以桩孔岩面最低点测量计算,在岩面倾斜严重的地形,同一孔中的岩面最高点、最低点到孔底的深度相差就会相当大。钢筋笼的控制难点应该是现场下笼时的拼接焊接,在施工前期,施工队伍的施工质量控制较严格,质量问题较少,但随着施工进度加快、摩擦桩的钢筋笼拼接焊接工作量加大、监理检查的疏忽,钢筋笼拼接焊接的质量就会大幅下滑。所以,如果在钢筋笼下孔时没有旁站监督,那么在桩基钢筋笼下孔后的检查是必须可少的工作。
 
  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办法处理,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,采用混凝土浇筑的办法就很不经济了,采用过的办法就是基础换填。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。
 
  4、钢筋工程
 
  风机基础的钢筋结构比较复杂,但是同一种风机基础的钢筋结构都是一样的,也就是说,只要掌握了一个风机基础钢筋的安装,就掌握了所有同类型基础的钢筋安装。在钢筋安装过程中,比较常见的问题有:①在图纸中,距离基础中心不同半径上的马凳筋数目是不一样的,但施工人员为了施工方便,常将内、外圈的数量都做成一样;②基础底面和坡面环形筋按照图纸要求是封闭环形筋,施工人员为方便常常按照螺旋筋布置;③图纸要求所有钢筋节点绑扎率为100%,施工过程中经常漏绑,特别是基础环内、外侧门形筋上的拉结筋,常将不便于绑扎的一侧做成弯钩、不进行绑扎。以上3中做法都是不符合图纸要求的,检查验收时必须要对其进行纠正。

  5、模板工程
 
  风机基础模板(包括上层、下层模板)都是采用组合钢模板,中间用螺栓连接,但是仅用螺栓连接不能保证模板强度、稳定性,常采用的方法是在模板外侧用紧绳器拉紧钢丝绳固定或是拉紧焊接一圈钢筋固定。在下层模板的外侧与基坑边壁间用支撑杆固定时,边壁侧支撑杆必须高于内侧,确保模板不会因浇筑时受力翘起。
 
  6、基础环水平度的控制
 
  风机基础环为风机基础中主要安装构件,其承担风机上部诸多荷载,风机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前进行,根据风机厂家文件要求,要进行4次-5次检测,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,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。
 
  基础锚栓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:锚栓笼环安装验收、浇筑混凝土前、二次灌浆前、二次灌浆后、土建交安。
 
  7、混凝土工程
 
  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。浇筑的顺序一般是混凝土泵车输料到基础环中间位置,再通过振捣使混凝土自流到基础外侧,逐层加高。
 
  风机基础混凝土冬季施工是很多风电场存在的情况,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,同时架设多个火炉加温,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,如砂太细,混凝土级配不连续(采用一级配),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。
 
  8、接地网的质量控制
 
  通常风机接地网和箱变接地网相互连接,组成一个整体接地网,在施工中容易出现的问题有:①原材料方面,有些设计单位因为风机基础和箱变基础设计衔接不好,接地材料不一致,通常是采用不同厚度的扁铁,还有接地极长度,这两个方面在检查中要特别注意;②接地网埋地深度,根据规范要求接地网埋地不小于冻土层深度,施工时开挖深度经常达不到要求;③接地体搭接焊缝长度不足,规范及图纸要求搭接长度不小于2b(2倍扁铁宽度),并3面施焊,实际施工中下侧焊缝因施焊不便,经常将上侧焊缝加长,这种做法是不符合要求的;④焊接质量及焊缝的防腐处理,由于接地焊接工人的水平有限,且施工单位往往不能足够重视接地焊接质量,认为只要焊接连通,接地电阻达到要求即可,焊接后的药皮也不能严格清除,防腐沥青涂刷厚度不足,这些都不能有效防止接地体的锈蚀,缩短接地网的寿命,影响风机的安全。以上这些问题都是不符合图纸及规范要求的,但又是很容易在施工中出现的缺陷,验收过程中必须加强检查。
 
  二、风机安装

  1、风机吊装
 
  风机吊装是一项危险性较高的特种作业,吊装过程中必须严格按照安全规程操作,否则,一旦出现问题将造成严重事故。
 
  风机吊装过程中监理人员应该全程旁站,吊装前仔细检查吊带、吊具、钢丝绳等的完整性,如有发现破损必须禁止使用。
 
  塔筒吊装时,法兰间的密封胶因施工人员操作不当、冬季涂抹困难,容易出现断点、缺胶,在施工中要尽量避免此类事件的发生。
 
  在安装高强度螺栓时要特别注意二硫化钼润滑剂的涂抹量,太少达不到润滑效果,太多就会造成螺母、垫片的污染,严重的将会使螺栓报废,在二硫化钼涂抹时,只要保证螺栓、螺母的螺纹接触面受到润滑就可以了。
 
  高强螺栓的力矩紧固是另一个关键工序,根据各个风机厂家的不同要求,螺栓力矩紧固的程序也不尽相同,施工单位的螺栓力矩紧固工作量将比以前项目大很多,所以在风机吊装前,就要组织建设单位、风机厂家、吊装单位对风机吊装进行详细的技术交底和安装程序的确认、避免后续施工中的争议。
 
  2、风机电缆安装
 
  风机电缆安装中容易出现质量问题的工序有:①塔筒中电缆敷设的顺直,电缆在塔筒中自上而下、采用电缆夹固定,通常在塔筒吊装前将电缆敷设并预紧在电缆夹中,在塔筒吊装完成后,再将电缆顺直并紧固电缆夹;②电缆接头的制作,风机塔筒是分段吊装,所以电缆在每段塔筒的连接处都必须采用接头连接,检查时要重点检查接头质量和绝缘套管的质量。
 
  三、箱变基础
 
  箱变基础一般采用箱式结构,体型较小,施工简单,但在质量控制中容易出现的问题是箱变基础的高程控制,一般要求基础顶面与风机基础顶面齐平或高出原始地表20cm,实际施工中容易忽视基础开挖高程,造成箱变基础浇筑完成后远高于要求的顶面高程,给工作造成不便。
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