风电场主要施工步骤和质量管理要点
风能作为目前清洁能源之一, 其无污染、可再生、成本低、发电量可观等优点, 越来越被人们所青睐。风电场建设周期较短, 但其施工工序较为复杂, 施工环境恶劣, 施工难度较大, 施工影响因素较多, 在实际施工过程中如何确保施工整体质量, 确保风电场后期正常有序的运行[1]。本文重点对风电场施工工序及质量控制要求进行探究。
《热力发电》杂志由中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司联组的西安热工研究院有限公司与中国电机工程学会主办，为国家热能动力科学技术专业刊物，中国发电技术重要刊物。
1、工程概况
山西隰县风电场位于山西省临汾市隰县东北部, 属于吕梁山脉的最南端。隰县风电场工程装机容量98MW, 共安装48台风力发电机组, 38台单机容量2000k W, 10台单机容量2200k W。主要施工内容为风电场场内道路施工、风机吊装平台开挖、风机及箱变基础开挖、风机及箱变基础混凝土浇筑施工、110k V升压变电站场施工以及架空集电线路铺设、地埋集电线路埋设等, 其中风电场场内道路路线总长约32.816km, 路基宽度6m, 路面宽度5m, 碎石路面;风机基础总计49座, 采用C40钢筋混凝土浇筑;110k V升压站占地面积9600m2 (围墙内) , 包含350k V变电所、综合楼、水泵房、辅房、SVG室等建筑, 场地需强夯处理。其中风机吊装2MW采用新大方1560t, 2.2MW采用三一6500A吊车进行吊装。
隰县风电场项目机舱最大尺寸为:9.8m×4m×3.83m, 重量为81t, 塔筒最大尺寸为4.2m, 最大重量为76t, 叶片尺寸为53.8m。
2、风电场主要施工工序
2.1、风机基础施工工艺流程
由于本风电场位于湿陷性黄土地区, 风机基础形式分为两种:基础为基岩的扩展式基础和桩基础。其中桩基础根据地质情况又分为摩擦桩和嵌岩桩。风机基础施工工序如下:风机基础施工顺序为:定位放线→灌注桩施工 (有桩基础) →土石方开挖→验槽→垫层混凝土浇筑→预应力锚栓安装→基础钢筋绑扎→模板安装 (预埋管件、接地网等安装) →整体验收→浇筑混凝土→混凝土养护→拆模→二次灌浆→混凝土工程验收→回填土→风机基础交付安装。
2.2、风机吊装施工工艺流程
2.3、升压站土建施工工艺流程
施工测量放线→地基强夯施工→土方开挖及换填、回填→钢筋工程→模版工程→混凝土工程→砌体工程→装修工程→场内道路工程。其中地基基础处理施工工序如下:升压站场地强夯施工工艺为:场地整平→测量放线→第一遍夯点施工→场地夯坑回填平整→测量放线→第二遍夯点施工→场地夯坑回填平整→第三遍满夯施工→场地整平→测量高程→完工验收。
3、施工质量控制要点分析
3.1、施工路线长、机位多、工期紧
本工程施工路线较长, 工期紧, 新建道路修建困难, 需要新建施工主线以及支线通往各个风机基础, 且风机机位多、施工项目复杂, 为施工增加很大难度, 针对上述特点, 对不利因素进行了分析, 并针对性的制定了预防措施和相应对策:
3.1.1、增加人员设备投入
根据施工需要, 配备足够的人员和设备。本工程人员均具有较丰富的风电施工经验, 投入足够的设备台套, 以满足施工需要。
3.1.2、做好施工组织设计
针对本工程施工工期紧迫, 工作量大的特点, 认真做好施工组织设计, 合理安排施工工期, 指定切实可行的进度计划, 合理安排施工主线与支线的施工顺序, 加强施工中的协调与配合, 确保工程按期完工。
3.1.3、做好质量控制
严格按照要求进行质量目标控制。为保证目标实现, 必须采取切实可行的保证措施, 精心组织。由于本工程工种多, 对各种原材料、成品、半成品要严格把好质量关, 对主要材料应在得到业主及监理工程师的认可后方可采购。对于关键分部分项工程, 施工时必须编制详细的施工方案, 确保施工质量。
3.2、风机基础预应力锚栓安装
风机基础预应力锚栓安装完成后顶面平整度的控制, 是风机基础施工中关键的质量控制点, 直接影响到风机基础的使用, 要严格加以控制。
一般来说, 在基础预应力锚栓上下锚板安装完成后进行第一次上下锚板同心度及水平度测量, 此时, 应尽可能的使其水平度误差为零。在钢筋安装完成后, 混凝土浇筑前进行第二次测量, 此时, 上锚板顶面水平度误差应较设计允许误差小±1mm, 在每次测量时形成测量记录。在混凝土浇筑过程中设专人随时对基础上锚板水平度进行观测, 发现问题及时处理。
在对基础上锚板顶面水平度进行测量时, 所选用的测量仪器的精度要满足设计要求, 并检验合格, 由专业测量工程师进行。
3.3、风机基础大体积混凝土浇筑
针对风机基础的大体积混凝土浇筑, 采取以下措施:
(1) 优化混凝土配合比, 进行水泥水化热测定的试验, 粗骨料选用级配良好的碎石和对机制砂进行水洗, 以降低水泥用量。采用“双掺技术”, 即同时掺加粉煤灰和高效减水剂, 有效降低单位混凝土水泥用量并延缓温升峰值出现时间。
(2) 根据施工条件对施工阶段大体积混凝土浇注块体的温度、温度应力及整浇长度进行检算, 保证施工方案的正确性。同时根据计算结果确定各项温度指标和制定详细的温度监测方法、冷却措施和养护措施。
(3) 水泥均用出厂10天以上的, 避免水泥本身的高温导致混凝土入模温度偏高。拌合前要用冷水冲洗配料机和搅拌机, 输送前冲洗输送泵, 输送时要用草袋覆盖泵管, 防止日照高温。
(4) 采用分层连续浇注, 充分利用混凝土层面散热, 但在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇注完毕, 防止层间冷缝发生。
(5) 用电子测温仪进行温度测量监控。根据测温结果指导冷却系统工作及养护工作, 确保混凝土体中心温度与表面温度温差不超过规范规定的25℃, 其中混凝土的表面温度以混凝土外表以内50mm处的温度为准。
3.4、风机塔筒吊装
风机塔筒施工是风电施工中重要的环节, 塔筒各节之间通过法兰、高强螺栓连接, 若高强螺栓连接不符合规范要求, 将会导致塔筒在安装中或者运行中, 出现风机倒塌、坠落、高强螺栓断裂、塔筒断裂等质量事故。因此在高强螺栓的管理上强调以下几点:
3.4.1、高强螺栓在施工用前应按照出厂批号, 检验其
螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、连接副的扭矩系数平均值和标准偏差, 并对连接副做光谱分析复查材质, 合格后方可使用。复验用的高强度螺栓应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取, 每批应抽取8套连接副进行复验。
3.4.2、紧固高强螺栓用的手动、电动、气动和液压扭矩扳手均应检定合格;
检验用的力矩扳手必须进行计量鉴定, 鉴定合格方可使用。
3.4.3、安装高强螺栓时, 严禁强行穿入螺栓 (如用锤敲打) 。
3.4.4、风机塔筒高强螺栓施工, 采用十字交叉方式按照五组螺栓一组进行, 分为初拧、复拧、终拧三个阶段。
初拧扭矩为施工扭矩的70%左右。终拧后的高强螺栓用颜色在螺母上标记。初拧、复拧、终拧必须在24小时内完成, 复查应在螺栓终拧后1小时后, 24小时之内完成。
4、风电场施工质量控制措施
4.1、加强质量管理
首先建立健全风电场质量管理体系, 制定本工程质量管理目标和实施细则。加强全员质量意识教育, 建立健全质量事故追溯制度。项目部设质量管理部, 负责本项目工程质量的日常管理和检查工作。现场质检员对各施工工序进行全过程的质量控制。
4.2、严格实施施工工艺
在风电场施工的全过程, 要根据分包单位现场施工队伍的自身情况和风电场的工程特点以及工程实施过程中的质量通病, 确定质量目标, 按照相关要求严格制定质量控制点, 建立科学合理的工艺控制流程、质量标准及操作规程, 建立严格的考核制度, 制定制度规范的实施计划并进行检查和记录, 不断提高施工技术和工艺水平, 确保工程质量[2]。
4.3、加强施工安全管理
施工单位首先制定安全管理保证体系, 确定安全管理目标, 明确安全管理职责, 制定安全管理制度。风电场建设生命周期中, 每一个施工工序都要经过严格的组织管理, 确保安全的情况下, 保证施工质量。
5、结束语
本文通过实例介绍了湿陷性黄土地区风电场施工工序及质量控制要点, 并针对其控制要点提出相应的控制措施。旨在施工过程中吸取经验教训, 确保风电场工程经济效益的实现。
参考文献
[1]聂绪兵.山地风场道路施工重点管控[J].交通世界, 2017 (24) :158-159.
[2]张易炜, 封志勇.风电场土建工程施工质量控制探究[J].建筑·节能, 2017 (11) :205-206.
[3]温青云.内蒙白云风电场工程质量控制评价研究[D].华北电力大学, 2016.