云南水力发电 ＹＵＮＮＡＮ ＷＡＴＥＲ ＰＯＷＥＲ 第２９卷 第５期 贵州石头寨风电场风机基础施工技术 刘立贵，郑凤刚，刘受琦 （中国水利水电第十四工程局曲靖分公司，云南曲靖摘６５５０００） 要：作为清洁能源风电已得到越来越多的开发，根据贵州石头寨风电场施工的经验，简要论述了土建核心部分的风机基础施 工技术，对风机基础施工中的相关细节和控制关键作了重点介绍。 关键词：风电；风机基础；施工技术 中图分类号：ＴＶ４３１ ９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６－－３９５１（２Ｏ１３）Ｏ５一ＯＯ７２一Ｏ４ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－－３９５１．２０１３．０５—０２ｌ １工程概况 石头寨风电场位于贵州省毕节地区赫章县兴发 乡与白果镇交界的石头寨区域。整个场区处于东经 １０４。１０ ～１０５。０３ 、北纬２６。４６ －－－２７。２８ 之间，地形为 高原台地。风电场距赫章县城约１６ ｋｍ，距六盘水 城区约５０ ｋｍ，距毕节市区约６１ ｋｍ，场址近南北向 铁路和内昆铁路经过六盘水市，￥２１２省道连接六盘 水市和赫章县城，对外交通较为方便。场址区属亚 热带黔西北温凉春干气候，立体气候明显，冬无严寒 夏无酷暑，温度适中，气温日差较大，年差较小，风能 资源较为丰富。风电场总装机容量为４９．５ ＭＷ，装 配３３台单机容量为１ ５００ ｋＷ的风力发电机组。风 电场主要工程量见表１，风机基础剖面见图１。 展布，南北向长８ ｋｍ，东西向宽５ ｋｍ，占地面积约 ３２ ｋｍ２。场址区高程在２ ３００＂￣２ ６５０ ｍ之间，滇黔 表ｌ石头寨风电场主要工程量表 图１风机基础剖面图 ２施工程序 基础验收一垫层混凝土施工一基础环安装一钢 ３施工方法 ３．１基础验收 ３．１．１基本要求 筋绑扎一预埋件安装及立模一混凝土浇筑一测温及 养护一拆模一防腐涂层施工一回填 风机基础开挖规格尺寸应满足设计要求，地基 ＊ 收稿日期：２Ｏ１３一。Ｏ一３Ｏ 作者简介：刘立贵（１９７４一），男，湖北红安人，工程师，主要从事铁路、水利水电工程施工管理工作。 刘立贵，郑凤刚，刘受琦贵州石头寨风电场风机基础施工技术 承载力不低于４００ ｋＰａ。在进行下道工序前，岩石 地基应清理干净，积水应排除，土质地基一般宜夯 实。预埋件基础根据设计要求，遇土质地基时应下 挖一定深度扩大基础，以保证基础支垫的稳固性。 ３．Ｉ．２软弱地基处理 当揭露地基承载力达不到设计要求时，应进行 换填处理，换填措施通常采用以下两种方法：①当地 基整体均匀时，采用级配碎石换填，分层碾压，层厚 一般在２５￣３０ ｃｍ，压实度应达到９６ 以上；②当地 基为石灰岩溶槽、溶腔时，采用Ｃ１５毛石混凝土换 填，毛石率不大于３Ｏ 。 ３．２垫层混凝土施工 ３．２．１基本方法 垫层混凝土设计厚度为１５ ｃｍ，设计标号Ｃ２０， 主要起地基封闭作用和为钢筋施工提供平台。垫层 混凝土施工采用３０１５钢模板，溜槽直接入仓，由于 基础面积较大（２２４ ｍ２），溜槽数应不少于３条。 ３．２．２控制重点 垫层混凝土控制重点为：①保证基础环预埋件 的稳固性和平整度，其不平整度应小于Ｉ ｍｍ，施工 中应采用人工将混凝土铲至预埋件下充填，利用钢 筋、木棍插捣密实，并不得触碰预埋件，在混凝土初 凝前应进行２次水平度调校；②垫层混凝土的平整 度，直接影响风机基础钢筋安装质量，当垫层混凝土 面偏高侵占底部混凝土保护层厚时，会影响基础环 位置垂直拉结筋的制安精度，甚至会出现拉结筋倾 斜呈八字形或无法安装的情况；当垫层混凝土面偏 底时，混凝土保护层厚度偏大，同时带来高标号混凝 土多浇，特别在采用商品混凝土的情况下，非常不经 济。控制垫层混凝土水平度，在土质地基偏多的基 础中，应多设置高程控制点，浇筑时经常两两拉线控 制。 ３．３基础环安装 ３．３．１基本要求 根据设计要求及上部塔筒安装精度控制需要， 基础环安装基本要求如下：①基础环不平整度控制 在±１ ｍｍ；②基础环的０。方向（门方位）应背离主风 向；③基础环的卸吊根据螺栓孔的规格和间距，应采 用专门加工吊具，避免损伤螺栓孔。 ３．３．２施工方法 １）基础环安装水平度控制。根据基础环安装 精度控制要求，宜选用ＤＳ０５水准仪。由于预埋件 位置已固定，施工中应先根据门方位的要求，确定门 方位大致在主风向的背离方位，即大于主风向±９Ｏ。 方位，然后才进行水平度的调校。水平度调校采用 在基础环顶面均匀选取ｌ０个测点，单个测点精度控 制在±１ ｍｍ之内，以保证基础环安装精度控制在２ ｍｍ之内。 ２）基础环的多次测量校准。由于从基础安装 到最后混凝土浇筑完成工序较多，时间亦较长，为了 保证基础环最终成型时的安装精度，应对基础环进 行多次测量校准：第１次安装定位校准、钢筋安装完 成后校准、混凝土浇筑前校准、混凝土浇筑完成后测 量移交。有建议在混凝土快浇筑至定位螺栓时再进 行１次校准，从理论看是可以的，但在实际操作中不 具备可操作性，其时混凝土已上升一定高度，在钢筋 笼内，可操作空间极小，无法完成高精度的调校，故 在推荐的多次测量中没有推荐。 ３）基础环吊装方法。单套基础环质量１０．３ ｔ， 吊距在１７￣２０ ｍ，常用吊装就位方法有：基础开槽 后，２５ ｔ汽车吊进基坑直接吊装就位；２５ ｔ吊配合简 易门架就位；大吨位汽车吊直接吊装就位。在实践 中开始时采用了第１种方法，后来大部分采用第３ 种方法。根据几种方法的对比，综合考虑成本因素， 笔者推荐，当土质基坑较多时，采用第１种吊装方案 比较经济安全，开槽通道只在混凝土施工通道上略 加改造即可，加之为了配合基础环的卸货、转运，２５ ｔ汽车吊为常备设备，采用此种方案可较好的节约 成本。当岩石基础多，开槽困难成本大，而基础开挖 施工超前混凝土施工较多时，采用第３种方案也比 较经济合理，由于吊车本身起重量足够满足安全需 要，能确保吊装安全，加之一次可以吊装多个坑位， 采用计件计价模式，也可有效降低成本。第２种方 案由于基坑内水平移动和垂直移动依靠简易轨道和 支架，对工人的操作技能要求较高，但可大幅节省成 本。 ３．４钢筋绑扎 ３．４．Ｉ基本要求 单个风机基础钢筋质量约４０ ｔ，鉴于风机基础 受力特点，设计要求钢筋制安在基础环１ ｍ范围内 不得有接头；其余钢筋的接头宜采用套筒连接和搭 接，一般不得采用焊接；穿孔钢筋应对孔进行保护， 任何钢筋不得与基础环连接、支垫，应形成钢筋 网支架。钢筋安装顺序为底部钢筋一基础环内外侧 钢筋一斜面钢筋。 ３．４．２钢筋制安应注意的问题 根据施工过程中产生的问题，钢筋制安应注意 以下方面：①应认真研究设计钢筋表，并根据现场情 云南水力发电 ２０１３年第５期 况重新设计下料单；②严格控制各种钢筋的加工偏 差，特别是基础环内外侧钢筋的加工偏差，应根据垫 层混凝土的高程和基础环调校后的情况，确定基础 环内外垂直向拉结筋的加工尺寸；③由于整个基础 钢筋相互之间几何关系严密，上道工序钢筋不合格 必须立即整改，不得带入下道工序中，以避免整体返 工，造成不必要的浪费。 ３．５预埋件安装及立模 ３．５．１基本要求和方法 风机基础主要预埋件有预埋接地扁铁、排水管、 电缆波纹管。预埋扁铁规格为６０ ｍｍＸ ６ ｍｍ镀锌 扁铁，底部在基础环范围内设置环形圈，垂直向引４ 根与基础环相连，水平向引４根与系统接地网相接。 预埋排水管为ＤＮ５０镀锌钢管，埋于基础中心位置， 水平引出。基础上、下部圆台均采用钢模板，上、下 圆台连接斜面由于坡度较缓（１：４．６５），采用混凝土 自然堆码后抹平。上部圆台采用定型钢模板，高度 为圆台高度，单块宽度５０ ｃｍ，采用两道钢丝绳葫芦 收紧加固；下部圆台采用３０１５钢模板，两道钢丝绳 葫芦固定，外部环向每距２～３ ｍ采用圆木与基坑 壁撑紧，穿管位置采用木模板拼凑。 ３．５．２预埋电缆管施工 １）基本施工方法．预埋电缆管系风机基础与箱 变连接的电缆通道，设计采用规格为￣１２５ ｍｍ的 ＨＤＰＥ波纹管，壁厚４ ｍｍ，每台风机设置７根，上 部置于基础中心位置，下部出口朝向箱变方向，高出 垫层混凝土８Ｏ ｃｍ，每根管内应预置１根铅丝，方便 穿电缆。。施工中对水平段管路下部设置托架，上部 采用￣１６钢筋进行固定，管路应顺序排列，不得交 错。浇筑中绝对禁止下料管直接冲击波纹管，下料 至预埋管附近时，应采用振捣器拖引混凝土至管路 下部垫实，上部亦采用人工拖引混凝土覆盖，绝对禁 止振捣器直接接触预埋管路。 ２）管路堵塞原因分析及处理措施。前期施工 中，由于对预埋管路质量重视程度不够，基础浇筑完 成后，部分管路不通，严重的基础管路全部堵塞。管 路不通主要型式一类是破损后混凝土流入堵塞，另 外一类是波纹拉直后，波纹管发生变形压扁，管路变 窄后标准球通不过。经过仔细分析，产生上述问题 主要原因有：①管路未进行可靠固定；②在混凝土施 工时未注意对管路进行可靠保护；③波纹管原材料 保护不当，波纹被拉直、搬运过程中破损及直接暴露 于阳光下材料变脆等。由于预埋管路既有垂直段又 有弯段和水平段，且水平段的距离较长，管路周围钢 筋密布，一旦堵塞后处理起来后非常困难，咨询了相 关单位后，均无十分有效的处理方法。后来现场工 人通过对现场的反复测量调查，确定的主要方法是 人工牵引合金钻头，上、下来回牵引拉通，其处理措 施的立足点是如果是混凝土流人管内，其强度相对 疏松，如果是压扁变形，那么相对范围较短，通过上 述牵引钻头方法，均能解决，特别是能解决弯管通管 的难题。具体做法是只要铅丝能活动的孔位皆能处 理，先利用已预埋可活动的铅丝牵引较大一点直径 的钢丝绳通过，然后利用钢丝绳配合不同直径的合 金钻头反复牵引磨、凿，当人力难以满足要求时，可 配以小型卷引机牵引。经过上述措施处理，不通管 路的基础都能满足通管数量要求。 ３）类似预埋管路的质量控制。鉴于预埋电缆管 的重要性，一旦管路不通后处理及带来的问题皆非 常困难，建议在以后的类似工程中，采取以下措施加 强质量控制，以保证管路的畅通：①采用相对不易变 形的ＰＶＣ管材料，如采用波纹管，应采用厚度较大， 强度较高不易变形的波纹管，并应加强材料进场检 验，防止波纹变形和管路破损；②加强对管路敷设的 固定，设计可在图纸中予以明确；③加强混凝土浇筑 过程中下料及振捣时对预埋管路的保护；④加强施 工人员的职业道德素养教育，防止人为破坏。 ３．６混凝土浇筑 ３．６．１混凝土配合比及运输方案 风机基础混凝土设计标号为Ｃ３５，抗冻Ｆ１００， 抗渗Ｐ６，单台基础混凝土量为３９４．１９ ｍ。，要求连续 不断间浇筑完成，泵送人仓，人仓温度要求最高不得 超过３２￣Ｃ，温差应小于２５℃，根据上述要求，推荐的 Ｃ３５混凝土配合详见表２。 表２风机基础Ｃ３５混凝土配合比表 ｋｇ 材料名称 砂 石 水 水泥 ＪＫ－－７纤维 外加剂 用量８０２ １ ０８５ １８０ ３８３ ０．９ ３．０６ 混凝土采用商品混凝土供应，平均运距２４．５ ｋｍ，其中省道１４．５ ｋｍ，场内四级公路１０ ｋｍ，采用 ８辆１２ ｍ３混凝土罐车运输，单机浇筑时间９ ｈ～１３ ｈ，可以满足设计要求。 ３．６．２混凝土浇筑方法 混凝土浇筑前，应做好基础环螺栓孔及预埋管 路孔口的包裹保护工作，避免混凝土浇筑时污染、堵 塞。混凝土浇筑过程中，绝对禁止振捣器直接振捣 基础环，下料建议顺序为环心一四周一环心一圆 刘立贵，郑凤刚，刘受琦贵州石头寨风电场风机基础施工技术 ７５ 台一斜面收面。振捣器宜使用西７０棒，不少于４台（ 包括一台备用），斜坡收面由于面积较大，混凝土凝 最高温度为６０．３℃，混凝土浇筑后１４ ｈ～１８ ｈ达到 最高温度，２ ｄ后混凝土开始出现明显下降。 固快，收面人员不宜少于８人。混凝土坍落度控制 般部位为１６￣１８ ｃｍ，收面时宜控制在１４ ａｍ。泵 一４结语 １）风机基础是风电场土建施工的核心部分，根 据风机基础的受力及结构特点，应抓住基础施工的 要点，重点做好基础环安装精度及预埋管路完好率 控制。 送时沿圆周均匀布料，层厚３０￣４０ ａｍ，保证混凝土 均匀上升和新老混凝土接茬。环心部分收面时，应 控制混凝土面高程，保证塔筒安装时螺栓操作空间 要求。 ３．７混凝土测温及养护 ２）风机基础建基面高程控制相对比较灵活，根 混凝土初凝后即开始养护和测温。混凝土采用 据开挖揭露的地质情况，建议尽可能的提高基础高 程，以达到节省投资和简化施工的目的，与此同时亦 可满足设计的埋深及压重要求。 ３）鉴于风机基础施工的可复制性，应大力推行 麻袋遮盖洒水养护，由于风机基础分布零散，附近缺 少水源，采用混凝土罐车送水，输送至基础环位置储 水，专人负责洒水养护，应连续不间断洒水养护７ ｄ。 根据现场情况，混凝土刚浇完之后的３ ｄ不间断洒 水养护对控制混凝土表面微裂缝至关重要，如果刚 标准化作业，明确工序标准，明确土建与线路安装、 接地施工及吊装单位的交接要求，以便１次到位、１ 次成优，减少反复和浪费。 开始３ ｄ养护不到位，混凝土表面开裂的机率很大。 通过测温，绘制的混凝土温升过程线。混凝土温升 ÷｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝｛．｝一言・｝一言・Ｈ・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝÷｝＿｛・｝ ・｝÷｝÷｝＿｛・｝一｛・｝÷Ｈ・｝＿｛・｝＿｛・｝斗Ｈ・｝＿｛・｝＿｛・Ｈ・｝＿｛・｝斗｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝÷｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝斗｝ （上接第８页） 通过优化分段折线关闭规律，使得蜗壳末端最大压 通，吴培豪译．北京：水利出版社，１９８１． ［３］郑源，．水力机组过渡过程［Ｍ］．北京：北京大学出版社， ２００８． 力及机组转速上升率均有了一定改善，满足了调保 要求，可为电站今后的运行提供参考。 参考文献： ［４］俞晓东，李高会，卢伟华．基于两种数学模型的水力一机械系统 小波动稳定分析口］．水电能源科学，２００９，（Ｏ５）：１７２—１７５． ［５］，房玉厅，刘徽，等．抽水蓄能电站可逆机组关闭规律研究 口］．流体机械，２００４，（１２）：ｌ４—１８． ［１Ｉ Ｗｙｌｉｅ，Ｅ Ｒ，Ｓｔｒｅｅｔｅｒ，ｖ．Ｌ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓ［Ｍ］．清华大 学流体传动与控制教研室译．北京：水利电力出版社，１９８３． ［６］ＤＬ／Ｔ５１８６－－２００４．水力发电厂机电设计规范［ｓ］． ［２］克里夫琴科．水电站动力装置中的过渡过程［Ｍ］．常兆堂，周文 ｛．｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝÷｝ ・｝｛．｝斗｝｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・Ｈ・｝＿｛・｝ ・｝÷｝÷｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝斗｝ ・｝斗｝ ・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝ ・｝＿｛・｝ 普西桥水电站大坝Ｉ期面板浇筑完成 普西桥水电站位于云南省墨江县阿墨江河段，是阿墨江规划河 段梯级水电站中第２个电站，上游与忠爱桥水电站衔接，下游与三江 口水电站衔接，装机容量２００ ＭＷ 电站大坝为混凝土面扳堆石坝， 最大坝高１４０ｍ，顶长４５０ ｍ，坝顶宽１０ ｍ。４月２６日启动浇筑以 候已经异常炎热，施工人员不畏酷暑，项目部狠抓进度，统筹管理，协 调调配资源，现场人员两班交替，人机不停。经过５３个日夜的奋战， 顺利完成大坝Ｉ期面板施工。 目前，普西桥项目部又投入到了紧张的大坝填筑、趾板灌浆、溢 来，项目部高度重视，认真研究设计Ｉ期面板浇筑的人员设备配置、进 度计划、施工组织技术措施、安全质量控制方案等，对工序流程、过程 管理、质量验收等各个环节进行全面的梳理。五、六月份普西桥的气 洪道引渠闸室段混凝土浇筑等项目的施工中。 （摘自“云南省水力发电工程学会简报”２０１３年总１７４期） ｛‘Ｈ‘Ｈ。Ｈ。Ｈ ｝＿｛’｝｛‘｝｛’Ｈ‘Ｈ’Ｈ‘Ｈ‘Ｈ‘Ｈ。Ｈ・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・Ｈ・Ｈ・Ｈ・｝｛・Ｈ・Ｈ・｝｛・｝＿｛・Ｈ・｝－｛・｝＿｛・Ｈ・Ｈ・Ｈ・｝＿｛・Ｈ・｝＿｛・Ｈ・Ｈ・｝＿｛・Ｈ・Ｈ・Ｈ・｝＿｛・Ｈ・Ｈ・｝｛・｝ 水电十四局完成辛克雷水电站地下厂房开挖 据厄瓜多尔传回的消息，当地时间７月２８日上午，由水电十四 局有限公司担负施工的辛克雷水电站地下厂房８号机坑开挖最后一 成了１号至３号机坑的开挖，随之进行混凝土浇筑，解除了开挖施工 对主厂房混凝土直线工期的影响。之后，项目部连续作战，完成了其 声炮响，标志着该厂房开挖完工，厂房施工取得具有里程碑意义的胜 利。 余基坑的开挖。至此，该地下厂房开挖全部结束，全面进入混凝土施 工。 厄瓜多尔辛克雷水电站地下厂房设计开挖量２２．３８×１０ ｍ３，自 ２０１１年９月３０日开始第１层中导洞开挖。于２０１３年５月２６日完 （摘自“云南省水力发电工程学会简报”２０１３年总１７５期）
