浅谈哈密景峡五A风电场工程基础大体积混凝土浇筑质量控制措施

2018-11-23

水利建设与管理 2018年11期

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司工程实验监测院，陕西西安 710043)

1 工程概况

国投哈密景峡五A风电场300MW工程位于新疆维吾尔族自治区哈密市东南约160km的戈壁滩上，属典型温带大陆性干旱气候，气候干燥，雨量少而集中，蒸发强烈，冬冷夏热，气候干燥多大风，气温日差较大；极端最高气温43.90 ℃，年蒸发量3064.30mm。风电场共安装120台2.50MW风力发电机组，风机轮毂中心高度为90m，风叶长度为60m，塔筒采用钢结构。风机基础采用预应力锚栓结构，混凝土设计为C40F150，单台风机基础最大混凝土浇筑量为603m3，12h内完成基础混凝土浇筑，混凝土高峰浇筑强度应达到51m3/h左右。由于戈壁滩气候原因，混凝土施工多安排在每年的5—10月中旬。

2 混凝土施工方案

混凝土采用三座HZS60型拌和站进行集中拌制，单台拌和站每盘计划生产混凝土1m3，单台每小时生产混凝土45m3。钢筋采用剥肋滚压直螺纹套筒连接，混凝土运输采用12台12m3混凝土搅拌运输车运输，每小时运输能力共计为78m3/h，运输设备满足浇筑强度要求。混凝土入仓采用溜槽配合两台汽车泵入仓，溜槽入仓速度约为50m3/h，每台汽车泵(60式)入仓速度约为45m3/h。混凝土浇筑设备满足浇筑强度要求。由于该设备基础面积大，分区进行振捣，共配备φ70振捣棒5台，φ50振捣器1台，每台振动棒工作范围为15～16m。混凝土面采用人工二次收面压光，使用塑料薄膜和土工布覆盖、洒水保湿养护，混凝土养护采用15m3水车流动洒水养护，防止混凝土表面失水过快引起干缩变形或内外温差过大出现裂缝。

3 风机基础混凝土施工配合比设计

风机基础混凝土设计等级C40F150，强度保证率为90%。配合比设计强度、工作性满足设计要求：选用水胶比0.37，掺用优质Ⅱ级粉煤灰，掺用优质缓凝高效减水剂，有效降低混凝土单位用水量，提高混凝土性能。通过现场试验验证，确定景峡五A风电场300MW工程风机基础混凝土施工配合比(详见下表)。

C40F150混凝土配合比表

4 混凝土生产过程质量控制

现场设置三座HZS60型拌和站；每个拌和站配备3个罐仓，其中2个水泥仓，1个粉煤灰仓，均采用电子计量；单台拌和站均采用独立的电子水称。砂、石料采用装载机上料，搅拌站每台搅拌机的集料仓共3个仓，其中2个石料仓(1个为5～20mm集料仓，1个为20～40mm集料仓)，1个砂仓，搅拌站电子显示与各仓配对并标明，严禁出错。砂、石料堆场分3个，分别装砂、小石、中石。料堆分为已检区和待检区两个部分。先将已检区内的砂石料用完，再将未检区石料检验完毕后命名为已检区，旧已检区命名为未检区，场地清理完毕后再进料，随批检验；装载机只能从已检区中上料。

拌和站的计量器具每年进行定期检验率定，每20天进行1次自校，每班班前进行零点校验并做现场记录，在混凝土拌和过程中根据实际情况不定期进行校验，发现问题立即进行调整。混凝土拌和时间由自动控制系统设定，采用电子秒表控制。

5 混凝土运输质量控制

混凝土浇筑前，监理对施工单位上报的《风机基础大体积混凝土浇筑工程专项施工方案》进行审批；及时对各种原材料进行取样送检，督促各类试验的进行，为现场施工提供依据。工序验收严格执行“三检制”，对建基面、钢筋、模板和锚栓等预埋件工序进行验收，工序验收不合格，通知施工单位整改。在风机基础混凝土施工过程中，监理采用24h旁站、巡视、跟踪和平行检测的方式，对风机基础混凝土的质量进行控制。浇筑过程中，按规范要求进行坍落度、温度检测。混凝土运输采用12个12m3混凝土搅拌运输车运输，坍落度在运输途中损失较小；混凝土入仓口坍落度控制在150～180mm。

6 风机基础混凝土仓面质量控制

混凝土仓号分为两个控制区域，其中：汽车泵入仓控制中间8m范围，溜槽控制锚栓笼外侧6.95m范围，共设置4道溜槽，扇形布置。

6.1 混凝土泵车入仓

混凝土泵车入仓，混凝土入仓速度为45m3/h，满足风机基础施工要求。

施工操作步骤：泵车平台用装载机推平，压路机压实，满足罐车通过→浇筑前水车洒水湿润垫层→用罐车运输1m3砂浆将泵车管道润滑后方可开始浇筑→浇筑过程振捣密实到位，特别是锚栓笼周围振捣密实→试验人员及时跟踪调控混凝土坍落度，保证浇筑质量和进度。

浇筑顺序：预应力锚栓组件内环→锚栓外侧(斜面)→散热器基础→锚栓组件内环地面以上部分，每层布料厚度30cm。

6.2 溜槽入仓

沿着基坑圆周方向布设4道固定溜槽，溜槽长约7～8m，卸料高差约3m，溜槽夹角约30，溜槽顶离地面高为1m，方便罐车卸料。浇筑时，罐车直接卸料到溜槽中，如料坍落度过小不易滑落，严禁用水冲，必须采取铁铲推入仓号。混凝土入仓后，人工采用振捣棒进行引料，使混凝土均匀摊铺。

7 混凝土施工工艺

混凝土浇筑采用“一次浇筑成型、水平分层，斜向分段、对称布料”方法，水平分层厚度一般不大于30cm，上、下两层混凝土间隔时间不超过混凝土的初凝时间。纵向按4分段，严格控制底板布料均匀，最大不对称方量不超过5m3，在浇筑过程中随时注意已浇筑混凝土状况，必要时布料振捣，使上下混凝土重塑，保证上下混凝土无冷缝。

浇筑总的顺序为“预应力锚栓组件内环→锚栓外侧(斜面)→散热器基础→锚栓组件内环地面以上部分”；总的原则为“先内后外、左右对称、斜向分段、水平分层”。预应力锚栓组件内环使用混凝土泵车均匀布料，锚笼环外侧斜面使用溜槽对称布料、连续浇筑，水平分层的工艺左右对称进行，上、下两层混凝土的间隔时间不得超过4h。第一区域(锚栓组件内环)混凝土由泵车浇筑完成，第二区域、第三区域、第四区域、第五区域对称布料，泵车、溜槽配合下料。混凝土浇筑前，由试验室测定混凝土的含气量、温度、坍落度，混凝土拌和物入模前含气量控制在2%～4%，混凝土坍落度控制在150～180mm，混凝土入模温度控制在5～30℃之间。

8 混凝土的浇筑振捣

8.1 混凝土浇筑通用要求

单台风机基础直径19900mm,浇筑面积大，分区进行振捣，每个区段内配备1台φ70振捣棒，每台振动棒工作范围为15～16m。振捣密实与否直接关乎混凝土质量，大体积混凝土振捣尤为关键。

振捣顺序可根据浇筑顺序而定，插入点要均匀排列，逐点移动，依次进行，不得遗漏。插点排列通常成行列式或交错式顺序前进，各点之间成梅花状布置，振动棒的移动距离不得超过其振动半径的1.5倍，间距50cm左右，每次振动时间应视情况而定，锚笼环周围应适当增加时间，振动棒应垂直插入，快插慢拔，逐点移动，每次插入、抽拔时间应不少于8～15s，以表面泛浆，不出现气泡，混凝土无明显下沉为宜。同时也要避免过分振捣，否则会使混凝土产生离析，对混凝土的均质性有害。振动棒要插入下层混凝土3～5cm，保证上、下混凝土层间结合良好。

分层浇筑时同一部位高低相差不应过大，避免振捣后，灰浆流向低处，而造成离析现象，当高差过大时，调整分层度，使得高差相近后再继续浇筑。基础每一部位浇筑到顶振捣收面后，应随即整平，用抹子反复搓，压实、抹光，以避免出现风干和干缩裂缝。

8.2 特殊、重要部位混凝土浇筑要求

8.2.1 锚栓组合件附近的浇筑

预应力锚栓基础靠锚栓组合件锚固来传递设备荷载，锚笼环周边混凝土必须捣固密实，粘结牢固。该部位混凝土浇筑时应严格控制混凝土的浇筑速度，四周均匀下料匀速上升，混凝土应充满锚栓和钢筋间隙，且锚笼环周围的混凝土比其他部位混凝土稍高一些，混凝土中水泥浆不在周围聚集，混凝土泌水不会顺着锚栓组合件四周下渗产生空隙或形成水泡，影响混凝土与锚栓组合件螺栓表面之间的握裹力，降低该处混凝土的强度。振捣时，振捣棒与锚栓保持20cm左右的距离，对称垂直插入。

8.2.2 电缆预埋管周围混凝土浇筑

电缆沟内预埋管路分3层排列，每层布设4根φ125电力专用管路，管中心水平间距300mm，上下间距175mm，管路密度大，间隙小，混凝土浇筑振捣困难，先浇筑管道底面以下200mm的混凝土，然后两侧对称均匀下料，用振捣棒向管道底部引送混凝土，振动器从两侧斜向插入捣实，浇筑时防止管道挤偏或者上浮跑位。

8.2.3 斜坡面浇筑

斜坡面处无模板约束，表面平整度及钢筋保护层厚度不易控制，为保证该区域混凝土平整度及保护层厚度，采用以下方案进行控制：将斜面区域均分为四等分，在每等分的交界处从上圈模板下沿至下圈模板上沿拉一条棉线作为基准控制线，收面时以此基准线收平，确保斜坡面平整度。

9 风机基础混凝土养护

混凝土斜面施工时由低处向高处施工，边缘处一次成型，螺旋上升布料，下部混凝土表面成型进行二次收面后，即可开始对低处混凝土表面用薄膜覆盖，防止水分蒸发，塑料薄膜上面覆盖土工布，并对混凝土进行人工洒水，进行保湿。为了保证新浇混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于失水干缩而产生裂缝，用洒水车定时洒水养护，保证风机基础混凝土表面在7d养护龄期内不产生温度裂缝，混凝土内外温差与表面温差不大于25℃；混凝土养护时间不少于14d。