肖紀升　裴澤偉

摘要：海上風(fēng)電具有資源豐富、發(fā)電利用時間高、占地面積小、開發(fā)規(guī)模大、能源消耗低等優(yōu)點，這些優(yōu)點促使其成為未來風(fēng)電發(fā)展的重要方向。我國許多大型風(fēng)電開發(fā)企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)都積極研究海上風(fēng)電開發(fā)新途徑，尤其關(guān)注風(fēng)電機組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究。文章探究了海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)在潮間帶施工技術(shù)特點，并輔以實例進行了說明。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電；風(fēng)電機組基礎(chǔ)；潮間帶；施工技術(shù)；風(fēng)電項目 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM614 文章編號：1009-2374（2016）01-0129-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.065

1 海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)在潮間帶施工特點

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，大型風(fēng)電項目從傳統(tǒng)的陸地建設(shè)逐步向海上發(fā)展，由于潮間帶地質(zhì)介于海、陸之間，在施工過程中質(zhì)量也難以控制，因此，潮間帶海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)的研究和施工實施也得到越來越多人的關(guān)注。

海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)在潮間帶的施工，不僅要滿足其所需的結(jié)構(gòu)強度、剛度和穩(wěn)定性，還必須進行一定的動力模態(tài)及疲勞分析，真正保證風(fēng)電機組基礎(chǔ)在潮間帶作業(yè)環(huán)境中安全可靠性良好。目前，常見的海上風(fēng)電組基礎(chǔ)形式有重力式基礎(chǔ)、單樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、群樁基礎(chǔ)等，各種基礎(chǔ)各有特點，下面將以工程實例說明海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)在潮間帶的施工技術(shù)要點。

2 某潮間帶海上風(fēng)電項目工程概況

某潮間帶海上風(fēng)電項目決定采用重力式現(xiàn)澆鋼筋緩凝土基礎(chǔ)，由施工現(xiàn)場測量提高數(shù)據(jù)可知：T2風(fēng)電機組基礎(chǔ)總高度為4.3m，底部承臺直徑采用17.6m，此時的圓墩柱采用直徑為6.5m，基礎(chǔ)埋設(shè)深度采用1.2m；T3風(fēng)電機組基礎(chǔ)總高度為4.5m，底部承臺直徑采用17.3m，此時的圓墩柱采用直徑為6.2m，基礎(chǔ)埋設(shè)深度采用1.0m。

在每個基礎(chǔ)下方都設(shè)置30根高強度預(yù)應(yīng)力管樁，每10根圍1圈、共3圈均勻布置在基礎(chǔ)下，樁長約18～20m，樁身外徑800mm，樁身壁厚150mm，配筋選用型號為AB型和A型。樁基由2根樁段連接起來，上端樁采用AB型配筋，下端樁采用A型配筋，樁尖采用a型，并且要求閉口十字型鋼樁尖必須在管樁廠內(nèi)完成與樁端的封閉焊接，嚴禁地下水灌入樁內(nèi)，影響樁基使用壽命。

3 海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)在潮間帶的施工技術(shù)要點

目前，我國絕大多數(shù)海上風(fēng)電項目的風(fēng)電機組基礎(chǔ)在潮間帶的施工工藝流程為：先進行基礎(chǔ)開挖，然后綁扎墊層鋼筋，接著進行混凝土墊層的施工，同時準備好澆筑倉面，并做好相關(guān)的倉面質(zhì)檢及驗收工作，進行混凝土的配制和攪拌，通過攪拌車運輸混凝土，待入倉完成后則可進行振搗、收倉抹壓，進行混凝土養(yǎng)護，再拆模質(zhì)檢、修補缺陷，最后進行土方回填。

該風(fēng)電項目的高潮水位控制在2.3m內(nèi)，無水時間較長，因此在風(fēng)電機組基礎(chǔ)施工時，主要采用的是水陸兩用設(shè)備且以陸上使用為主。針對潮間帶介于海、陸間的地理特點，且容易受到天氣影響和海水淹沒作用，在潮間帶進行海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)施工時，施工隊伍決定采取以下措施控制好施工質(zhì)量。

3.1 土方工程施工

該項目的風(fēng)電機組基礎(chǔ)的土方開挖工程利用反鏟挖土機械進行，配以人工清除底槽污物。土方開挖的標高點先由專業(yè)測量人員給出合理的開挖深度，再由挖土機逐步向下開挖，并安排測量人員跟蹤控制開挖深度，通過“邊開挖、邊測量”有效防止超挖。當(dāng)機械挖土到達基底標高30cm時，施工人員利用平底鍬將剩余槽底保護層的土清理出來，再用手推車外運到坡道口周邊，通過挖土機將其挖走。待槽底清理完全后方可進行墊層施工。為有效避免對基底的土產(chǎn)生過大擾動或損壞管樁，施工設(shè)計過程中要求距開挖面0.5m范圍內(nèi)采用人工開挖，這是由于潮間帶具有較高水位，必須要求所有風(fēng)電機組基礎(chǔ)承臺在進行開挖施工時要采取適當(dāng)?shù)慕邓胧?/p>

3.2 鋼筋工程施工

首先，利用在墊層上設(shè)置的中心鋼筋樁和周邊引出的方向標志樁放出混凝土的底部設(shè)計邊線和上部四種環(huán)形筋的線，控制好基礎(chǔ)定線質(zhì)量；其次，使用鋼筋前必須對其進行質(zhì)量報驗，即要求每60噸原材料要進行取樣送檢，并附上鋼筋原材料的相關(guān)質(zhì)量保證書、出廠檢測報告和產(chǎn)品合格證；最后，還要對鋼材進行機械性能試驗檢測，通過具有一定資質(zhì)的檢驗部門實測質(zhì)量過關(guān)才能投入使用。

該項目所用鋼筋全部在鋼筋加工場中現(xiàn)制完成，制作前施工人員先對鋼筋進行除污除銹處理并調(diào)直，將各類鋼筋分開堆放好并做好標記。鋼筋制作時，先由相關(guān)設(shè)計技術(shù)人員嚴格按照設(shè)計圖紙進行下料，全面考慮鋼筋的長度設(shè)置，采用合適的鋼筋搭接方式，避免材料浪費。鋼筋項目施工全過程嚴格遵照相關(guān)施工設(shè)計圖、設(shè)計規(guī)范的要求進行，保證鋼筋對焊質(zhì)量，調(diào)整好接頭

位置。

本工程嚴格按照設(shè)計圖紙的要求進行鋼筋綁扎安裝，保證鋼筋安裝的所有規(guī)格、數(shù)量、尺寸、間距控制準確。當(dāng)混凝土墊層具有一定強度后，才在其表面上進行劃線、鋼筋鋪設(shè)，并且按照“先下后上，由內(nèi)至外”的布置原則將鋼筋依次排放好。在混凝土底板墊層邊線上擺放的鋼筋通過綁扎絲被捆綁成梅花形外八字和內(nèi)八字兩種形狀；當(dāng)?shù)撞夸摻罹W(wǎng)片綁扎工作全部完成后，利用撬杠撬起鋼筋交叉處，并在每2m2范圍內(nèi)預(yù)先墊上預(yù)制好的混凝土墊塊，作為鋼筋的保護層。對中央?yún)^(qū)域的環(huán)形筋和插筋進行綁扎時，施工人員按照在混凝土墊層上畫出的圓形區(qū)域進行安裝，位置控制準確，無鋼筋偏心、基礎(chǔ)環(huán)安裝不進的不良情況出現(xiàn)。

3.3 混凝土工程施工

由于潮間帶地質(zhì)兼有海、陸特點，在設(shè)計海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)時必須考慮其防水性能，為確保風(fēng)機基礎(chǔ)混凝土澆筑施工連續(xù)性良好，施工前根據(jù)不同廠家的技術(shù)力量、生產(chǎn)能力、混凝土輸送泵、混凝土罐車等各方面因素，初步選出三家實力強的廠家作為候選單位，并提交給甲方和監(jiān)理方，待三方討論、考察后確定。

為保證鋼筋混凝土工程施工質(zhì)量好，施工人員嚴格按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范跟設(shè)計要求進行混凝土的選料、配比、澆筑與養(yǎng)護，提高混凝土的密實性，且項目檢驗時發(fā)現(xiàn)混凝土表面平整光滑、線條順直，色澤均勻無氣泡，整體“外美內(nèi)堅”。

進行風(fēng)電機組基礎(chǔ)混凝土施工時，先將混凝土分成兩條澆筑帶，并各用一臺汽車泵進行澆筑，每小時澆筑量約80m3，控制好混凝土的緩凝時間為12h以上，保證每層混凝土均沒有施工冷縫出現(xiàn)。各澆筑帶混凝土泵前后設(shè)有一定錯位，逐步形成階段式分層退打的局面，全面提高泵的有效利用率，充分發(fā)揮泵送功效。

在每條澆筑帶的前部、中部、后部位置各設(shè)置兩臺振搗器，共有三個不同作用：（1）前部振搗器設(shè)在混凝土卸料點，在施工人員的振搗操作下讓混凝土順利通過面筋流入底層；（2）設(shè)在澆筑帶中部的振搗器，振搗手可利用其進行斜面混凝土的密實施工；（3）后部振搗器設(shè)在混凝土泵送形成的自然流淌坡度的坡腳及底層鋼筋處，此時振搗手負責(zé)混凝土流入下層鋼筋的底部，保證下層鋼筋混凝土振搗密實良好。

施工時，控制混凝土振搗方向為：下層混凝土振搗垂直于澆筑方向且自下而上進行，上層混凝土振搗垂直于澆筑方向且自上而下進行。振搗過程中，施工人員嚴格控制振搗棒移動距離、插入深度和振搗時間等，防止各澆筑帶交接處漏振情況的出現(xiàn)。在混凝土澆筑過程中會出現(xiàn)上涌的泌水和漿水，此時通過真空泵及時將其抽排出來，并在混凝土初凝前，按照設(shè)計初步標高進行拍打振搗，之后再用長木杠刮平，充分去除混凝土表面

泌水。

3.4 基礎(chǔ)環(huán)施工技術(shù)

基礎(chǔ)環(huán)的支點是由3個相隔120。的調(diào)節(jié)螺栓支架組成的，當(dāng)基礎(chǔ)底層鋼筋綁扎完成后，要先安裝調(diào)節(jié)螺栓支架，再將調(diào)節(jié)螺栓、基礎(chǔ)環(huán)連接在一起，利用吊車將其吊入基坑，放置在調(diào)節(jié)螺栓支架上，最后利用精密水準儀進行調(diào)平，同時在基礎(chǔ)環(huán)底部加設(shè)輔助支撐。

本工程的輔助支撐采用直徑為50mm的鋼管，在其底部墊上厚約5mm的鋼墊片，以實現(xiàn)鋼管高度的調(diào)節(jié)。另外，在澆筑混凝土至基礎(chǔ)環(huán)底部時，對基礎(chǔ)環(huán)的平整度多檢查一次，發(fā)現(xiàn)存在小誤差，及時采取措施調(diào)平，最終將輔助支撐鋼管焊接到底部鋼板上。

4 結(jié)語

該工程施工實踐表明，潮間帶海上風(fēng)電機組基礎(chǔ)的混凝土強度滿足設(shè)計要求，整體外觀質(zhì)量及使用性能良好，各項施工操作指標的偏差也控制在設(shè)計要求范圍內(nèi)，并且大大減少了砼澆筑量，縮短了整個海上風(fēng)電項目施工工期，有效節(jié)約了項目成本，為相關(guān)的潮間帶風(fēng)電項目提供了一定的參考。

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作者簡介：肖紀升（1984-），河北滄州人，天津港航工程有限公司工程師，研究方向：現(xiàn)場施工管理；裴澤偉（1987-），遼寧人，供職于天津港航工程有限公司，研究方向：水利水電工程。

（責(zé)任編輯：蔣建華）