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        淺談廣西靈山大懷山風(fēng)電場土建施工的特點(diǎn)及應(yīng)對措施

        2020-03-05 00:11:31梁茂祺
        廣西電業(yè) 2020年12期
        關(guān)鍵詞:混凝土施工

        ●梁茂祺

        近年來,空氣污染、氣候變化等問題日益嚴(yán)峻,全球各國都在加速能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,可再生能源的利用成為焦點(diǎn),風(fēng)電在其中舉足輕重,成為發(fā)電量僅次于水電的清潔能源。發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已成為許多國家推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的核心內(nèi)容和應(yīng)對氣候變化的重要途徑,也是我國深入推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、促進(jìn)大氣污染防治的重要手段之一,研究探討風(fēng)電場的施工建設(shè)顯得極其重要。本文主要介紹了廣西靈山大懷山風(fēng)電場(以下簡稱“大懷山風(fēng)電場”)土建施工的主要特點(diǎn),并提出切合實(shí)際具有可操作性的應(yīng)對措施,在確保風(fēng)電場建設(shè)期間施工安全,質(zhì)量和工期的同時(shí),合理控制施工成本和提高效率,為今后的高山風(fēng)電建設(shè)提供參考。

        一、大懷山風(fēng)電場概況

        1.大懷山風(fēng)電場位于欽州市靈山縣新圩鎮(zhèn)、佛子鎮(zhèn)、平山鎮(zhèn)一帶,部分山脊與浦北縣交界,場址距離靈山縣城直線距離約24千米,距欽州市約128千米,總裝機(jī)容量200兆瓦,共安裝100臺(tái)永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī),單臺(tái)額定功率2兆瓦,最大機(jī)型的葉片直徑130米,輪轂高度90米。

        2.大懷山風(fēng)電場場址整體海拔相對較高,屬山地丘陵地貌,丘頂高程一般在300~800米之間,部分山體較為陡峭,山梁較窄,山脊的連續(xù)性較好,整體呈西南—東北走向,部分區(qū)域起伏較大。

        3.靈山縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),境內(nèi)氣候溫和,冬暖夏涼,無霜期長、四季分明、光照充足、雨量充沛。全年無霜期361天,多年平均氣溫21.8攝氏度,1月最冷,月平均氣溫12.9攝氏度,7月最熱,月平均氣溫28.3攝氏度。多年平均降雨量1609.3毫米,雨季集中在汛期4—9月,年平均相對濕度百分之八十。

        4.大懷山風(fēng)電場地形較為復(fù)雜,氣象災(zāi)害頻繁,其中影響風(fēng)電場的主要災(zāi)害性天氣是熱帶氣旋、雷暴、暴雨、覆冰等。

        二、大懷山風(fēng)電場土建施工的特點(diǎn)

        1.地理位置偏遠(yuǎn),對外交通條件差。大懷山風(fēng)電場屬于高山風(fēng)電場,地理位置比較偏僻,對外交通只有公路運(yùn)輸方式,且距靈山縣城24千米,施工物資和人員進(jìn)出很不便利。因地處山區(qū),至大懷山風(fēng)電場需經(jīng)村道,改擴(kuò)建道路長度約17.4千米,方能滿足風(fēng)機(jī)大件設(shè)備運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

        2.風(fēng)機(jī)設(shè)備體積大,運(yùn)輸要求高。大懷山風(fēng)電場所處位置山高溝深,對于戈壁、平原風(fēng)電場并不困難的風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)輸,卻成為了大多數(shù)高山風(fēng)電場影響安全、進(jìn)度、成本的重要因素。在蜿蜒崎嶇的山路運(yùn)輸難度較大,對道路的坡度和轉(zhuǎn)彎半徑等要求也比較高,一般道路坡度不大于百分之十二,轉(zhuǎn)彎半徑不小于35米。且隨著日益增加的單機(jī)容量,也直接導(dǎo)致了風(fēng)機(jī)設(shè)備體積、重量不斷增加,對運(yùn)輸車輛以及道路規(guī)范的要求也越來越高。

        3.氣候影響明顯,有效工期短。降水、雷暴、臺(tái)風(fēng)、覆冰等惡劣天氣對施工影響較大。南方地區(qū)高山風(fēng)電場海拔較高,易受季節(jié)性氣候影響,春夏雷暴雨水多,是影響施工進(jìn)度的主要因素;冬天霧天冰凍多則會(huì)降低能見度,阻滯大件運(yùn)輸和風(fēng)機(jī)吊裝。

        4.大體積砼澆筑,質(zhì)量要求高。按照現(xiàn)今的機(jī)組來說,風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)砼總方量普遍在300~600立方米之間,屬于大體積混凝土工程范疇。除了必須滿足一般混凝土的施工要求外,還需要防止基礎(chǔ)混凝土在硬化過程中,釋放過多水化熱,導(dǎo)致基礎(chǔ)塊體內(nèi)外溫差過大,從而產(chǎn)生溫度裂縫。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)砼裂縫在正常工況下不大于0.2毫米,極端工況下不大于0.3毫米,質(zhì)量要求高、澆筑施工強(qiáng)度大,而且澆筑完畢后要對砼進(jìn)行養(yǎng)護(hù),如摻和外加劑則養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。因此,大體積砼澆筑前要進(jìn)行熱工計(jì)算,以確定混凝土配合比、澆筑保溫方案,控制溫差。

        5.場址范圍廣、施工分散,人員與設(shè)備難以管理。由于風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的尾流會(huì)互相影響,各個(gè)風(fēng)機(jī)之間的距離需超過葉片直徑的3~4倍,導(dǎo)致了風(fēng)電場的規(guī)模普遍較大,大懷山風(fēng)電場就達(dá)到了63平方千米。由于風(fēng)機(jī)機(jī)位采用獨(dú)立布置的形式,從而導(dǎo)致施工作業(yè)面的分散。場內(nèi)道路工程、升壓站土建及電氣安裝工程、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)及箱變工程、場內(nèi)集電線路、風(fēng)機(jī)機(jī)組安裝工程等,每一個(gè)作業(yè)面都需要人員、材料,設(shè)備調(diào)配。怎樣做到統(tǒng)一管理、資源共享、合理配置,是每一個(gè)建設(shè)單位都需要面臨的難題。

        6.移動(dòng)頻繁、步驟重復(fù)。風(fēng)機(jī)的獨(dú)立布置形式導(dǎo)致了風(fēng)機(jī)的施工場區(qū)要頻繁地移動(dòng),施工步驟重復(fù),從基礎(chǔ)的定點(diǎn)、開挖,到風(fēng)機(jī)吊裝、調(diào)試、并網(wǎng)發(fā)電,都需要不斷地從一個(gè)風(fēng)機(jī)位置移動(dòng)到另一個(gè)風(fēng)機(jī)位置,反復(fù)重復(fù)著施工工序和步驟。

        三、大懷山風(fēng)電場土建施工的應(yīng)對措施

        大懷山風(fēng)電場具有風(fēng)機(jī)點(diǎn)位多、建設(shè)地點(diǎn)分散,施工場地移動(dòng)頻繁,工期緊,高空作業(yè)多,工程質(zhì)量要求高等諸多特點(diǎn)。針對以上施工特點(diǎn),遵循施工工藝要求和施工規(guī)范,保證合理工期,兼顧施工效率和成本的同時(shí),研究適應(yīng)性強(qiáng)的科學(xué)系統(tǒng)的方法,可以從以下應(yīng)對措施著手。

        1.優(yōu)化施工程序。風(fēng)電場內(nèi)外的道路建設(shè)十分關(guān)鍵,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先建設(shè)好相應(yīng)的道路等基礎(chǔ)設(shè)施,特別是與外界公路網(wǎng)對接以及延伸至各個(gè)風(fēng)機(jī)之間的永久性道路。場內(nèi)外的道路除了要滿足混凝土、鋼筋等建材的運(yùn)輸要求外,還要滿足安裝階段的大型吊裝機(jī)械和塔筒、葉輪、機(jī)艙等超長平板拖車通過的條件。所以,一定要科學(xué)設(shè)計(jì)道路的轉(zhuǎn)彎半徑和坡度。

        (1)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)周期較其他項(xiàng)目的建設(shè)周期都要短,一般一臺(tái)風(fēng)機(jī)從開工到安裝完成不超過三個(gè)月,并且單臺(tái)風(fēng)機(jī)安裝完成后就可以進(jìn)行調(diào)試和并網(wǎng)發(fā)電。而升壓站和生產(chǎn)控制樓以及送出線路的建設(shè)周期卻在5~9月左右,所以,升壓站、控制樓以及送出線路應(yīng)優(yōu)先開工。

        (2)要基于現(xiàn)場條件進(jìn)行混凝土澆筑程序的合理安排,盡可能實(shí)現(xiàn)專業(yè)分工,形成流水線。由于風(fēng)機(jī)施工和步驟的不斷重復(fù),形成每種工序的流水線,既有利于效率的提高又有利于確保施工質(zhì)量。

        (3)風(fēng)電場規(guī)模較大,風(fēng)電機(jī)組布置范圍較廣,根據(jù)風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組的布置及交通條件,分區(qū)、分期進(jìn)行施工,合理安排施工期限和順序。在每個(gè)施工分區(qū)中,根據(jù)施工交通及施工工藝,施工臨時(shí)建筑物、風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)處理、混凝土澆筑等工作也應(yīng)合理安排工序交叉作業(yè)。

        2.優(yōu)化施工機(jī)械器具,加快施工進(jìn)度?;谑┕さ囊?,要按照實(shí)際需求配置數(shù)量足夠的施工器具及施工機(jī)械??紤]到大量轉(zhuǎn)場的工作量,輔助吊裝機(jī)械盡量選用汽車式起重機(jī),可以大幅度降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度,有效地加快施工速度。而加快施工進(jìn)度能夠使包括大型吊裝機(jī)械在內(nèi)的施工機(jī)械使用臺(tái)班明顯減少,從而節(jié)約成本。

        3.避免大型設(shè)備二次搬運(yùn)。塔筒、葉片的體積和重量很大,搬運(yùn)需要特殊的起重機(jī)械,故一般不安排二次搬運(yùn)。風(fēng)機(jī)部件等其他設(shè)備可以進(jìn)行二次搬運(yùn),但應(yīng)當(dāng)盡量避免。

        4.加強(qiáng)連續(xù)大體積混凝土澆筑及后期養(yǎng)護(hù)工作。為了保證大體積混凝土基礎(chǔ)的整體性,基礎(chǔ)的上下臺(tái)應(yīng)一次性連續(xù)澆筑完成,任何部位都不允許出現(xiàn)施工縫。施工時(shí)應(yīng)分層澆筑、分層振搗,澆筑混凝土必須連續(xù)進(jìn)行,間歇時(shí)間不得超過2小時(shí),保證上下層混凝土結(jié)合良好,避免形成施工冷縫。

        大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)主要是為了控制混凝土內(nèi)外溫差和使混凝土表面保持一定的濕度。在基礎(chǔ)表面覆蓋塑料布保濕保溫,可防止風(fēng)干以及控制混凝土的內(nèi)外溫差。在養(yǎng)護(hù)期間,定人定時(shí)進(jìn)行測定混凝土溫度,根據(jù)測溫結(jié)果,調(diào)節(jié)保溫層厚度,以保證混凝土內(nèi)外溫差不超過25攝氏度,確保混凝土結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)溫度裂縫。

        5.加強(qiáng)主吊機(jī)械選型。吊裝機(jī)械選型時(shí),吊裝作業(yè)過程中的吊車負(fù)荷應(yīng)為額定負(fù)荷的80%~85%,同時(shí)要合理分布風(fēng)機(jī)設(shè)備組件擺放位置,使其不要超過吊車最大設(shè)計(jì)半徑。起吊時(shí)還應(yīng)滿足風(fēng)速小于10米/秒,這樣可以應(yīng)對起吊過程中被風(fēng)吹動(dòng)時(shí)風(fēng)載帶來的動(dòng)荷載,保證吊裝工作的安全性。由于高山風(fēng)電場具有諸多特殊性,施工現(xiàn)場地形地貌多變而且復(fù)雜,適用的吊裝機(jī)械主要有汽車式起重機(jī)、履帶式起重機(jī)。

        (1)汽車式起重機(jī)是一種自行式起重機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)靈活、行駛速度高、轉(zhuǎn)場快,適用于頻繁移動(dòng)、不固定的作業(yè)場所。其缺點(diǎn)也較為明顯,如不能帶負(fù)荷行駛、作業(yè)時(shí)必須打支腿支撐等。

        (2)履帶式起重機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是支撐面大,對地面的要求也相對較低,通常情況下行走過程中的壓力低于0.2兆帕,起重過程中低于0.4兆帕,能夠在不平坦的松軟地面行駛和作業(yè);同時(shí)還有動(dòng)作平穩(wěn)、起重能力大、起吊高度高、轉(zhuǎn)彎半徑小等諸多優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是履帶會(huì)破壞公路路面、行走速度慢、轉(zhuǎn)場必須經(jīng)過拆卸后用平板車運(yùn)輸?shù)竭_(dá)作業(yè)現(xiàn)場再重新組裝,不適宜遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移。

        就以上兩種起重機(jī)而言,大噸位履帶起重機(jī)具有汽車式起重機(jī)無法達(dá)到的帶負(fù)載行駛能力、起重力矩、作業(yè)幅度等顯著優(yōu)點(diǎn),且日益完善的自拆裝功能,極大地減少了起吊作業(yè)前的準(zhǔn)備時(shí)間。結(jié)合前文所講述的風(fēng)電場諸多施工特點(diǎn),若是大型長期工程,要求起重量、起升高度高,主要是平地、草原等比較松軟的地面,且不需要長距離轉(zhuǎn)運(yùn),選擇履帶起重機(jī)比較經(jīng)濟(jì),履帶起重機(jī)可帶載行走,短距離轉(zhuǎn)運(yùn)工件比較方便,可省去運(yùn)輸車。若地形坡度較大,宜采用汽車式起重機(jī)。

        四、結(jié)語

        筆者通過對大懷山風(fēng)電場土建施工管理實(shí)踐,建議應(yīng)在今后的高山風(fēng)電建設(shè)中采取科學(xué)方式對項(xiàng)目實(shí)行全過程管理,優(yōu)化工序、合理選用施工機(jī)械,確保項(xiàng)目的施工成本、質(zhì)量和工期可控,達(dá)到效率最大化,按照預(yù)期計(jì)劃順利完成項(xiàng)目施工任務(wù)。

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