靳登登 中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
泰國博通風(fēng)電場位于泰國的東北部慕達(dá)漢省,毗鄰湄公河,距離曼谷市約630 公里。風(fēng)電場海拔高程約90~160 米。該項(xiàng)目裝機(jī)容量為16MW,本工程施工現(xiàn)場屬于熱帶氣候,據(jù)項(xiàng)目所在地氣象資料統(tǒng)計(jì),夏季(6、7 月)平均最高氣溫35℃,冬季(1、2 月)最低氣溫25℃。全年風(fēng)季時間較長,平均風(fēng)速4.75m/s,最大風(fēng)速可達(dá)35m/s。
此項(xiàng)目風(fēng)機(jī)為SG 145-4.5 157.5HH,風(fēng)機(jī)混凝土基礎(chǔ)類型為圓承臺基礎(chǔ),基礎(chǔ)底部直徑為23.00m,上部直徑為7.00m,混凝土強(qiáng)度等級為C35,承臺基礎(chǔ)邊緣位置混凝土厚度為0.70m,承臺基礎(chǔ)中心位置混凝土厚度為4.00m,混凝土設(shè)計(jì)方量為720 方。
溫控原則:
①盡量降低混凝土的溫升、延緩高溫度出現(xiàn)的時間;
②降低降溫速率;
③降低混凝土中心和表面之間、控制混凝土表面和氣溫之間的差值。
混凝土溫控標(biāo)準(zhǔn):
①控制混凝土入倉溫度在30 攝氏度以內(nèi);
②混凝土最大降溫速率不超過2 攝氏度/天。
1.合理選擇混凝土原材料、優(yōu)化混凝土配合比
混凝土配比方案中水泥和其他材料的含量直接影響著混凝土產(chǎn)生的水化熱熱量,保證混凝土生產(chǎn)原材料,水、砂石料、粉煤灰、水泥等滿足質(zhì)量要求。同時添加合適比例粉煤灰和外加劑以減少水泥比例,有效的降低混凝土產(chǎn)生的水化熱,使混凝土供應(yīng)到現(xiàn)場的溫度不超過35°C。具體措施如下:
①水泥:普通硅酸鹽水泥224kg,水灰比為0.39,水泥使用前應(yīng)充分冷卻。
②粉煤灰:粉煤灰224kg,降低成本,降低水泥使用量,減少水化熱,提高混凝土后期強(qiáng)度;
③外加劑:添加劑5kg,選用著名化學(xué)材料品牌Sika 的中檔減水混凝土添加劑CPAC20405 和添加劑CAPC20603,減少用水量,降低絕對溫升。
優(yōu)化混凝土配合比:
經(jīng)過理論計(jì)算,此配比混凝土水化熱峰值為65℃,經(jīng)過多次和定期的混凝土試驗(yàn)檢測,包括記錄混凝土出倉溫度和初凝時間,溫測數(shù)據(jù),確保試塊抗壓強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn),確保混凝土質(zhì)量。
2.嚴(yán)格測控混凝土溫度
①在攪拌站搭設(shè)遮陽篷,堆高骨料、底層取料,對攪拌機(jī)骨料傳送帶加蓋密閉,同時在生產(chǎn)前對骨料、砂石進(jìn)行灑水降溫,既減少了材料含泥量,同時也可以降低混凝土出倉溫度;
②采用冷水機(jī)循環(huán)冷卻水,由于當(dāng)?shù)靥鞖鈿鉁剌^高,使用低溫水可以極大的降低混凝土的出倉溫度。
③水泥在使用前應(yīng)充分冷卻,確保施工時水泥溫度不超過50℃。
運(yùn)輸過程中:
①對所有混凝土罐車進(jìn)行灑水降溫,表面包裹多層麻布,減少混凝土運(yùn)輸過程中的水化熱。
②當(dāng)氣溫高于入倉溫度時,應(yīng)加快運(yùn)輸和入倉溫度,減少混凝土在運(yùn)輸和澆筑過程中溫度回升。
澆筑過程中:
①由于當(dāng)?shù)厝臻g氣溫較高,故本項(xiàng)目風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土澆筑均選擇在夜間進(jìn)行,澆筑前灑水濕潤墊層。
②一次性澆筑完成,分層澆筑,每層不大于300mm,避免混凝土堆積。
③在基礎(chǔ)混凝土澆筑之前布設(shè)通水鐵管網(wǎng),采用循環(huán)通冷卻水的方式進(jìn)行降溫與養(yǎng)護(hù)。詳情如圖1 所示。
圖1 通水冷卻管布置圖
在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)基坑外放置一個容量為3 立方的混合池,通過往混合池內(nèi)添加冰塊的方式,將進(jìn)水溫度控制在25 至35 攝氏度之間,在混合池旁安置一臺150L/m,壓力1.5Bar 的壓力泵,進(jìn)水管口位置安裝一個溫控儀表進(jìn)行溫度監(jiān)測,冷卻水從混合池通過進(jìn)水口循環(huán)一周后返回冷卻罐,通過環(huán)境自然降溫5~6 攝氏度然后進(jìn)入混合池,重復(fù)利用循環(huán)水,加入冰塊使混合池中水的溫度小于35 攝氏度然后再次通過進(jìn)水管進(jìn)入基礎(chǔ)內(nèi)部冷卻降溫。
基礎(chǔ)內(nèi)的通水鐵管分四層布置,每層通水鐵管分為進(jìn)水管和回水管,通水管選用直徑1.0'',厚度3.2mm 的碳鋼管,管道布置分為四層,每層管道對應(yīng)不同的混凝土厚度。
為了保證混凝土內(nèi)部和外部溫差小于20 攝氏度,通過在混凝土基礎(chǔ)內(nèi)部預(yù)裝的T 型熱電偶進(jìn)行溫度的持續(xù)監(jiān)控,熱電偶共布置四層,其中4#和6#布置在混凝土基礎(chǔ)表面位置用以監(jiān)控基礎(chǔ)表面溫度變化,1#,2#,3#,5#布置在混凝土基礎(chǔ)內(nèi)部以監(jiān)控基礎(chǔ)內(nèi)部的溫度變化,7#布置在基礎(chǔ)之外,用以監(jiān)控環(huán)境溫度的變化,溫控變化通過外部監(jiān)控儀器進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控,現(xiàn)場安排人員每一個小時記錄一次溫度數(shù)據(jù),直至停止鐵管通水降溫仍能滿足溫度要求時停止運(yùn)行通水循環(huán)系統(tǒng)。
根據(jù)歷史氣象資料顯示,在混凝土澆筑時室外溫度和混凝土溫度相差太大,相差將至少為36.2 攝氏度,故設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)方案,使用塑料薄膜-聚苯乙烯泡沫板-塑料薄膜,三層材料覆蓋混凝土基礎(chǔ)表面,將混凝土表面與外部進(jìn)行隔離,降低基礎(chǔ)內(nèi)部和表面散熱速率差,通過溫度監(jiān)控裝置時刻監(jiān)控溫度,直至停止鐵管通水降溫仍能滿足溫度要求時停止運(yùn)行通水循環(huán)系統(tǒng)。
由于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)體積較大,混凝土基礎(chǔ)內(nèi)部會產(chǎn)生過多的水化熱,內(nèi)部與表面散熱速率不一樣等原因容易產(chǎn)生裂縫等相關(guān)質(zhì)量問題,因此大體積混凝土基礎(chǔ)的溫控措施是建設(shè)高質(zhì)量基礎(chǔ)工程的關(guān)鍵,這也影響著工程項(xiàng)目的使用壽命,避免因溫控不當(dāng)造成質(zhì)量問題而引發(fā)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本項(xiàng)目是我院在海外承接的為數(shù)不多的超高風(fēng)電機(jī)組的陸上風(fēng)電總承包項(xiàng)目,因此有必要對高風(fēng)機(jī)機(jī)組大體積混凝土澆筑的溫控措施進(jìn)行過程跟蹤,以提高施工效率與效果,形成組織過程資產(chǎn),而且在施工過程中,基礎(chǔ)澆筑所耗費(fèi)的資源及工期在整個項(xiàng)目中都占有比較高的比例,因此管理好此項(xiàng)工作不造成返工是節(jié)約工期、降低成本的必然需要。