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        風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目大體積混凝土施工溫度和裂縫控制措施以青海某風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目為例

        2022-09-17 16:48:40李龍姚凱敏蘭佳佳
        中華建設(shè) 2022年9期
        關(guān)鍵詞:測(cè)溫溫差風(fēng)機(jī)

        李龍 姚凱敏 蘭佳佳

        大體積混凝土在硬化期間, 一方面由于水泥水化過(guò)程中將釋放出大量的水化熱, 使結(jié)構(gòu)件具有“熱漲”的特性;另一方面混凝土硬化時(shí)又具有“收縮”的特性,兩者相互作用的結(jié)果將直接破壞混凝土結(jié)構(gòu), 導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。因而在混凝土硬化過(guò)程中,必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施, 以控制混凝土硬化時(shí)的溫度, 保持混凝土內(nèi)部與外部的合理溫差, 使溫度應(yīng)力可控, 避免混凝土出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫。

        一、工程概況

        某風(fēng)電項(xiàng)目規(guī)劃裝機(jī)規(guī)模350MW,共布置136臺(tái)風(fēng)機(jī)機(jī)組,其中:1000MW風(fēng)電場(chǎng)(300MW)布置100臺(tái)2.5MW的風(fēng)機(jī)機(jī)組,17臺(tái)3.0MW的風(fēng)機(jī)機(jī)組,每臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)置一座箱式變壓器,采用35kV架空線路通過(guò)12回線路將電力輸送至北側(cè)330kV升壓站;50MW集中式風(fēng)電項(xiàng)目布置19臺(tái)2.65MW的風(fēng)機(jī)機(jī)組,每臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)置一座箱式變壓器,采用35kV架空線路通過(guò)2回線路將電力輸送至330kV升壓站。場(chǎng)址區(qū)地貌為沖洪積平原,地表以高原草甸為主,海拔在2979m~3189m之間,屬典型的高原大陸性氣候,特征是大氣稀薄,干旱少雨,光照時(shí)間長(zhǎng),太陽(yáng)輻射強(qiáng),氣候溫良寒冷。

        二、施工總體方案

        1. 場(chǎng)內(nèi)道路和風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)開(kāi)挖施工工藝

        (1)風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)道路為風(fēng)電場(chǎng)各風(fēng)機(jī)間的運(yùn)行維護(hù)道路,同時(shí)兼顧施工期運(yùn)輸機(jī)械對(duì)道路的具體要求。

        (2)風(fēng)場(chǎng)內(nèi)的支道路應(yīng)隨著主干道路的連續(xù)施工全面展開(kāi)施工。

        2. 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土施工工藝

        基礎(chǔ)開(kāi)挖→(砂礫石換填)建基面清理→墊層混凝土澆筑→埋件安裝→錨籠環(huán)安裝→埋管安裝→鋼筋制安→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)→接地施工→基礎(chǔ)回填。

        三、施工重點(diǎn)及難點(diǎn)分析、施工對(duì)策

        1. 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)冬季施工難點(diǎn)

        分析:本工程屬于高寒高海拔地區(qū),場(chǎng)址區(qū)海拔在2979m~3189m之間,氣候惡劣,環(huán)境特殊,施工難度大,尤其是基礎(chǔ)開(kāi)挖、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土澆筑等冬季施工受溫度影響較大,如混凝土澆筑方量大、拌合站采用預(yù)熱混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)、運(yùn)輸保溫及澆筑過(guò)程保溫控制難度較大,因此將此作為本項(xiàng)目難點(diǎn)。

        采取對(duì)策:(1)制定詳細(xì)的冬季施工方案,并需分局及監(jiān)理審核批準(zhǔn)。(2)制定本項(xiàng)目應(yīng)急預(yù)案,遇到突發(fā)情況,立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,保證風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在冬季順利施工。(3)項(xiàng)目技術(shù)質(zhì)量管理人員做好技術(shù)交底工作,做到“事前、事中、事后”質(zhì)量管控。過(guò)程中發(fā)現(xiàn)隱患,應(yīng)及時(shí)整改落實(shí)。(4)拌合站做好混凝土預(yù)熱工作,包括骨料加熱保溫、上料膠帶機(jī)保溫、拌和樓保溫、拌和水加熱保溫、外加劑保溫加熱等,必須做好保溫措施。(5)對(duì)各分部分項(xiàng)施工作業(yè)人員進(jìn)行安全、安全技術(shù)交底工作,并簽字歸檔。

        2. 不良地基處理難點(diǎn)

        分析:根據(jù)招標(biāo)文件,本工程部分風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)存在不良地基情況,需要進(jìn)行水泥砂礫石基礎(chǔ)換填或管樁處理,管樁施工在風(fēng)電領(lǐng)域不常見(jiàn),管樁材料控制嚴(yán)格、施工工藝復(fù)雜,難度較大,因此作為本工程難點(diǎn)。

        采取對(duì)策:(1)做好施工前期準(zhǔn)備工作,編制《不良地基施工方案》,方案中必須編制質(zhì)量安全保障措施,上報(bào)分局及監(jiān)理審核并批準(zhǔn)。(2)及時(shí)和勘測(cè)設(shè)計(jì)單位溝通,確保地質(zhì)與前期勘測(cè)一致;(3)對(duì)管樁作業(yè)人員安全、安全技術(shù)交底工作,現(xiàn)場(chǎng)必須配置一名專職安全員。(4)嚴(yán)格按照方案施工工藝進(jìn)行施工,質(zhì)量管理人員做好質(zhì)量控制和監(jiān)督。

        四、大體積混凝土溫度和裂縫控制措施

        1. 概述

        本工程風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)混凝土單體工程量大,且基礎(chǔ)尺寸比較大,該工程符合大體積混凝土結(jié)構(gòu)范圍。大體積混凝土由于水泥在凝固過(guò)程中產(chǎn)生大量水化熱,使混凝土具有一定的溫度,混凝土內(nèi)部積聚的熱量不易散發(fā),與混凝土表面溫度相差較大時(shí),很容易產(chǎn)生溫度裂縫。

        2. 溫度控制措施

        (1)配合比設(shè)計(jì)措施

        混凝土的配置采用普通硅酸鹽水泥,且水泥標(biāo)號(hào)不低于42.5,可加入適量的防凍劑,同時(shí)試驗(yàn)室應(yīng)提前做好混凝土的試配工作,選擇合適的砂、石級(jí)配,確定適用的施工配合比。

        生產(chǎn)時(shí)做好混凝土生產(chǎn)記錄,以確?;炷翑嚢栀|(zhì)量。在施工現(xiàn)場(chǎng)做好坍落度試驗(yàn),做到對(duì)混凝土質(zhì)量的跟蹤檢查及控制,如坍落度與原規(guī)定不符時(shí),應(yīng)及時(shí)通知檢測(cè)中心和攪拌站調(diào)整配合比。尤其是外加劑用量必須嚴(yán)格按照試驗(yàn)室出具的配比通知單添加,并設(shè)專人完成此項(xiàng)工作。

        (2)原材料

        考慮現(xiàn)場(chǎng)施工用電等條件,拌和用水采用電熱棒加熱、砂石骨料采用篷布苫蓋、電暖風(fēng)機(jī)和加熱棒等加熱的方法。具體如下:

        ①砂石骨料預(yù)熱:粗骨料采用暖風(fēng)機(jī)加熱,砂采用電加熱棒加熱;②拌和用水:采用電加熱棒加熱;③外加劑溶液:采用熱水拌制和電加熱棒加熱;④封閉空間:采用電暖器等設(shè)施取暖加熱。

        (3)混凝土運(yùn)輸

        混凝土拌制完成后需要經(jīng)過(guò)由拌和機(jī)倒入罐車、罐車運(yùn)輸、由罐車倒入澆筑泵車以及由泵車輸送至倉(cāng)號(hào)內(nèi)等4個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。每次轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中,混凝土均與外界進(jìn)行熱交換,散失部分熱量,降低了混凝土入倉(cāng)前的溫度。為確?;炷翝仓雮}(cāng)溫度,采取措施對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中設(shè)備設(shè)施進(jìn)行保溫,減緩或減少熱量散失。

        ①結(jié)合混凝土運(yùn)輸、澆筑等工藝,采取相應(yīng)的措施,降低混凝土運(yùn)輸中的熱損失。②在冬季澆筑時(shí)段,對(duì)混凝土罐車采用保溫衣進(jìn)行包裹。加強(qiáng)混凝土運(yùn)輸管理,合理配備運(yùn)輸設(shè)備,加強(qiáng)各施工運(yùn)輸環(huán)節(jié)的銜接,縮短混凝土運(yùn)輸、周轉(zhuǎn)時(shí)間。③混凝土泵車受料口采用暖棚進(jìn)行保溫,保溫棚采用裝配式鋼結(jié)構(gòu),棚面采用保溫三防篷布苫蓋封閉保溫,并設(shè)置供暖設(shè)施。④混凝土泵車泵管采用纏繞伴熱帶對(duì)泵管進(jìn)行加熱,并包裹保溫材料(如橡塑海綿、玻璃絲綿等)進(jìn)行保溫,防止混凝土長(zhǎng)距離輸送熱量損失后堵管。⑤各種運(yùn)輸設(shè)備在工作結(jié)束時(shí),必須立即用熱水沖洗干凈;恢復(fù)工作時(shí)要首先加熱。⑥結(jié)合風(fēng)場(chǎng)永久道路,修筑臨時(shí)道路,減少混凝土運(yùn)輸距離,縮短運(yùn)輸時(shí)間。

        (4)混凝土澆筑

        ①在澆筑地點(diǎn)用裝配式鋼結(jié)構(gòu)搭設(shè)澆筑棚,采用三防篷布苫蓋封閉保溫,一側(cè)預(yù)留罐車進(jìn)出口,并用保溫簾布封閉,泵管外壁纏繞電伴熱帶和鋪貼3cm厚橡塑保溫海綿進(jìn)行保溫。②混凝土澆筑前,先搭設(shè)好混凝土倉(cāng)面保溫棚,配置電暖器和燃油暖風(fēng)機(jī)加熱保溫。在澆筑前2h運(yùn)行供熱設(shè)備供熱。確保鋼筋、模板及風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)溫度達(dá)到 5℃以上。③混凝土澆筑過(guò)程,暖棚內(nèi)溫度不低于5℃,冬期混凝土的振搗與常規(guī)施工相同。制作同條件養(yǎng)護(hù)試塊,試塊制作完成后放在暖棚內(nèi)進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)。④澆筑后側(cè)面的模板溫度保持在 5℃以上,使用保溫被對(duì)混凝土表面進(jìn)行蓄熱養(yǎng)護(hù),使混凝土水泥水化熱緩慢散發(fā)。⑤施工工藝流程搭設(shè)暖棚→布置暖風(fēng)機(jī)及風(fēng)管→暖棚內(nèi)預(yù)熱、鋼筋、鋼柱熱補(bǔ)償并開(kāi)始測(cè)溫→混凝土泵管電伴熱→混凝土澆筑→蓄熱養(yǎng)護(hù),加強(qiáng)溫度檢測(cè)頻率,溫度、濕度控制→檢測(cè)混凝土強(qiáng)度→根據(jù)混凝土強(qiáng)度監(jiān)測(cè)和溫度檢測(cè)選擇拆除暖棚和拆除模板的時(shí)間。

        3. 混凝土溫度控制措施

        根據(jù)規(guī)范規(guī)定,大體積混凝土內(nèi)外溫差超過(guò)25℃時(shí),將產(chǎn)生溫度裂縫。因此,在冬季進(jìn)行大體積混凝土施工時(shí),要控制混凝土入倉(cāng)澆筑溫度、混凝土溫升速度和基礎(chǔ)周圍環(huán)境溫度,降低內(nèi)外溫差至25℃以內(nèi),降低產(chǎn)生溫度裂縫的概率。

        (1)控制混凝土溫度

        ①依據(jù)冬季混凝土生產(chǎn)施工規(guī)范要求,出機(jī)口溫度不宜低于10℃,且入倉(cāng)最低溫度不低于5℃,考慮外界環(huán)境溫度較低的條件,按照最低混凝土入倉(cāng)溫度控制;

        ②在基礎(chǔ)澆筑前在基礎(chǔ)內(nèi)埋設(shè)測(cè)溫儀或預(yù)留測(cè)溫孔,便于后期進(jìn)行混凝土溫升值測(cè)量。測(cè)溫孔的布置要有代表性,測(cè)溫孔應(yīng)布置于基礎(chǔ)比較深厚的部位,因?yàn)榇颂幍乃療犭y以散發(fā),溫度較高?;A(chǔ)布置3個(gè)測(cè)溫孔,且應(yīng)避開(kāi)基礎(chǔ)環(huán)及電纜套管;測(cè)溫孔深度宜在墊層以上30㎝為宜。每個(gè)測(cè)溫孔應(yīng)在底部、中部、上部各放置一個(gè),上部應(yīng)深入基礎(chǔ)30㎝。測(cè)溫孔通過(guò)預(yù)埋薄壁鋼管或PVC材質(zhì)穿線套管來(lái)設(shè)置,風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)測(cè)溫孔布置見(jiàn)圖1。

        圖1 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)測(cè)溫孔布置

        ③安排的測(cè)溫人員要責(zé)任心強(qiáng),采取“三班制”值班。測(cè)溫工作開(kāi)始前,由工程技術(shù)人員對(duì)測(cè)溫工作進(jìn)行技術(shù)交底,確保測(cè)溫工作的規(guī)范和記錄規(guī)范,同時(shí)測(cè)溫工作人員嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)溫管理制度和按照測(cè)溫工作方法測(cè)量。

        ④測(cè)溫管理制度,本工程的測(cè)溫采用電子測(cè)溫儀直接讀取數(shù)據(jù)。

        ⑤設(shè)置專職測(cè)溫人員及技術(shù)管理人員,測(cè)溫人員必須接受專業(yè)交底才能上崗。測(cè)溫人員應(yīng)將當(dāng)日測(cè)溫表項(xiàng)目填寫完整并簽名后及時(shí)交給技術(shù)管理人員,一方面使管理層隨時(shí)掌握第一手資料,另一方面各管理層應(yīng)及時(shí)對(duì)有代表性的孔位(不得少于三孔)掌握測(cè)溫記錄,繪制該孔位的中部溫度和上部溫度變化曲線,以便準(zhǔn)確推算溫度變化趨勢(shì)和檢查測(cè)溫記錄的真實(shí)性。若混凝土內(nèi)外溫差大于25℃時(shí),應(yīng)立即報(bào)告技術(shù)負(fù)責(zé)人采取措施,加強(qiáng)保溫進(jìn)而減少溫差。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差小于25℃、混凝土表面與保溫層外溫差小于20℃且降溫趨于穩(wěn)定時(shí)停止測(cè)溫。

        ⑥測(cè)溫方法,將電子測(cè)溫儀的溫度感應(yīng)器,放入管內(nèi)下部位置,管口用堵頭堵嚴(yán),以保證內(nèi)部測(cè)溫準(zhǔn)確,三分鐘后讀取測(cè)溫?cái)?shù)據(jù),并按測(cè)溫孔平面布置圖的編號(hào)依次測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。養(yǎng)護(hù)期間前3d(天)每2h(小時(shí))測(cè)溫一次,第4d以后每4h測(cè)溫一次,當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差小于10℃時(shí)停止測(cè)溫,一般需測(cè)14天。在測(cè)溫的同時(shí),做好測(cè)溫記錄,在測(cè)溫過(guò)程中,如發(fā)現(xiàn)溫差過(guò)大,及時(shí)增減蓄水深度或覆蓋塑料薄膜,控制大體積混凝土中心溫度與表面溫度之差小于25℃以內(nèi)。

        (2)保溫養(yǎng)護(hù)措施

        ①澆筑前,在基礎(chǔ)倉(cāng)面搭設(shè)保溫棚,用以提高澆筑環(huán)境溫度,同時(shí)在澆筑完成后,保證基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度在達(dá)到基礎(chǔ)混凝土受凍臨界強(qiáng)度前不低于5℃;②在保溫棚內(nèi)預(yù)留1~12天混凝試塊同條件養(yǎng)護(hù),每天檢測(cè)試塊強(qiáng)度等級(jí),待達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度后再拆除保溫棚;③在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,根據(jù)測(cè)得的混凝土里表溫度值和基礎(chǔ)體內(nèi)溫度與保溫棚內(nèi)環(huán)境溫度,及時(shí)調(diào)整保溫棚內(nèi)環(huán)境溫度,基礎(chǔ)里表溫差小于25℃,基礎(chǔ)體內(nèi)溫度與保溫棚內(nèi)環(huán)境溫度溫差小于20℃;基礎(chǔ)澆筑體內(nèi)降溫速率不宜大于2.0℃/d。④保溫棚拆除后,對(duì)基礎(chǔ)外表面用2層棉被和電熱毯覆蓋保溫養(yǎng)護(hù),同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行基礎(chǔ)溫度測(cè)量,并根據(jù)溫度測(cè)量結(jié)果及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)方式,改變養(yǎng)護(hù)溫度。

        五、結(jié)語(yǔ)

        大體積混凝土施工時(shí),準(zhǔn)確計(jì)算混凝土拌和溫度、混凝土出機(jī)溫度、混凝土絕熱溫升、混凝土內(nèi)部實(shí)際溫度、混凝土表面溫度及混凝土內(nèi)部與表面溫差,有利于選取適宜的施工工藝、采取相應(yīng)的降溫與養(yǎng)護(hù)措施,從而避免出現(xiàn)混凝土溫度裂縫,以保證混凝土結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。

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