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风力发电机基础施工工法
完成单位：宁夏电力建设工程公司 主要完成人：齐亚民 郝惠林
1 前言
受国家政策导向的支持，风电将实行无条件上网，并将获得国家融资、税收和环保等政策性支持。根据国家长期规划，到2020年我国的风能发电装机则为3000万千瓦，分别占到届时总装机的3%。随着国家风力发电千万千瓦基地建设的发展，风力发电作为作为一种新兴、环保、可替代能源，如雨后春笋，增长势头迅猛，在我国民经济建设中发挥着巨大的作用。
风力发电机钢筋混凝土基础是风力发电机组的重要组成部分，钢筋混凝土基础施工是风力发电项目施工的关键环节，它的施工质量直接关系到风力发电机组安全性、可靠性、耐久性。
宁夏电力建设工程公司2003开始施工风力发电工程，近年来，先后在宁夏、甘肃、吉林、内蒙等省区共计施工风力发电工程21项，装机容量500余兆瓦。这些工程情况各异：单机容量有750kW、850 kW、1000 kW 、1500 kW；工程规模自10.2MW至49.5MW不等；所遇自然地貌涉及丘陵、戈壁、草原等；基础与塔筒连接的预埋件形式有基础座环、鼠笼两种。通过各项工程实践，不断总结经验教训，2008年完成了风力发电机钢筋混凝土基础施工工法，并请多家建设单位（业主单位）、设计单位和监理单位的权威人士进行了会审，通过了鉴定。
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2 工法特点
风力发电机基础施工工法，在建立质量、环境、职业健康安全一体化管理体系，并有效运行的基础上，应用P3项目管理软件，优化风场风力发电机群施工工序，实行流水施工作业，采用合理施工工艺，具有以下特点：
2.1考虑同期风力发电场项目风力发电机基础的一致性，设置混凝土搅拌站、钢筋加工厂、模板加工厂，采用混凝土集中拌合、混凝土罐车运输， 钢筋、模板集中加工制作分别安装的方案，提高了施工的机械化程度，强化了施工管理的系统性。
2.2 由于资源加载相对简单，P3项目管理软件可以充分发挥作用。实践证明，与火电、水电、输变电项目相比，P3项目管理软件更适用于风力发电项目。
2.3 统筹计划，统筹安排，集群风力发电机基础之间采用流水化施工作业，实现了工艺流程及单机基础的程序化、标准化施工与管理。
2.4 施工中，技术方案、技术措施与安全控制、质量控制、进度控制和成本控制等管理措施实现了有机地结合，控制了各类风险，取得了良好的经济效益和社会效益。
2.5 大体积混凝土（尤其在暑期和冬期）裂缝控制是本工法的技术和重要的质量控制点。采用工地预拌混凝土方式供应混凝土。选用低热矿渣硅酸盐水泥，应用“双掺”技术，严格控制混凝土出机温度，以覆盖和搭设保温蓬等措施控制混凝土的内外温差，使用电子测温仪测试混凝土内部温度，有效的防止了混凝土温度裂缝和“冷缝”的发生。无论是冬期施工的，还是暑期施工的，均未出现混凝土裂缝。 2.6 座环或鼠笼安装精度是本工法的关键质量控制点。
3 适用范围
风力发电机基础施工工法适用于无地下水或地下水位低于基础建基面以下的天然地基，自然地貌为丘陵、戈壁、草原，塔筒与基础连接采用座环、鼠笼的风力发电机群的大体积风力发电机钢筋混凝土基础施工。
4 工艺原理
根据运筹学、风险预控等原理，在建立质量、环境、职业健康安全一体化管理体系，并有效运行的基础上，应用P3项目管理软件，统筹计划、统筹安排、合理利用资源，将技术方案、技术措施与安全管理、质量管理、进度管理和经营管理有机地结合起来，使集群风力发电机基础的工艺流程及单机基础的施工与管理程序化、标准化，保证工程施工安全、环保、优质、高效。
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5 施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
定位放线→ 机械开挖 → 人工清理修正 → 基槽验收 → 垫层混凝土施工 → 放线 →基础座环（鼠笼）安装 → 基础钢筋绑扎 → 预埋管件、螺栓安装→ 模板安装→ 基础混凝土浇筑→温控、养护→拆模→验收→土方回填 5.2 操作要点 5.2.1 基坑开挖
应先测量机位原始地貌高程并与地勘、设计（含业主）的机位交底高程核对。设计标高以削去山头后满足吊装平台设计尺寸，再进行每个风机基础的定位；基础应坐在持力层上，基础周围预留不少于5m宽的原土基础保护层，并以此作为设计标高的确定原则。
基坑开挖前，采用全站仪测量定出基础中线，并在开挖线外做4个引桩（两条垂直线上），然后放出基础尺寸轮廓线，根据设计要求，定出开挖坡口线、坡脚线。当开挖深度超过5米（含5米）的基坑，应按建设部建质【2004】213号文件要求编制“危险性较大工程安全专项施工方案并审核审查。
基坑开挖采用挖掘机开挖、人工修坡、清基,从上到下分层进行。机械开挖至垫层底标高以上200mm～300mm高程，然后以人工修理基坑边坡，开挖垫层底标高以上的剩余土方，并清理基面，以免扰动地基。接近设计标高时，应注意严格控制开挖高程，边挖边检查基坑高程和宽度，不得超挖，严禁扰动基面，不够开挖高程和平面尺寸应及时修整。开挖的土石方必须按照指定的地点和相关要求进行堆放。
基坑开挖至设计高程、完成基面清理，施工单位自检合格后，文字通知监理单位，由总监理工程师（建设单位专业负责人）组织施工项目经理和有关勘察、设计单位项目负责人进行验收。验收合格并签证验收记录后进行下道工序。
基坑开挖过程中应注意土质的变化情况，若遇与地质勘查报告（或施工图纸）明显不同的土质、地下水情况、空穴、古墓、古井、防空掩体及地下埋设物，应及时联系勘察、设计单位。由勘察、设计单位、建设单位（或业主单位）、监理单位研究处理方案，方案确定后按批准的设计变更文件继续进行施工，并按验收程序重新进行验收。
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5.2.2 基础混凝土垫层施工
垫层模板采用标准钢模板，以Ф10以上钢筋紧靠模板竖向嵌入地基夹住模板，实现稳固模板为宜。 垫层混凝土施工采用拌合站集中搅拌、混凝土罐车运输到坑位入仓、平板振捣器振捣，一次成型，尽量不留置施工缝。若垫层混凝土设计为C10，采用泵送入仓，应建议提高等级至能够实现顺利泵送。
垫层浇筑时应注意按座环或鼠笼安装图，在地脚螺栓底法兰处安装地脚螺栓支撑架的埋件，中心尺寸偏差≤5mm，平整度≤2mm。垫层浇筑时应按钢筋安装尺寸及架立需求，埋设架立短钢筋。
5.2.3 基础座环（鼠笼）安装
1. 基础座环（鼠笼）安装是风机基础施工的关键控制环节，是保证风机安装质量和安全运行的重要控制工序，因此在施工中必须高度重视，精心施工、严格管理、逐级检验、逐级把关，确保座环（鼠笼）安装质量。
2. 基础座环、鼠笼施工顺序
1）基础座环施工顺序：甲供设备到货检验、复测上下法兰尺寸、厚度及附件长度、数量 → 座环定位放线 →钢支镦与埋板安装 → 座环吊装就位 →座环找正、调平→座环精调→ 钢筋安装验收后座环复验
2）鼠笼施工顺序：甲供设备到货检验、复测上下法兰尺寸、厚度及地脚螺栓附件长度、数量 → 座环、螺栓定位放线 → 螺栓地脚螺母与埋板安装 → 座环吊装就位、找正、调平、精调、临时加固 →
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螺栓定位法兰模具的定位、调平、安装 → 穿螺栓、调整上下控制尺寸、测量垂直度 、安装螺栓套管 → 座环复验、加固牢固
3.基础座环及地脚螺栓安装应根据设备厂家提供的安装图进行安装；安装应编制座环及地脚螺栓安装作业指导书，严格审批和作业前技术交底工作，座环及地脚螺栓安装检验采取四级检验，即作业班组安装完后自检（一检）→专业队技术负责人、质量检验人员复查（二检）→项目技术负责人、项目质量检验人员复验（三检）→监理单位、建设单位终检（四检），必要时可邀请设计单位和设备供应单位有关人员一同检验。
4. 基础座环就位
1）在垫层上弹出基础中心线、边线、基础座环位置的控制墨线，核对无误后方可进行地脚螺栓附件的安装工作。
2）钢支镦安装：按设计控制尺寸将制作好的钢支镦进行吊正、找平、点焊、复核，无误后进行钢支镦与基础预埋板的焊制。
3）复核基础座环地脚螺栓安装处几何尺寸并分别标识好方位，与钢支镦上方位一一对应。 4）根据座环几何尺寸偏差和钢支镦安装累计误差调整地脚螺栓安装尺寸。 5）用25T汽车吊将座环轻轻吊起，安装调整地脚螺栓。
6）将基础座环吊装到钢支镦上，调整地脚螺栓、钢支镦定位控制轴线，无误后将调整地脚螺栓和钢支镦进行焊接；
7）对地脚螺栓进行微调，最终达到满足设计要求的座环平整度（用500×500直角钢板尺、水准仪施测)；
8）对座环安装进行“四级”质量验收，合格后方可进行下道工序施工。
由于地脚螺栓上法兰安装平面度要求较高，垫层浇筑时应注意按座环安装图，在地脚螺栓底法兰处安装埋件，以保证地脚螺栓放置在支撑架上，实现安装过程中对地脚螺栓的平整度进行微调，以便实现地脚螺栓标高的准确控制。
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风力发电机钢筋混凝土基础施工工法
