风机基础施工关键技术与质量控制研究

引言

随着全球能源结构向低碳化转型，风电产业已成为我国新能源发展的重要方向。风机基础作为风力发电机组的“根部”，需承受风机塔筒、叶片及风荷载的长期作用，其施工质量直接影响机组运行的安全性与经济性。近年来，风电项目向山地、丘陵等复杂地形拓展，施工环境的特殊性对基础施工提出了更高要求。本文基于风电项目施工实践，结合行业规范与技术难点，探讨风机基础施工的关键技术与质量控制要点。

一、工程概况与施工特点

风机基础施工是风电项目的关键环节，其核心功能是为风机设备提供稳定、耐久的支撑。根据地质条件与荷载需求，风机基础可分为浅基础（适用于地质条件较好地区）和深基础（如桩基础、地下连续墙，适用于软土、膨胀土等复杂地基）。

风电项目的施工特点显著：

1. 工期紧凑：以 50MW 山地风电场为例，从开工准备到全部机组投产需9～15 个月，其中工程建设期最短为6 个月，最长为9 个月，需在当年完成并网，体现“短、平、快”的特征。

2. 施工强度高：因需集中完成基础开挖、备料及临建设施（如钢筋加工厂、混凝土拌和系统）建设，施工时段集中性显著。

3. 地域性差异大：不同地区的地质条件（如山区地形险峻、沿海地区台风盐雾腐蚀）、气候环境（如昼夜温差影响混凝土养护）及交通条件（山地风电场常面临运输不便）均对施工方案产生直接影响。

二、施工关键技术与工艺要点

（一）地质勘察与基础选型

地质勘察是风机基础施工的首要环节，需全面评估土壤类别、承载力、地下水位等参数，为后续设计与施工提供数据支撑。例如，在山地风电场中，地质结构复杂（如XX 岩层）、稳定性差，需结合勘察报告选择适应性的基础形式（如钢筋混凝土圆锥形基础），并合理设计施工工艺。

（二）施工测量控制

施工测量是确保基础位置与高程精度的关键。需建立包含基准点、辅助点及施工控制点的测量控制网，并通过全站仪、GPS 等设备结合传统水准测量方法，确保坐标与高程传递的连续性与准确性。

（三）土方开挖与垫层施工

土方开挖方法需根据地质条件选择：机械开挖适用于大面积硬土场地，爆破开挖用于复杂地质或大土方量场景，人工开挖则适用于小面积软土区域。开挖后需检测土质含水率、密实度等参数，确保符合垫层施工要求。垫层材料需具备良好级配、足够的压缩模量及透水性，以提升地基承载力并减少沉降风险。

（四）基础环安装工艺

基础环是风机塔筒与基础连接的核心部件，其安装质量直接影响机组稳定性。关键施工步骤包括：

·吊装环节：需采用专用吊具，控制吊装速度与角度，避免基础环变形或损坏；

·焊接环节：焊缝需满足设计强度要求，焊接过程中需监控温度与湿度，防止焊接缺陷；

·浇筑环节：混凝土浇筑需分层进行，输送管应远离基础环锚板，避免泵送冲击影响锚板水平度；同时，需复核锚板位置与水平度，确保与设计一致。

（五）混凝土浇筑与养护

大体积混凝土浇筑是风机基础施工的重点难点。需注意：

·材料控制：优先使用商品混凝土，确保原材料稳定性与计量准确性；若自建搅拌站，需提前储备黄砂、碎石等材料，水泥等仓储量需达1/2 以上以满足连续浇筑需求；

·运输与浇筑：山地风电场混凝土运输时间长（可达2 小时），需添加缓凝剂延长初凝时间，防止远距离运输导致混凝土离析；高温环境下需采取降温措施（如覆盖塑料薄膜与草席），控制入模温度与水化热影响；

·养护管理：养护需保持混凝土湿润，避免雨水冲刷或温度骤变导致开裂；模板拆除应及时，以提高周转效率。

三、复杂地形下的施工难点与对策

（一）山地风电场施工难点

山地风电场因地形险峻、交通不便，施工面临多重挑战：

1. 地质条件复杂：岩层不稳定、承载力不足等问题易导致基础沉降或滑移；

2. 设备管理难度大：大型机械（如挖掘机、泵车）在陡坡区域调度困难，需优化设备布置与施工流程；

3. 气候环境影响：昼夜温差大、降水频繁等条件对混凝土性能（如强度、抗裂性）提出更高要求；

4. 水土流失风险：不合理开挖或回填易破坏地表植被，需加强环保措施。

（二）针对性技术对策

针对上述难点，需采取以下措施：

·加强勘察与监测：通过详细地质勘探与实时监测，确保数据准确性，为设计与施工提供依据；

·优化施工流程：结合场内道路进展划分作业区域，合理调配资源，缩短工期；路基施工优先于风机基础土建，以保障运输通道；

·严格材料管理：控制混凝土运输时间与温度，采用缓凝剂、降阻剂等材料应对远距离运输与腐蚀问题；

·落实环保要求：合理规划土方堆放区域，减少运输距离与扬尘；回填时清除杂物并分层夯实，避免破坏生态。

四、施工质量与安全控制

（一）工程质量控制

风机基础施工需以“质量第一”为原则，关键控制点包括：

·基础结构稳定性：确保底面积、地基承载力等参数满足设计要求，避免因荷载失衡导致基础破坏；

·钢筋与模板安装：钢筋间距、高程需符合设计规范；模板需通过钢丝绳固定与木方支撑，防止胀模、跑模；保护层垫块需强度不低于该部位混凝土，并预埋扎丝固定；

·验收标准：施工完成后需按国家规范验收，重点关注基础环水平度、混凝土强度及结构尺寸。

（二）施工安全管理

安全是施工的核心原则，需通过以下措施保障：

·防护设施配置：配备安全带、安全网、防护栏杆等设施，防范高空坠落与机械伤害；

·人员培训：对施工人员进行安全教育与专项操作培训（如爆破、高空作业），提升安全意识；

·应急预案：针对恶劣天气、设备故障等风险，制定应急处置方案并定期演练。

五、结论与展望

风机基础施工是风电项目成败的关键环节，需结合地质条件、环境因素与设备特性，科学制定施工方案。通过加强地质勘察、优化基础环安装工艺、严格混凝土浇筑与养护管理，可有效提升基础稳定性与耐久性。在复杂地形（如山地）中，需重点关注设备调度、气候影响及环保要求，通过精细化管理降低施工风险。未来，随着风电技术的发展，风机基础施工将进一步向智能化、绿色化方向演进，需持续探索新型材料与工艺以应对更高荷载与更复杂环境的挑战。

参考文献

风电项目风机基础施工工程技术标.docx - 人人文库试论风力发电风机基础环安装施工工艺- 陈岳- 中文学术期刊【掌桥科研】

山地风电风机基础土建施工难点与质量控制研究_ 参考网风机基础施工方案 -20250326.docx - 人人文库