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平原与山区风机基础施工对比作者：史强亮、李伟中国水利水电第八工程局有限公司基础工程分局安徽定远大金山风电项目部摘要：风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74109兆瓦，其中可利用的风能为2107兆瓦。中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。风机基础部分作为一个风力发电系统整体的一个重要部分，其施工工艺及施工方法于整个风机上部塔筒、机仓及叶片等机电部分息息相关。平原场地风机基础施工与山区内风机基础施工存在较大的区别。关键词：风机基础；风力发电；基础施工；平原；山区1. 概况平原风机基础施工以江苏如东风电场区风机基础施工为例，山区风机基础施工以安徽定远大金山（49.5MW）风电项目风机基础项目工程为例。1、江苏如东风力发电风机基础施工以沿海滩涂及围海范围内风机基础施工为主。江苏如东三期（后续51MW）风电项目风机基础施工工程位于江苏省如东县的沿海滩涂上，共安装17台1.5MW 的风力发电机组。本工程风机采用GE、明阳等厂家生产的1.5sle 风机，单机容量1.5MW，轮毂高度80m，风场类型为IECIIa。本工程抗震设防烈度为7 度，场地类别为III 类地，基础采用PHC 预应力混凝土管桩。本项目风电机组基础为桩基础，基础平面型式为圆形，直径18.00m，基础埋深2.50m。基础剖面型式为台阶式，基础底板最小厚度0.90m，最大厚度2.0m，台阶直径8.20m。基础下共布置3 排桩，总桩数36 或42 根PHC600 桩。工程施工内容包括：PHC管桩施工、土方开挖、桩头处理、垫层、基础环支架制作安装及基础环安装、钢筋及承台砼、箱变基础、接地网施工、防腐及土方回填、基础环密封等。2、安徽定远大金山（49.5MW）风电项目风机基础项目工程的建设地点位于安徽定远大金山风电场内，定远大金山风电场位于定远县城西北18Km 处，场区内的海拔在100335 m之间，占地面积约30Km2，风电场中心坐标为E11729，N3238。本工程地处山区，施工道路复杂，坡路较多，且坡陡坡长，施工工况复杂。本工程主要包括风机基础、箱变基础各33 台。风电机基础和箱式变电站基础的安全等级为二级，风机基础型式采用倒T型钢筋混凝土八角形扩展基础，直径17.5m，基底标高为-2.700m （相对场平地面标高），地基形式一般采用天然浅地基。主要施工内容：风机基础项目包括：风机基础土石方开挖和填筑；开挖边坡的支护（必要时）；基础环预埋件制作、安装、埋设、混凝土垫层的浇筑、基础环下部支架和调平装置的安装、基础环的安装、基础钢筋加工安装、基础混凝土浇筑。2. 施工工艺流程对比1、 江苏如东三期（后续51MW）风电项目风机基础施工工程测量定位放线PHC管桩施工风机基础开挖桩头处理基础环支架制安基础环吊装碎石垫层C20垫层混凝土基础钢筋制安接地扁铁模板安装C40基础混凝土浇筑混凝土养护基础回填。2、 安徽定远大金山（49.5MW）风电项目风机基础项目工程测量定位放线场地平整风机基础土石方开挖基底清理基坑验槽基础处理C15垫层混凝土（埋件安装）基础环支架制安基础环吊装接地扁铁基础钢筋制安模板安装C35基础混凝土浇筑混凝土养护基础回填。3. 施工内容对比本内容主要区别在于对风机基础型式的不同，采用桩基础或直接采用天然浅地基。1、江苏如东风电场区因地处沿海滩涂地区，为满足地基基础承载力要求，本工程选用PHC管桩基础，主要选择砂质粉土层和粉砂层作为本工程桩的持力层。采用PHC管桩施工，施工进度加快，操作安全，组织有序，通过对成桩后的基桩进行低应变与高应变动力检测，单桩承载力均能够满足设计要求，确保了工程质量。图1、PHC桩基础2、安徽定远大金山（49.5MW）风电项目风机基础项目工程的地基形式采用天然浅地基。经过测量定位放线，清除地表杂草及腐殖土场地平整后进行基础土石方开挖。本工程基础底部持力层主要为全风化玄武岩；强风化玄武岩；中等风化玄武岩。因采用天然浅地基，风机基础开挖完毕清理基坑后，需要进行会同地勘单位进行地勘验槽工作，由于地质情况复杂多变，大多数风机基础开挖后存在溶洞、溶槽、泥夹层及碎石土等地质问题，因此需要进行地基处理，视不同情况采取不同地基处理措施。图2、天然浅地基4. 主要施工机械选择对比1、江苏如东三期（后续51MW）风电项目风机基础施工工程为满足该工程风机基础施工，PHC管桩施工采用机械设备为DH508履带式打桩机、D80打桩锤、35T履带吊、交流式电焊机、35KW柴油发电机等。基础开挖采用PC200挖掘机。2、安徽定远大金山（49.5MW）风电项目风机基础项目工程本工程采用天然浅地基，以土石方开挖为主，主要以全风化玄武岩；强风化玄武岩；中等风化玄武岩等作为基础底部持力层，因此石方开挖占较大比例。主要施工机械设备为：CAT320挖掘机及破碎锤。由于地基地质情况复杂，根据勘探的结果对岩性进行分析，若岩石硬度超过机械开挖的能力，应当考虑采用爆破施工作业。若采用爆破施工，应当制定严格的爆破施工作业指导书，并经审批后严格按审批后的作业指导书进行爆破施工作业。5. 主要施工工艺对比1、基础环施工风机基础环是连接基础承台及上部塔筒的重要部位，基础环施工应采用合理的施工工艺根据不同施工环境采取不同的施工措施。江苏如东风电场采用PHC管桩基础，基础环承重主要作用在管桩上，在管桩沉桩完成稳定后，基础环支架牢固焊接在管桩端板上，基础环支架又与基础环焊接，可以有效防止基础环出现偏差。软基础的土方开挖较为容易，为方便施工、节约施工成本，减小吊距，采用小型吊机进行基础环吊装作业，在基础开挖时可先只开挖基础中心桩部分，桩头清理后进行基础环支架制安，完成后即可采用25T汽车吊直接将基础环吊至支架上（吊距约为7米，一般基础环重量约10T），见下图3。基础环吊装就位后可进行全面开挖，进行桩头清理、垫层混凝土浇筑等后序施工。图3、基础环吊装山区内基础环施工，由于支架底部钢板预埋在垫层混凝土上，因此，必须全面开挖并进行垫层混凝土浇筑，预埋钢板。待混凝土达到一定强度后才可进行基础环吊装。为满足吊装要求，吊距约为14米，一般采用80T汽车吊。2、钢筋混凝土工程施工平原地区施工因道路较平整，运输难度较小。山区内施工由于坡路较多，且普遍坡长坡陡，对钢筋及混凝土的运输造成极大的困难，钢筋运输车辆采用15T平板车，混凝土运输视坡度大小调整运输方量，安徽定远大金山风电场区内道路的最大坡度为15%，10m3混凝土搅拌车只能运输8m3/车。同体积基础混凝土造成运输车次增加，且山区内夜间施工安全隐患较大。钢筋及混凝土运输及浇筑过程中必须采用相应的安全措施。6. 环境、安全文明施工措施江苏如东沿海滩涂地区施工主要环境、安全文明施工内容为环境污染及施工作业人员安全文明施工的控制。滩涂作业，位处海边且地下水位较浅，容易造成环境污染。所有施工作业人员必须遵守安全文明施工手则，作到“预防为主、安全第一”。山区内作业，因山区内多树木，容易引发山林火灾。因此要严格执行动火程序，山林内施工禁止作业人员吸烟等。山坡较多，行车安全隐患较大，所有设备、车辆必须先检查后使用，及时排除故障，对驾驶人员进行班前教育培训等，避免交通安全事故。7. 结束语风力发电作为新能源，