海上风电机组基础在潮间带施工技术

肖纪升　裴泽伟

摘要：海上风电具有资源丰富、发电利用时间高、占地面积小、开发规模大、能源消耗低等优点，这些优点促使其成为未来风电发展的重要方向。我国许多大型风电开发企业、设备制造企业都积极研究海上风电开发新途径，尤其关注风电机组基础结构的设计研究。文章探究了海上风电机组基础在潮间带施工技术特点，并辅以实例进行了说明。

关键词：海上风电；风电机组基础；潮间带；施工技术；风电项目 文献标识码：A

中图分类号：TM614 文章编号：1009-2374（2016）01-0129-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.065

1 海上风电机组基础在潮间带施工特点

随着社会经济的不断发展，大型风电项目从传统的陆地建设逐步向海上发展，由于潮间带地质介于海、陆之间，在施工过程中质量也难以控制，因此，潮间带海上风电机组基础的研究和施工实施也得到越来越多人的关注。

海上风电机组基础在潮间带的施工，不仅要满足其所需的结构强度、刚度和稳定性，还必须进行一定的动力模态及疲劳分析，真正保证风电机组基础在潮间带作业环境中安全可靠性良好。目前，常见的海上风电组基础形式有重力式基础、单桩基础、沉井基础、群桩基础等，各种基础各有特点，下面将以工程实例说明海上风电机组基础在潮间带的施工技术要点。

2 某潮间带海上风电项目工程概况

某潮间带海上风电项目决定采用重力式现浇钢筋缓凝土基础，由施工现场测量提高数据可知：T2风电机组基础总高度为4.3m，底部承台直径采用17.6m，此时的圆墩柱采用直径为6.5m，基础埋设深度采用1.2m；T3风电机组基础总高度为4.5m，底部承台直径采用17.3m，此时的圆墩柱采用直径为6.2m，基础埋设深度采用1.0m。

在每个基础下方都设置30根高强度预应力管桩，每10根围1圈、共3圈均匀布置在基础下，桩长约18～20m，桩身外径800mm，桩身壁厚150mm，配筋选用型号为AB型和A型。桩基由2根桩段连接起来，上端桩采用AB型配筋，下端桩采用A型配筋，桩尖采用a型，并且要求闭口十字型钢桩尖必须在管桩厂内完成与桩端的封闭焊接，严禁地下水灌入桩内，影响桩基使用寿命。

3 海上风电机组基础在潮间带的施工技术要点

目前，我国绝大多数海上风电项目的风电机组基础在潮间带的施工工艺流程为：先进行基础开挖，然后绑扎垫层钢筋，接着进行混凝土垫层的施工，同时准备好浇筑仓面，并做好相关的仓面质检及验收工作，进行混凝土的配制和搅拌，通过搅拌车运输混凝土，待入仓完成后则可进行振捣、收仓抹压，进行混凝土养护，再拆模质检、修补缺陷，最后进行土方回填。

该风电项目的高潮水位控制在2.3m内，无水时间较长，因此在风电机组基础施工时，主要采用的是水陆两用设备且以陆上使用为主。针对潮间带介于海、陆间的地理特点，且容易受到天气影响和海水淹没作用，在潮间带进行海上风电机组基础施工时，施工队伍决定采取以下措施控制好施工质量。

3.1 土方工程施工

该项目的风电机组基础的土方开挖工程利用反铲挖土机械进行，配以人工清除底槽污物。土方开挖的标高点先由专业测量人员给出合理的开挖深度，再由挖土机逐步向下开挖，并安排测量人员跟踪控制开挖深度，通过“边开挖、边测量”有效防止超挖。当机械挖土到达基底标高30cm时，施工人员利用平底锹将剩余槽底保护层的土清理出来，再用手推车外运到坡道口周边，通过挖土机将其挖走。待槽底清理完全后方可进行垫层施工。为有效避免对基底的土产生过大扰动或损坏管桩，施工设计过程中要求距开挖面0.5m范围内采用人工开挖，这是由于潮间带具有较高水位，必须要求所有风电机组基础承台在进行开挖施工时要采取适当的降水措施。

3.2 钢筋工程施工

首先，利用在垫层上设置的中心钢筋桩和周边引出的方向标志桩放出混凝土的底部设计边线和上部四种环形筋的线，控制好基础定线质量；其次，使用钢筋前必须对其进行质量报验，即要求每60吨原材料要进行取样送检，并附上钢筋原材料的相关质量保证书、出厂检测报告和产品合格证；最后，还要对钢材进行机械性能试验检测，通过具有一定资质的检验部门实测质量过关才能投入使用。

该项目所用钢筋全部在钢筋加工场中现制完成，制作前施工人员先对钢筋进行除污除锈处理并调直，将各类钢筋分开堆放好并做好标记。钢筋制作时，先由相关设计技术人员严格按照设计图纸进行下料，全面考虑钢筋的长度设置，采用合适的钢筋搭接方式，避免材料浪费。钢筋项目施工全过程严格遵照相关施工设计图、设计规范的要求进行，保证钢筋对焊质量，调整好接头

位置。

本工程严格按照设计图纸的要求进行钢筋绑扎安装，保证钢筋安装的所有规格、数量、尺寸、间距控制准确。当混凝土垫层具有一定强度后，才在其表面上进行划线、钢筋铺设，并且按照“先下后上，由内至外”的布置原则将钢筋依次排放好。在混凝土底板垫层边线上摆放的钢筋通过绑扎丝被捆绑成梅花形外八字和内八字两种形状；当底部钢筋网片绑扎工作全部完成后，利用撬杠撬起钢筋交叉处，并在每2m2范围内预先垫上预制好的混凝土垫块，作为钢筋的保护层。对中央区域的环形筋和插筋进行绑扎时，施工人员按照在混凝土垫层上画出的圆形区域进行安装，位置控制准确，无钢筋偏心、基础环安装不进的不良情况出现。

3.3 混凝土工程施工

由于潮间带地质兼有海、陆特点，在设计海上风电机组基础时必须考虑其防水性能，为确保风机基础混凝土浇筑施工连续性良好，施工前根据不同厂家的技术力量、生产能力、混凝土输送泵、混凝土罐车等各方面因素，初步选出三家实力强的厂家作为候选单位，并提交给甲方和监理方，待三方讨论、考察后确定。

为保证钢筋混凝土工程施工质量好，施工人员严格按照相关设计规范跟设计要求进行混凝土的选料、配比、浇筑与养护，提高混凝土的密实性，且项目检验时发现混凝土表面平整光滑、线条顺直，色泽均匀无气泡，整体“外美内坚”。

进行风电机组基础混凝土施工时，先将混凝土分成两条浇筑带，并各用一台汽车泵进行浇筑，每小时浇筑量约80m3，控制好混凝土的缓凝时间为12h以上，保证每层混凝土均没有施工冷缝出现。各浇筑带混凝土泵前后设有一定错位，逐步形成阶段式分层退打的局面，全面提高泵的有效利用率，充分发挥泵送功效。

在每条浇筑带的前部、中部、后部位置各设置两台振捣器，共有三个不同作用：（1）前部振捣器设在混凝土卸料点，在施工人员的振捣操作下让混凝土顺利通过面筋流入底层；（2）设在浇筑带中部的振捣器，振捣手可利用其进行斜面混凝土的密实施工；（3）后部振捣器设在混凝土泵送形成的自然流淌坡度的坡脚及底层钢筋处，此时振捣手负责混凝土流入下层钢筋的底部，保证下层钢筋混凝土振捣密实良好。

施工时，控制混凝土振捣方向为：下层混凝土振捣垂直于浇筑方向且自下而上进行，上层混凝土振捣垂直于浇筑方向且自上而下进行。振捣过程中，施工人员严格控制振捣棒移动距离、插入深度和振捣时间等，防止各浇筑带交接处漏振情况的出现。在混凝土浇筑过程中会出现上涌的泌水和浆水，此时通过真空泵及时将其抽排出来，并在混凝土初凝前，按照设计初步标高进行拍打振捣，之后再用长木杠刮平，充分去除混凝土表面

泌水。

3.4 基础环施工技术

基础环的支点是由3个相隔120。的调节螺栓支架组成的，当基础底层钢筋绑扎完成后，要先安装调节螺栓支架，再将调节螺栓、基础环连接在一起，利用吊车将其吊入基坑，放置在调节螺栓支架上，最后利用精密水准仪进行调平，同时在基础环底部加设辅助支撑。

本工程的辅助支撑采用直径为50mm的钢管，在其底部垫上厚约5mm的钢垫片，以实现钢管高度的调节。另外，在浇筑混凝土至基础环底部时，对基础环的平整度多检查一次，发现存在小误差，及时采取措施调平，最终将辅助支撑钢管焊接到底部钢板上。

4 结语

该工程施工实践表明，潮间带海上风电机组基础的混凝土强度满足设计要求，整体外观质量及使用性能良好，各项施工操作指标的偏差也控制在设计要求范围内，并且大大减少了砼浇筑量，缩短了整个海上风电项目施工工期，有效节约了项目成本，为相关的潮间带风电项目提供了一定的参考。

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作者简介：肖纪升（1984-），河北沧州人，天津港航工程有限公司工程师，研究方向：现场施工管理；裴泽伟（1987-），辽宁人，供职于天津港航工程有限公司，研究方向：水利水电工程。

（责任编辑：蒋建华）