郭卫明
(山西省安装集团股份有限公司,山西太原 030012)
风电项目施工有专业性、复杂性的特点,涉及较多的技术工艺,整个施工过程中会不可避免的遇到困难和挑战。以土建工程为例,有较多的施工环节和细节,所使用的技术工艺往往复杂且专业,如何有效开展施工和控制施工质量是一直以来的研究热点,得到了高度的重视。从近年来风电项目土建工程施工来看,积累了较多的成功经验,也逐渐明确了土建工程技术质量的控制要点,可以很好的确保最终的施工质量,其中的一些成功经验值得推广应用。本文结合当前风电项目中土建工程施工的研究成果,更进一步分析土建工程技术质量的控制要点,期望可以为从事相关研究的工作人员提供些许建设意见。
风电场土建工程施工中,风机基础位置控制、风机基础混凝土施工均是要点,均要认真做好质量控制。以风机基础混凝土施工为例,要做好现场控制工作,混凝土的浇筑温度、工艺均要控制在合理范围内,以此保障整个风电工程的施工质量。在较多的风电工程施工中,大体积混凝土施工过程中的温度较高,并且大体积混凝土浇筑作业要花费较多的材料和时间。另外,水化热状态下,当混凝土的强度较大时,大体积混凝土浇筑时可以由升温期变化至降温期,最终处于稳定,整个浇筑过程中大体积混凝土会有较大变化,容易形成温度应力。基于上述问题,应控制好大体积混凝土浇筑作业时的内部温度和外部温度,且内外温差不应该超过25℃[1]。通过科学控制内外温差,大体积混凝土浇筑作业过程中不会轻易产生裂缝或者贯通缝,有助于保障混凝土浇筑质量。除此之外,风机基础混凝土施工时,要认真做好3 个方面的工作。
首先,大体积混凝土混合时必须遵照既定比例,且全程做好质量控制。配置高效混凝土时要重点做好集中搅拌阶段工作,现场施工人员要使用适宜的水泥品种,并控制水泥使用量,确保混凝土的水热化程度良好、有正常的升温速度。使用适合型号的低水化热矿渣硅酸盐水泥泵车入模,配置出优良的大体积混凝土[2]。
其次,科学应用“三掺”技术,并做好测温工作。混凝土搅拌过程中,要采取一些可行性措施提高混凝土的和易性,避免在应力作用下导致风机基础混凝土施工过程中出现裂缝,并延缓水化热的速度。可以将粉煤灰、泵送剂、引气剂加入至混凝土中,即“三掺”技术[3]。混凝土施工过程中,应有专人负责测试温度,收集和分析混凝土施工过程中的温度数据,始终保障混凝土施工温度在合理范围内,解决所存在的问题。
最后,要重视和做好混凝土的养护工作。混凝土浇筑过程中,要充分考虑风电场所处位置的地质地形、气候条件。为避免风机基础混凝土受到大风的侵袭,减少混凝土的水分蒸发和日晒时间,应重点调控混凝土的两个参数,一是控制坍落程度,二是控制入模温度,确保实现护理和保温混凝土的目的。完成基础混凝土的浇筑作业后,应科学调整混凝土的养护时间,通常在14d 以上,确保混凝土的表面温度与湿度可以满足要求。为增强混凝土的强度和提高表面质量,要控制压面次数,通常不能少于2 次,压面处理后要及时洒水。待混凝土拆模后,现场施工人员要进行科学性的养护工作,同时回填混凝土,避免混凝土形成应力裂缝这一风险。
控制风机基础环安装质量的过程中,监理单位和现场监理员要发挥好自身职能,开展全周期的监控管理工作。
首先,现场监理员要对风机基础环安装所使用到的机械设备做好验收,确保质量满足要求,同时与施工单位积极沟通,明确风机基础环安装的设计方案和要点。前期的检查过程中,重点检查安装技术、施工安全防护是否达到规范标准,法兰盘的底脚螺栓和形状要重点检查,并出示检验报告,质量达标后将法兰盘上的锈垢全部清理干净。
其次,风机基础环安装过程中,重点检查基础环的整体竖直程度是否达标,必要时还需要进行交叉检验,比如要对法兰盘的外观形状、中心距、水平程度进行全面性的检验[4]。
最后,安装完风机基础环后,可以通过设计检验方案确定基础环的质量和性能,主要是评定基础环能否有效承受风机基础结构在运转时所产生的动荷载。最终的检验环节由现场监理员全权负责,始终做好认真、仔细,确保有关于风机基础环安装环节的质量均达标。
风机基础环安装环节,不可避免的产生污染问题,比如混凝土灰浆污染可以破坏基础环,且周边的环境也会受到一定的污染。为此,整个风机基础环安装过程中,要做好一系列的保护防护工作,始终坚持环保施工的理念,增强环保意识,有针对性地保护防护基础环。目前来看,较多的施工单位会选择一种方式保护防护基础环,即在基础环的外层铺设毛毡,内层铺设塑料薄膜,可以较有效的保护防护基础环,对保证基础环的整洁度、完整性有十分大的裨益。
风机基础环安装的整个过程中,需要动态化监测和控制高程指标。具体的做法是,由专业技术人员使用激光测绘仪、水准仪,实时观测风机基础环的沉降情况、平整情况,要求沉降量、平衡度始终在控制范围内。如果观测过程中发现风机基础环的高程变动和水平度出现较大的偏差,则要及时采取措施加以解决,避免对土建工程施工质量造成不利影响。
风电项目的土建工程施工过程中,混凝土施工是一大重点和难点,需要做好多个方面的质量控制工作。其中一点是为确保混凝土凝固体的外观达到设计要求,现场施工人员应考虑使用定型钢膜。具体来说,混凝土振捣作业过程中,避免出现振捣不实、漏捣的情况,通常每一个振点的振捣时间要控制在15~30s,直至混凝土表面不再出现气泡和冒出浮浆[5]。
目前的风电项目施工中,基础部分由两层承台所构成,但往往施工过程中两层承台的连接部位会出现质量问题,常见的质量问题是跑浆和漏浆,均可以影响到整体的施工质量。针对于此,在施工过程中应由专业人员负责两层承台的施工处理,且混凝土施工可以使用定型钢模,在定型钢模下方架设木模板,木模板要有一定的厚度。待第二层承台混凝土施工完成且初凝之后,现场施工人员则可以将木模板拆除,随后使用压光机处理混凝土表面,通过压光处理,两层承台连接部位的漏浆、跑浆风险可以大大降低。
风机塔架输电线路终端杆额的位置需要科学确定,考虑多个方面因素,确保可以为电缆长度的预留提供便利,此过程中关键是确定和控制箱式变压器的位置,确保位置与布局均是科学合理的。通常情况下,要坚持以风机基础半径参数为基础数据,在这一基础数据上再加10m 的长度,即得到箱式变压器的基础半径。箱式变压器的安装位置要选定在位置较高的地方,对准风机塔门60°方向。除此之外,结合实际情况调节风机输电线路末端杆,应该控制在箱式变压器中心位置的5~8m。通过这样的位置实际,雨水不会轻易流入,可以以保护好箱式变压器,对风电项目的后续安全运行意义重大。
风电项目中,土建工程施工质量容易受到较多不利因素的影响,应实施针对性的质量控制工作,有力消除施工过程中的质量通病。施工设备、人员素质是影响土建工程施工质量的两大因素,必须全程控制管理。
在施工设备质量控制方面,要将相关职责落实到具体的人员身上,建立责任人制度,全程管理施工设备,确保施工处于良好的运行状态。具体来说,控制施工设备质量时要重点做好3 个方面的工作:①对进场的施工设备做好质量检验,查明施工设备所存在的质量问题和易引发质量问题的风险,继而制定针对性强的管理措施,后续对施工设备进行高效管理。②建立施工设备使用台账和管理措施,定期或不定期检测施工设备的运行情况,及时消除所存在的安全隐患,确保施工设备可以安全、平稳运行。③现场监理员要发挥好自身的职能,一方面与责任人定期检验施工设备的工作情况,查明并解决所存在的安全隐患,另一方面是综合分析施工设备,给予相应的指导,着重提供维修保养、安全性能检测、使用便捷性这些方面的技术服务。总而言之,要将施工设备的质量控制放在重要位置上,全程执行精细化管理,对每一个环节和细节均加强管理,始终确保施工设备的性能处于最佳状态。
在提高施工人员素养方面,要重视现场施工人员在风电场土建工程施工中所发挥的重要作用,切实发挥好人才优势,保证和提高土建工程施工质量。为有效提高施工人员素养,应重点做好3 个方面的工作:①综合分析风电场土建工程施工的技术特点和要求,科学设置每一个岗位的施工人员,确保可以满足岗位要求,最大限度发挥人才的优势。②土建工程施工中应全程贯穿教育培训,定期或不定期开展技术培训活动,系统讲解风电场土建工程施工过程中的技术要点,确保现场施工人员可以明确掌握,不断提高自己的综合素养。③风电场土建工程施工设计较多隐蔽工程,不仅要现场施工人员的技术水平有较高的要求,同时要求他们可以有极强的责任意识,端正工作态度。为此,教育培训过程中应有针对性的提高现场施工人员的责任意识,帮助他们意识到施工质量控制的责任,以便可以全程参与在风电场土建工程质量控制作业中。除此之外,风电场土建工程施工过程中的一些隐蔽工程有较大的难度,比如箱式变压器的位置确定和安装。为确保隐蔽工程的施工质量,应该让施工经验丰富、技术纯熟的人员全权负责隐蔽工程,同时由现场监理员、技术人员提供技术支撑和做好质量监督[6]。通过采取这一方式,重点和难点的施工任务可以保证质量,为风电项目土建工程施工质量提供强有力的保障。
基于风电场土建工程技术质量的控制要求,不仅要明确质量控制的要点,还要科学使用质量控制方法,发挥好制度优势、技术优势。在风电场土建工程技术质量控制中,可以推广使用的控制方法主要有两种:①健全质量控制制度;②利用好信息化技术手段。
在健全质量控制制度方面,要重点健全责任制度、监督制度。健全责任制度时,应动态且系统的分析风电场土建工程施工情况,明确质量控制的要点、难点,并落实到具体的人员身上,建立起责任人制度,避免后续施工质量管理中出现“无人管”和“多人管”的问题。健全监督制度时,应确保有内部和外部的监督,协同控制土建工程施工质量。除现场施工人员做好质量自检和相互监督外,现场监理员要履行好自己的职能,全过程参与在土建工程质量控制中。现场监理员要应用好平行检测、跟踪检测、旁站监理、巡视检验、现场记录和发布文件这些方法。在使用旁站监理方法时,一方面是监督管理施工质量,另一方面是提供技术指导,并记录相应的监督内容。
在利用信息化技术手段时,可以考虑使用BIM(建筑信息模型)技术和当前的一些数字化技术,以便实施科学化的风电工程项目管理工作。以BIM 技术为例,在一些隐蔽工程的施工作业中,可以利用BIM 技术构建施工模型,动态查看施工进度和所存在的问题,尽早消除质量隐患[7]。另外,风电场土建工程施工成本的控制也应该作为一大重点,可以使用BIM 技术分析土建工程施工成本,建立动态化的施工成本数据库,以此更为有效的控制土建工程施工成本。总而言之,在风电项目的土建工程技术质量控制中,应利用好当前已有的信息化技术手段,开展信息化、精细化的质量控制工作,顺利推进风电项目中土建工程技术质量的信息化、数字化控制。
风电项目中要认清楚土建工程施工的重点和难点,全程做好施工技术质量控制工作,开展全面性和精细化的项目管理。整个风电场土建工程施工过程中,可以重点从关键工艺的把控、施工设备质量控制、人员综合素质提升这3 个方面入手,尤其是全程监督管理关键工艺的应用情况,有力消除所存在的风险因素和质量通病。信息化背景下,风电场土建工程施工质量的控制还应该注重信息化技术手段的应用,发挥好信息化技术手段的优势,并协同人才优势、制度优势、管理优势,有力保障和提高风电项目中土建工程施工技术的质量。