国电山西右玉风电项目冬期混凝土施工技术

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　　摘要：主要介绍山西右玉风电项目冬期混凝土施工技术，特别是冬期混凝土施工方法、温度控制
　　 关键词山西右玉风电 冬期施工
　　
　　一、概述
　　 国电山西右玉风电工程位于山西省右玉县西北端，该区域东部与左云县交界，风电场中心至右玉县城直线距离约18km。风电场场区位于基岩山区，红家山是全区最高山，海拔1969.3m，坐落于风场内中东部，周边山体呈东南向西北倾斜，海拔1710～1969m之间。山脊顶部地势起伏不大。山顶植被稀少，岩石多裸露。风机分布于风电场场区内宽厚的山顶或山脊上，风机机位场地地形较平缓。
　　 右玉县属黄土丘陵缓坡区，四周多山，中部为丘陵，地貌类型较复杂，平川少、丘陵和山地多，属北温带大陆性季风气候，年平均气温8.6℃，极端最高气温36℃，极端最低气温零下40℃。年平均降水442.8mm，雨量最多在7-8月份，占年降水量65%，无霜期限为104天。
　　右玉气象站主要气象要素特征值
　　
　　
　　
　　 根据现场施工条件，在2009年11月底之前必须完成所有风机基础混凝土施工任务，其中最关键的是33#风机，因为该部位混凝土距混凝土拌和站运距最远，路况最差，且浇筑时间最晚，为保证33#风机基础混凝土施工质量，编制该施工方案。
　　二、施工特点
　　 冬期混凝土施工较常温混凝土施工难度大，必须采取各种特殊的工程技术措施，保证混凝土的施工质量，满足进度、质量、安全要求。
　　 1）冬期混凝土施工工艺复杂，制约因素多，在具体施工中需要统筹安排各个施工环节，比如搅拌站的保温、搅拌车的保温、仓位小环境的保温、原材料的预热等；
　　 2）温度控制要求高，由于外界大气温度低，而混凝土生产、运输、浇筑对气温都有一定要求，需要采取措施，保证混凝土质量；
　　 3）施工准备工作繁多，需要较长时间；
　　 4）施工成本高，施工效率低。
　　三、施工方法
　　 一）施工布置
　　 搅拌站布置在12#风机附近，距33#风机有14km，为保证混凝土拌合，配置两台搅拌站，搅拌站四周用帆布包裹，骨料采用露天堆放，取料时将表面受冻层剥离，配置10辆混凝土搅拌车，搅拌车采用帆布包裹保温，仓内搭设暖棚，暖棚内设置灭火器、温度计等。
　　二）施工方法
　　 1、混凝土拌制
　　 浇筑过程中拌合站能否正常运行，对整个混凝土施工起着至关重要的作用，因此，在冬期施工中，应该采取如下措施确保拌合站不因天气骤变而中断运行：
　　 1) 为了应对因大风和其他原因导致的突然停电，项目部对已有的两台200kw发电机每天进行暖车试运行，并将发电机配置在拌和站附近，作为拌和站的备用电源，能够以最短的时间让发电机具备供电条件。
　　 2) 对拌和站的各种备品备件进行清点，备用数量不足的及时采购备用。
　　 当拌合站出现故障影响混凝土生产时及时向生产主管经理汇报，并安排专业维修人员进行抢修，在最短的时间内恢复混凝土生产。
　　 3) 为防止施工用水结冰，在水箱下面挖坑烧炭火，加热施工用水，并对输水管道和拌和站相关气阀进行防冻包裹。安排拌和站工作人员对管道进行每天巡检，发现损坏的包裹部位及时维护。
　　 4) 经实验室同意后，在混凝土拌和时加入足量的防冻剂和早强减水剂等外加剂。
　　 2、原材料控制
　　  1）粗骨料    采用人工碎石,粒径5-40mm,含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的碎石配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可相应减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。    2）细骨料    采用中粗砂,平均粒径大于0.5mm,细度模数为3.6，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制混凝土比采用细砂拌制混凝土可减少用水量10%左右, 同时可相应减少水泥用量, 使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土的收缩。
　　 3）水泥
　　 普通水泥水化热度较高,特别是应用到大体积混凝土中,大量水泥水化热不易散发,在混凝土内部温升过高,与混凝土表面温度产生较大的温度差,使混凝土内部产生拉应力，当拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的普通硅酸盐水泥。
　　 4）外加剂
　　 外加剂根据实验室混凝土配合比试验，通过分析比较及过去在其他工程上的使用经验,确定采用山西大同宏腾混凝土外加剂厂生产的FM引气高效减水剂,掺量为水泥重量的1.8%。该引气高效减水剂不含氯盐,对钢筋无锈蚀影响,掺入混凝土中能明显提高硬化后的混凝土抗渗性能,同时还具有减水、降低水化热峰值、对混凝土收缩有补偿功能,可提高混凝土的抗冻性。
　　 3、混凝土运输
　　 为保证混凝土运输，安排10辆混凝土搅拌运输车运输混凝土。考虑到混凝土运输距离远，对混凝土运输车安排两班运输，提高运输效率。
　　 为应对低温气候，对运输车混凝土罐进行保温包裹，在混凝土罐外表面包裹一层保温材料，确保运输过程中减少混凝土受外界降温的影响，并与右玉县城修理厂建立维修关系，做到24小时提供上门服务，保证10辆搅拌车正常运行。
　　 4、混凝土浇筑
　　 1）暖棚搭设：
　　 考虑到浇筑过程中气温低，为提高仓位环境温度，在风机基础仓位上方搭设暖棚，采用脚手架钢管搭设龙骨骨架，在骨架上覆盖厚的帆布，帆布和钢管架用铁丝绑扎，在风机塔筒部位留混凝土卸料点，在风机和箱变的连线处留进人通道，暖棚距风机建基面约3.2m，帆布四周用铁丝和四周的地锚相连，并在周边用土石压住，保证暖棚内密封。在基坑内，混凝土仓位四周，准备煤炭，在开仓浇筑过程中烧炭火，对仓位周围环境进行升温确保混凝土入仓温度，炭火环向间距8m。
　　 2）溜槽搭设
　　 考虑到风机基础混凝土浇筑部位比原始地面低3.0m，所以入仓采用溜槽，溜槽坡度采用1:1.5，卸料点选择在风机塔筒处，取料点选择在风机开挖开口线处，为保证溜槽坡度，将取料点高程用土石料抬高1.5m，形成1:10的缓坡便于搅拌车行驶。溜槽采用脚手架钢管搭设脚手架形成，表面铺设3mm厚钢板形成溜槽；为保温，在溜槽下方0.8--1.0m处搭设火盆平台，火盆层与溜槽平行，单个火盆水平间距2.5m。
　　 3）混凝土浇筑
　　 根据设计要求，风机基础混凝土必须一次连续浇筑完成，保证混凝土的整体性能。单个风机基础混凝土设计工程量为385m3，混凝土运至取料点后，从溜槽卸入仓内，混凝土振捣采用Ф50软轴振捣棒，在恶劣气候条件下，针对各种影响混凝土连续浇筑的因素，编制应急预案。低温施工应防止混凝土内外温差所引起的温度应力，造成温度裂缝。积极组织人力物力确保仓位混凝土防冻保温工作，混凝土浇筑过程中，保证暖棚封闭并完整；混凝土浇筑过程中，安排人员对暖棚进行检查，避免大风将暖棚吹破而起不到保温作用。
　　 4）混凝土养生
　　 混凝土浇筑完毕后，在常温条件下12小时内保温覆盖，及时覆盖一层塑料薄膜，一层塑料彩条布，一层稻草帘子，一层棉被，由于风机机位现场风大，所有覆盖的保温材料，必须采用方木、砖块、石块等重物压实，保证外露混凝土全部覆盖。覆盖养护时间不得少于 7d。
　　四、质量控制措施
　　 1、选择合格的原材料
　　 优先选用普通硅酸盐水泥，降低温度应力；掺入缓凝减水剂及改善和易性的外加剂，减少水的用量，放慢水化凝结速度，使温度的升高不快不高；在混凝土中掺入早强剂、纤维，提高混凝土性能；把好原材料质量关。对用于工程的钢筋、水泥、砂、石按规范要求进行严格把关验收，不合格的原材料坚决不使用；混凝土拌制时应重点控制配合比、原材料称重计量、混凝土塌落度等。

　　 2、保证混凝土浇筑质量
　　 入仓混凝土必须振捣密实，防止漏振，振捣必须按已经批准的作业指导书要求进行，质检人员现场旁站，对发现的问题及时纠偏，并采取积极措施保证施工质量。
　　 3、混凝土后期养护
　　 混凝土养护是混凝土施工的重要组成部分，一定要高度重视，绝不能为了进度而忽视砼的养护工作，应指定专人负责。
　　 4、混凝土温度控制
　　 （1）温度检查：对混凝土出罐及入模温度进行检查，每工作班不少于4次。
　　 （2）混凝土养护温度的测量：当采用综合蓄热法养护时，在混凝土强度未达到临界强度以前每4h测量一次，以后每8h测量一次；绘制测温孔布置图，并对测温孔进行编号，测温孔设置在有代表性的结构部位和温度变化大易冷却的部位，非测温时间测温孔应用保温材料堵塞。
　　 （3）检查混凝土表面：检查混凝土表面是否受冻、粘粘，是否有收缩裂缝，边角是否脱落、施工缝处有无受冻痕迹。
　　 （4）混凝土测温
　　 a、基础底板混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温管。测温管的长度分别为0.3m、0.8m、1.2m、1.7m、2.2m、3.6m六种规格,分别埋置在不同的部位。测温管采用Ф15PVC管,管口的下端部用土工布包裹,防止渗水。预埋时测温管应与钢筋绑扎牢固,以免位移或损坏。测温管的上口采用土工布包裹,防止灌入混凝土。
　　 b、专职测温人员按三班配备,对测温人员要进行培训及安全交底。测温人员要认真负责,按时按孔测温,不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁,换班时要进行交底。    c、测温工作应连续进行,每4h测一次,持续测温18d及混凝土强度达到设计强度的85%,并经技术部门同意后方可停止测温。    d、测温时发现混凝土内部最高温度与表面温度之差达到25℃或温度异常时,应及时通知技术部门和总工程师,以便及时采取措施。
　　五、施工组织措施
　　 1、组织措施
　　 1）组织管理机构
　　 施工现场应急领导小组由项目经理担任组长，安全质量副经理、生产副经理、项目总工担任副组长，组员为各职能部门负责人。
　　 2）施工现场应急领导小组职责：
　　 a、领导、组织、协调项目部各项应急管理工作；
　　 b、负责应急重大事项的决策。
　　 3）管理人员、施工人员、后勤人员等昼夜排班,坚守岗位,各负其责,保证混凝土连续浇筑的顺利进行。
　　 2、现场组织措施    （1） 基础钢筋应尽快施工完毕,并进行隐蔽工程验收,然后在钢筋上覆盖一层苫布,以防地基土受冻或降雪后不易清除。    （2）浇筑混凝土时预埋的测温管及保温所需的塑料薄膜、岩棉被、苫布等应提前准备好。    （3）浇筑现场准备200kVA的发电机组一台作为备用电源,以保证现场发电机出现故障突然停电时供模板加固、振捣混凝土及施工照明使用。另外在混凝土搅拌站也准备200kVA的发电机组一台作为备用,以保证供电系统突然停电时搅拌站的正常运行。
　　六、施工技术措施
　　 1）冬期施工前，编制冬期施工技术方案，提前做好物资、设备、人员等冬施准备工作。建立冬期施工领导小组，小组人员明确责任，各负其责。
　　 2） 做好测温员、试验员的冬施培训，对工长、班组长进行冬期施工技术交底。
　　 3）由于风机基础采用预拌混凝土，应对搅拌站的生产能力、质量保证措施等方面进行检查查，并对冬期施工混凝土的质量要求进行书面交底。
　　 4）配制冬施的混凝土，选择普通硅酸盐水泥，其强度等级不得低于42.5Mpa，水灰比不得大于0.6。
　　 5）防冻剂宜采用无氯盐类，对抗冻要求较高的混凝土，宜使用引气剂（含气量宜控制在2%～4%）或引气减水剂。各类防冻剂使用前必须进行试配，并符合《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）的规定。
　　 6）冬期混凝土施工，采用热水搅拌，水温不得低于40℃，不高于75℃，其拌制投料顺序是：骨料→热水→水泥→外加剂。确保混凝土的出机温度不低于15℃,入模温度不低于5℃。
　　 7）骨料必须清洁，不得含有冰、雪等冻结物，搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5倍；混凝土在运输过程中要尽量减少热量损失，运输及浇筑混凝土的容器应有保温措施。
　　 8）当分层浇筑混凝土时，已浇筑层的温度在被上一层混凝土覆盖前，不得低于按热工计算的温度，且不得小于7℃。
　　 9）模板外侧和混凝土表面覆盖的保温层，采用干燥材料，不应将保温材料直接铺盖在潮湿的混凝土表面，新浇筑的混凝土表面应铺一层塑料薄膜，在覆盖保温材料。
　　七 结语
　　冬期混凝土施工宜选择好的天气条件，避开冬季恶劣的天气。
　　在进行冬期混凝土施工前，做好施工组织工作，对各种影响因素综合考虑。
　　做好混凝土施工各环节的温度控制工作，避免混凝土受冻。
　　本工程施工组织到位，在严寒地区成功进行了大体积混凝土施工，为北方地区冬期混凝土施工提供了一定经验。
　　
　　
　　作者简介
　　索亚峰男葛洲坝集团第五工程有限公司助理工程师
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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