陆上风电场风机基础温控质量管理难点及对策

陆上风电场风机基础温控质量管理难点及对策

孙铁雷张玉泉曹洪伟

深能高邮新能源有限公司  江苏扬州  225000

摘要：风机基础混凝土的温控质量管理是保障风电场安全稳定运行的关键。针对国内外陆上风机基础不同结构，以深能高邮风电项目等多个项目为实践研究对象，创新开展质量控制关键技术研究，提出了温控防裂在内的一系列混凝土质量保证关键技术，制定相应的标准，确立明确的工艺措施，对风电项目建设具有重大实践意义。通过综合施策，风机基础混凝土的温控质量管理水平必将全面提升，为风电场的长周期安全运行提供坚实保障。

  关键词：风机基础温度应力温控措施

一、引言

随着我国能源结构及供给侧改革进程加快，我国中东部地区，以其地形平坦广阔，风能资源丰富，交通和接入系统条件便利，成为风电建设的重点区域之一。这些区域，由于经济发展水平领先，业主对风电场设计和建设管理提出了较高的要求，另外低风速致使塔筒高度大大增加，对风机基础的设计施工质量也带来了更高的要求。当前风机基础混凝土温控设计缺乏针对性，施工过程中温度监控不到位，易发生温度裂缝，耐久性难以保证。针对这些问题，本文提出了系统的应对策略。

二、存在的问题

1.风机基础混凝土温控设计缺乏针对性

风机基础混凝土结构形式独特，荷载条件复杂，对温控设计提出了更高要求。然而，目前风机基础混凝土温控设计往往沿用常规大体积混凝土的设计方法，缺乏针对性。设计时未充分考虑风机基础的特殊性，如高强度振动荷载、复杂的约束条件等，导致温控措施难以满足实际需求。此外，风机基础混凝土体积大，内外温差和徐变应力显著，但现有设计方法对此考虑不足，无法有效指导施工。温控设计的针对性不强，直接影响到风机基础混凝土的温度裂缝控制和耐久性能，亟需加以改进。

2.风机基础混凝土浇筑过程中温度监控不到位

风机基础混凝土施工过程中，温度监控是确保温控质量的重要手段。但在实际施工中，温度监控工作往往存在滞后、不连续、不全面等问题。受施工条件限制，温度传感器布设不合理，监测点位不够密集，难以全面反映混凝土内部温度变化情况。同时，温度数据采集频率不足，无法实时掌握混凝土温度变化趋势，导致温控措施难以及时调整。监控数据分析不到位，缺乏专业的温度场分析软件，无法准确预测混凝土内外温差和徐变应力发展，为温裂控制带来困难。

3.风机基础混凝土易发生温度裂缝

风机基础混凝土由于体积大、内外温差高、徐变应力显著等特点，极易发生温度裂缝。浇筑过程中，混凝土内部水化热导致温度快速上升，而表面温度受环境影响较大，内外温差显著，产生较大的温度应力。若此时混凝土抗拉强度不足，极易产生温度裂缝。风机基础混凝土温度裂缝多为贯穿性裂缝，尤其是在基础底板和墙体交接处，应力集中十分明显，裂缝风险更大。此外，风机基础混凝土徐变效应明显，在长期荷载作用下，混凝土会产生显著的徐变应力，若未及时释放，也会导致裂缝发生。

4.风机基础混凝土耐久性难以保证

风机基础混凝土长期处于复杂的环境条件下，耐久性难以保证。一方面，风机基础所处区域多为沿海或高原等特殊环境，混凝土易受到氯盐、风沙、冻融等侵蚀，耐久性面临严峻挑战。另一方面，风机基础混凝土受高强度振动荷载作用，长期承受疲劳损伤，耐久性下降速度加快。同时，由于温度裂缝的存在，混凝土保护层开裂，为氯离子、二氧化碳等有害物质侵入创造了通道，加速了钢筋锈蚀和混凝土碳化等耐久性问题的发生。

三、陆上风电场风机基础温控质量管理对策

1.优化风机基础混凝土配合比设计

科学选择水泥品种和掺合料，宜采用中热或低热水泥、粉煤灰、矿渣粉等材料，可有效降低水化热峰值温度，减小温差应力。合理确定水胶比、砂石级配等参数，通过降低水胶比、采用连续级配等措施，可改善混凝土和易性，提高力学性能，降低温度裂缝风险。同时，通过合理掺加外加剂，如缓凝型减水剂、膨胀剂等，能够延缓水化进程，补偿温降收缩，进一步控制裂缝的产生。此外，开展混凝土温度应力试验，准确测定力学性能参数，可为温控设计提供可靠的数据支撑。风机基础混凝土配合比设计的系统优化，能够从材料源头控制温升峰值和内外温差，改善混凝土抗裂性能，为整个温控质量管理体系奠定坚实基础。

2.加强风机基础混凝土浇筑过程温度监测

监测工作的开展，首先需要科学制定温度监测方案，合理布设温度传感器，并选用具有自记忆功能的无线传输设备，实现全方位、动态化的数据采集。明确监测频率和监测时间也十分关键，浇筑前期应提高监测频次，及时掌握温度变化趋势；浇筑后则需连续监测至混凝土内外温差稳定。监测数据的分析利用专业软件进行，通过绘制混凝土温度场云图，准确预测温度应力发展态势，为优化温控措施提供可靠依据。与此同时，监测人员的专业培训和设备的维护保养不可忽视，确保监测数据的准确性和完整性。建立健全温度监测质量责任制，将监测结果与温控措施紧密结合，形成闭环管理机制。风机基础混凝土浇筑过程中的全过程、动态化温度监测，能够为温控质量管理提供强有力的数据支撑和科学指导。

3.严格控制风机基础混凝土温度裂缝

把握混凝土浇筑时机和入模温度至关重要，应避开高温时段施工，将入模温度控制在28℃以下，最大限度减少初始温差。优化浇筑分层和分块方案也是控制裂缝的有效途径，应严格控制下层混凝土初凝前浇筑上层混凝土，降低层间温差应力。针对基础底板与墙体交接处等应力集中区域，则可通过设置施工缝、减小浇筑体积等措施，有效缓解约束应力。混凝土保温养护工作的严格落实同样不可或缺，采用隔热性能优良的保温材料，严密覆盖混凝土表面，将内外温差控制在25℃以内，并持续养护至混凝土强度满足设计要求。与此同时，做好裂缝监测工作，在混凝土表面布设测温点和测缝计，及时发现和处理温度裂缝。当裂缝出现时，要第一时间上报并评估影响程度，采取表面封闭、灌浆堵塞、设置止裂钢筋等手段，遏制裂缝的进一步扩展。风机基础混凝土温度裂缝控制的系统施策，能够显著改善混凝土结构的完整性和耐久性能，为风电场的长周期运营提供有力保障。

4.提升风机基础混凝土耐久性

严把混凝土原材料质量关，优选高耐久性水泥、骨料和外加剂，是提高混凝土抵御侵蚀能力的基础。在此基础上，应科学设计混凝土保护层厚度，采用高性能混凝土配制，提升保护层密实度和抗渗性，延缓有害物质侵入。针对严酷环境条件，表面涂刷防护涂料、喷涂聚合物砂浆等附加保护措施也不可或缺。优化钢筋混凝土结构设计，合理配置钢筋保护层厚度，避免钢筋锈蚀诱发耐久性问题，是另一项重要举措。同时，混凝土耐久性检测必须常抓不懈，定期开展强度、碳化、氯盐渗透等项目检测，客观评估风机基础混凝土耐久性状态，为维护加固决策提供科学依据。构建风机基础耐久性档案，实现全生命周期管理，对于预防和控制耐久性问题至关重要。

四、结束语

风机基础混凝土质量控制主要通过操作人员的操作经验和管理人员的管理水平决定，无法通过具体数据来进行度量和恒定，本文通过理论研究、建立模型、形成通用措施对照，将施工过程中重要质量保证措施转化为数据，通过数据参数来控制施工质量。同时在数个风电工程上进行不断修正和推广使用。保证了风机基础质量的可靠性和安全性。

参考文献：

[1] 许津豪.陆上风电场风机基础型式及优缺点分析[J].建筑工程技术与设计, 2017, 000(012):6175-6176.

[2] 朱峰林.某陆上风电场风机基础选型及结构安全性分析[J].水电与新能源, 2018, 32(10):4.