風電場風機基礎加固方案

宗收

（山西漳澤電力新能源投資有限公司山西太原　030006）

風電場風機基礎加固方案

宗收

（山西漳澤電力新能源投資有限公司山西太原030006）

隨著我國經濟的迅速發展，能源消耗的大幅度增加，能源和環境對可持續發展的約束作用越來越顯著。因此，大力開發風能、太陽能、地熱能和海洋能等可再生能源利用技術，將成為減少環境污染的重要措施，同時也是保證我國能源供應安全和可持續發展的必然選擇。開發和利用清潔的、可再生的能源已成為我國能源可持續發展戰略的重要組成部分。而風能既是綠色環保的可再生能源，可作為產業開發的可持續發展的重要能源，大規模發展風力發電是解決我國能源和電力短缺現實的戰略選擇。

風力發電；風機基礎；加固

1　前言

風機基礎承受著從風機塔筒通過基礎環傳到基礎的各類荷載，是風力發電安全穩定運行的基本保障。風機基礎屬于鋼筋混凝土結構，受力特性十分復雜。由于風機基礎的設計方法還不成熟，還沒有形成專門的設計規范及設計標準，設計院一般借鑒建筑、電力等行業的相關規范，造成了風機基礎設計的結構不是十分合理，導致風機基礎結構的安全儲備不夠或者非主要受力部位材料使用浪費，同時也出現風機基礎松動等現象。風機不能正常運轉，影響發電量指標及經濟效益。

為了提高風機基礎設計的安全性和經濟性，通過對風機基礎鋼筋混凝土結構細部破壞的受力特性進行非線性分析，研究風機基礎的受力特性，特對風機基礎進行加固。

2　風機基礎松動影響

某風電場三個月時間，11臺2M風機因基礎環松動而停運，造成該時間段損失電量為693.3056萬kWh（由負荷率計算得出停運期間）。因此確保風機正常運轉是風電場的當務之急。

3　原施工方案

圖1　原基礎示意圖

（1）先澆注墊層，在基礎環上調節螺栓的圓周線上，以塔筒門方向中心線為基準，相隔120°將三塊預埋鋼板預埋在墊層混凝土內；以塔筒門方向中心線為基準，再將基礎環支架準確的放于三塊預埋鋼板上，基礎環中心和已確定的基礎中心偏差要求不小于10mm，并注意塔架基礎環筒壁上的標記與塔架上的一致。

（2）基礎環支架制作時，其最下面的一道連接鋼板暫不焊接，待主梁底部主筋安裝就位并綁扎完畢后在現場焊接。

（4）基礎環高度為2m，埋入混凝土的深度為1.62m，外露0.38m。

（5）基礎環安裝在基礎墊層澆筑完成并達到強度后進行。安裝前，在基礎環支架上用記號筆畫出調節螺栓位置，并將調節螺栓穿入基礎環下法蘭螺栓孔，用鋼尺量出螺栓露出下法蘭向下300mm，再將將基礎環用吊車吊入基坑內，放置在調節螺栓支架上。

（6）基礎環可靠放置好后，用精密水平儀調節下部的調節螺栓，進行精密調平。基礎環水平高差調節完畢后，用輔助支架支撐固定基礎環，輔助支架用楔形鋼墊片調節高差，復測基礎環平整度后在撐桿底部焊牢。

（7）任何鋼筋都不得與基礎環直接接觸，任何鋼筋的重量都不得作用在基礎環上。

（8）全部鋼筋綁扎完成及預埋管安裝完成后，對三個調節螺栓對應的基礎環頂面位置進行觀測，若發現基礎環平整度超過± 1mm，拆除輔助支架，重新對基礎環進行風機基礎模板支設加固圖腳手管地錨調平。

（9）澆筑基礎環四周內部混凝土時，下料及振搗要十分注意，下料時不得直接對著基礎環本體，振搗器也不得與基礎環接觸，施工人員也不得站在基礎環上，其它施工機械也應避免與基礎環相碰。

（10）每澆筑一層混凝土檢查一次基礎環平整度，發現誤差過大時及時采取措施調平。

依據《江西省水污染防治工作方案》，江西省各級政府部門實施黑臭水體整治斷面44處，另外江西省在地表水水質監測上共設置366處斷面，其中100個國控斷面、110個省控斷面、156個縣界斷面，覆蓋了全省五大河流及其主要支流和長江九江段、東江、萍水河、主要湖庫等。飲用水源地監測覆蓋所有的縣級、設區城市集中式飲用水源地。

（11）混凝土澆筑完成后，要求基礎環頂面在一個水平面內，基礎環任意位置高度誤差不超過±2mm，并盡量減小安裝誤差至±1mm以內。

（12）基礎混凝土澆筑完成后，對基礎環上法蘭平整度進行檢查驗收，要求基礎環頂面在一個水平面內，高程誤差控制在±2mm內（相對于3各點平均值，3點120°均布）。

4　加固方案

風機基礎加固方案步驟為：原基礎開挖；編制鋼筋籠、質檢、放置、焊接；澆筑C40混凝土。

4.1原基礎開挖

將原基礎表層回填土開挖，至露出原混凝土基礎。敲碎原基礎的表層混凝土至露出第三層外圈環形筋為止，如有必要則需繼續向下破壞。

4.2編制基礎加固鋼筋籠

基礎加固鋼筋籠主要由：φ12上中下面環形鋼筋、430mm高15mm厚鋼板組環、中間用20mm厚筋板加固，φ25鋼筋與原有鋼筋相連，結構尺寸參考圖2～3所示。

圖2　430mm高15mm厚鋼板

圖3　20mm厚筋板

4.3加固鋼筋籠各鋼筋連接位置（如圖4～6）

圖4　500mm厚φ32鋼筋籠組環與原基礎連接位置

圖5　基礎加固總成示意圖

圖6　基礎加固鋼筋籠與原基礎鋼筋籠連接后示意圖

4.4加固基礎澆筑C40混凝土

加固基礎鋼筋籠與基礎環和原基礎鋼筋籠焊接牢靠后可進行C40混凝土澆筑，在澆筑過程中必須滿足幾個要求：

（1）要求混凝土廠家必須提供預制混凝土運輸單、混凝土開盤報告書；

（2）澆筑過程采用直接傾倒方式，必須慢速進行以免混凝土漿和砂石分離，同時還需要使用振搗泵進行振搗以保證混凝土填充密實；為避免振搗后的大體積混凝土表面溫度容易散失，造成大體積內外溫度過大形成橫貫裂縫，在面層振搗完后，按標高要求，一次性用長尺刮平，壓實，然后覆蓋塑料薄膜及保溫麻袋；

（3）澆筑高度以高于最頂端鋼筋100mm為宜；

（4）澆筑最大外徑為φ6500mm；

（5）夜間施工要保證足夠的照明，以便觀察混凝土澆搗情況，確保不蜂窩麻面；

（6）混凝土養護：混凝土澆筑完后應由專人養護，采用蓄熱法，混凝土澆筑完畢后12h以內，對混凝土表面覆蓋塑料膜和保溫麻袋保濕養護，待溫度檢測結果顯示內外溫差小于25℃時，撤出薄膜，在混凝土表面加5mm細砂，澆水養護，使混凝土表面保持濕潤。

圖7加固后總體效果圖

4.5防水設計要求

施工完成后需要在基礎環、塔筒和基礎之間做防水，防水材料為西卡彈性防水涂料，尺寸見圖8。

圖8加固基礎防水圖

5　結論

風力發電清潔、環境效益好、永不枯竭、基建周期短、裝機規模靈活、自動控制水平高、運行管理人員少等優點。風力發電設備基礎作為新型設備基礎，其質量控制既有傳統土建施工的特點，風機基礎施工更是重中之重，看似是一個相對單一的分部工程，可它是我們吊裝施工順利進行的基礎和前提保障，對風機基礎施工而言，要注重每一個細節的施工，千里之堤毀于蟻穴，要杜絕質量隱患，同時要對基礎施工有充分的認知以及今后的發展方向，新能源行業是一部高速運行的列車，要不斷跟緊腳步，探索、追求，學習新工藝、新技術、新方法，從而確保風機基礎穩固可靠，保證風機利用小時及經濟效益，為人類奉獻白云藍天，給未來創造更多資源。

[1]《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202-2002）.

[2]《混凝土結構工程質量驗收規范》（GB50204-2002）.

[3]《建筑電氣工程質量驗收規范》（GB50303-2002）.

[4]《建筑施工手冊》第四版.中國工業建筑出版社，2003.

TM315

A

1673-0038（2015）40-0256-02

2015-9-21

宗收（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事工程建設管理工作。