海上風(fēng)電機(jī)組導(dǎo)管架基礎(chǔ)水下灌漿技術(shù)應(yīng)用分析

摘 要：我國(guó)是一個(gè)資源消耗大國(guó)，對(duì)于電力資源需求極為龐大。在資源需求和環(huán)境保護(hù)的壓力下，尋找電力資源的目光瞄向了風(fēng)力發(fā)電。我國(guó)的海上風(fēng)力資源充足，建立起了海上風(fēng)電機(jī)組，進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電已是一種必然趨勢(shì)。在海上建立發(fā)電機(jī)組需要用到導(dǎo)管架基礎(chǔ)水下灌漿技術(shù)，導(dǎo)管架基礎(chǔ)需要能夠承受風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的長(zhǎng)期動(dòng)力荷載，這就要求導(dǎo)管架基礎(chǔ)灌漿具備高強(qiáng)度、高抗疲勞、高抗離析等性能。面對(duì)不同的海域情況，又要進(jìn)行區(qū)別對(duì)待，我們因此對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組導(dǎo)管架基礎(chǔ)水下灌漿技術(shù)進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電機(jī)組；導(dǎo)管架基礎(chǔ)；水下灌漿技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.152

0 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)于能源的需求也是越來(lái)越大。在使用水力、燃煤和核能發(fā)電的同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電也相對(duì)應(yīng)用而生。我國(guó)的遼闊海域上風(fēng)力資源充足，建立起海上發(fā)電機(jī)組，可以為沿海城市提供電能。海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建立在海上，基礎(chǔ)形式大多為樁式基礎(chǔ)，樁式基礎(chǔ)又可以分為單樁基礎(chǔ)，多樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)等形式。這些基礎(chǔ)都建立在海水中，我們使用的是先進(jìn)的水下灌漿技術(shù)，然而不同的海域條件還會(huì)對(duì)技術(shù)有不同的要求。一些復(fù)雜的海域條件，會(huì)導(dǎo)致水下灌漿難度提升，對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的支撐結(jié)構(gòu)安裝起到不良影響。在這里我們對(duì)導(dǎo)管架基礎(chǔ)水下灌漿技術(shù)進(jìn)行研究。

1 導(dǎo)管架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

導(dǎo)管架基礎(chǔ)是一種應(yīng)用較為廣泛的海上風(fēng)電機(jī)組，具有重量輕、地理?xiàng)l件適應(yīng)性好和穩(wěn)定性極佳等優(yōu)點(diǎn)，在較深海域也可以廣泛應(yīng)用。導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)是一種鋼制框架結(jié)構(gòu)，主要分為過(guò)渡段和導(dǎo)管架基礎(chǔ)。導(dǎo)管架基礎(chǔ)一般分為先打樁導(dǎo)管架和后打樁導(dǎo)管架兩種結(jié)構(gòu)形式。先打樁導(dǎo)管架是在海底先做出固定模架，然后打入四根呈正方形分布的鋼管樁，然后再進(jìn)行整體吊裝，之后進(jìn)行水下灌漿，連接并固定鋼管樁和導(dǎo)管架基礎(chǔ)。另外的后打樁導(dǎo)管架則是在導(dǎo)管架的支腿底部安置樁靴，在導(dǎo)管架吊裝結(jié)束后，鋼管樁通過(guò)樁靴打入海底，在進(jìn)行水下灌漿連接起來(lái)。

2 導(dǎo)管架基礎(chǔ)水下灌漿材料

灌漿使用的灌漿材料可以是普通混凝土漿，也可以是高強(qiáng)灌漿料。但是為了追求更高的質(zhì)量，海上風(fēng)電機(jī)組導(dǎo)管架基礎(chǔ)水下灌漿使用的高強(qiáng)灌漿料。高強(qiáng)灌漿料是一種具有收縮補(bǔ)償性的水泥類(lèi)灌漿，可以通過(guò)與水混合，從而形成質(zhì)地均勻、可流動(dòng)和容易泵送的灌漿料。高強(qiáng)灌漿料具有流動(dòng)性大、抗離析性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、高最終強(qiáng)度、高抗疲勞和低水化熱等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)可以保證泵送時(shí)不會(huì)出現(xiàn)堵塞，漿體不會(huì)被沖散，可以進(jìn)行長(zhǎng)距離合和大強(qiáng)度的泵送。灌漿料的性能對(duì)于海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的使用壽命具有很大的影響。針對(duì)不同的使用條件，性能會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的變化，使用時(shí)還需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

3 導(dǎo)管架基礎(chǔ)及連接段水下灌漿技術(shù)

3.1 導(dǎo)管架基礎(chǔ)灌漿

導(dǎo)管架基礎(chǔ)因其分為先樁法導(dǎo)管架和后樁法導(dǎo)管架，灌漿方式也略有不同，在不同的連接段要采用不同的方法。導(dǎo)管架基礎(chǔ)灌漿是為了將導(dǎo)管架基礎(chǔ)與鋼管樁更好的連接在一起，是導(dǎo)管架基礎(chǔ)與鋼管樁之間力傳導(dǎo)的重要連接方式。導(dǎo)管架基礎(chǔ)灌漿的灌漿連接的地方都在海底，不能做到短周期性的檢查，這就要求施工質(zhì)量更為高效，不過(guò)這個(gè)問(wèn)題可以采取有效的防護(hù)措施來(lái)提高施工質(zhì)量，相應(yīng)的減少了檢查的次數(shù)。

3.2 先樁法導(dǎo)管架連接段灌漿

先樁法導(dǎo)管架基礎(chǔ)的灌漿管線和灌漿孔一般在導(dǎo)管架腿柱上，在外部的鋼管樁和內(nèi)部的導(dǎo)管架腿柱之間的環(huán)形空間中灌注灌漿料。導(dǎo)管架基礎(chǔ)連接段灌漿還要盡量避免往復(fù)循環(huán)荷載造成開(kāi)裂，在連接段的最底部往上到一半的彈性長(zhǎng)度范圍，彎矩影響不大，連接處最頂端往下到一半彈性長(zhǎng)度范圍，彎矩影響較大，剪力鍵最好不要布置在這個(gè)區(qū)域。

3.3 后樁法導(dǎo)管架連接段灌漿

后樁法導(dǎo)管架連接段里需要注意的是，最底部往上到一半的彈性長(zhǎng)度范圍，彎矩影響較大，連接處最頂端往下到一半彈性長(zhǎng)度范圍，彎矩影響較小。為了避免引起初始裂紋，剪力鍵最好不要布置在彎矩影響較大的區(qū)域。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)是一個(gè)人口眾多的國(guó)家，資源消耗也是極為嚴(yán)重，在資源和環(huán)境的雙重壓力下，新型節(jié)能能源的使用已經(jīng)越來(lái)越為人們所重視。風(fēng)力發(fā)電作為一種環(huán)保的能源使用方式，在很多風(fēng)力資源充足的國(guó)家已經(jīng)有所建設(shè)，我國(guó)也建立起了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，新疆的戈壁上可以看到發(fā)電機(jī)組的身影，在海上，也可以看到有發(fā)電機(jī)組的存在。海上發(fā)電機(jī)組需要從海底建立起基礎(chǔ)，對(duì)發(fā)電機(jī)組起到支撐的作用。在海底建立起的發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)多為導(dǎo)管組基礎(chǔ)，導(dǎo)管組基礎(chǔ)通過(guò)水下灌漿技術(shù)，將導(dǎo)管架基礎(chǔ)和鋼管樁連接起來(lái)，為發(fā)電機(jī)組提供了穩(wěn)固的支撐作用。導(dǎo)管架水下灌漿的質(zhì)量直接影響著導(dǎo)管架的整體性能，對(duì)于施工技術(shù)要求非常嚴(yán)格。導(dǎo)管架水下灌漿技術(shù)具有灌漿質(zhì)量較好，施工較為快捷等優(yōu)點(diǎn)，在海域較深的區(qū)域中的基礎(chǔ)建設(shè)具有較為廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃立維，楊鋒，張金接.海上風(fēng)機(jī)樁基礎(chǔ)與導(dǎo)管架的灌漿連接[J]， 水利水電技術(shù)，2009（09）：54-57.

[2]仲偉秋，麻曄，楊禮東等.海上風(fēng)電樁基礎(chǔ)與導(dǎo)管架灌漿連接段的 ANSYS 分析[J].沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，28（04）：663-669.

[3]KEIDORF C，SCHAUMANN P.Sandwichtürme für winden-ergieanlagen mit herfesten stahl-und verbundw erkstoffen[J].Stahlbau，2010，79（09）：648-659.

作者簡(jiǎn)介：馮勇（1978-），男，江蘇南通人，大專(zhuān)，工程師，研究方向：建筑工程。endprint