風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)墊板水平度控制的改進(jìn)方法

陳冰 焦霄杰 王凱 顏慶智

摘 要：在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工的過程中，基礎(chǔ)環(huán)的安裝是十分重要的施工環(huán)節(jié)，而基礎(chǔ)環(huán)的水平度控制在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工的過程中又是非常重要的一環(huán)。基礎(chǔ)環(huán)的安裝不僅要保證安裝方向的正確性，確保基礎(chǔ)環(huán)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)基礎(chǔ)環(huán)的水平度也有十分高的控制要求。就基礎(chǔ)環(huán)墊板的安裝來講，慣用的施工方法準(zhǔn)確性差，效率低，有時(shí)還會(huì)造成返工。本文基于工程實(shí)踐，對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)墊板水平度控制的施工方法進(jìn)行改進(jìn)，該方法的優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便，水平度控制精確，大大加快施工進(jìn)度，降低施工費(fèi)用，提高施工的安全度。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán);水平度;墊板;地腳調(diào)平螺栓;施工工藝

中圖分類號(hào)：S216; TU758文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006-8023（2018）06-0093-03

An Improved Method for Horizontal Degree Control of Fan Base Ring

CHEN Bing， JIAO Xiaojie， WANG Kai， YAN Qingzhi*

（College of Pipeline and Civil Engineering， China University of Petroleum， Qingdao 266580）

Abstract： The installation of fan foundation ring is an important link in the construction of base ring， and the level control of base ring is very important in the process of fan foundation construction. The installation of foundation ring not only ensures the correctness of installation direction， but also ensures that the base ring has sufficient strength， stiffness and stability. At the same time， it also has very high control requirements for the level of the base ring. In terms of the installation of base ring， conventional construction methods are poorly accurate， inefficient， and sometimes can cause rework. Based on the engineering practice， the construction method of the horizontal control of the foundation of the fan foundation is improved. The advantages of the method are simple construction， precise leveling control， greatly speeding up the construction progress， reducing construction cost and improving the safety of construction.

Keywords： Fan foundation ring; level pad; plate foot; leveling bolt; construction technology

0 引言

風(fēng)能是一種清潔的可再生資源[1]，近年來，我國新建了大量的風(fēng)電場(chǎng)，但是由于風(fēng)機(jī)建設(shè)的施工經(jīng)驗(yàn)不足，施工條件十分惡劣，使得施工的質(zhì)量保證變得十分困難[2]。風(fēng)機(jī)是一種高聳結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)環(huán)的安裝誤差會(huì)造成風(fēng)機(jī)塔頂端較大的水平位移，而基礎(chǔ)環(huán)柱下墊板的水平度控制不良，會(huì)造成基礎(chǔ)環(huán)的變形，使基礎(chǔ)環(huán)產(chǎn)生較大的安裝誤差。因此墊板的安裝對(duì)風(fēng)機(jī)的安裝質(zhì)量具有重要的影響[3-4]。本文改進(jìn)了風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)墊板安裝的施工工藝，該方法比原施工工藝節(jié)約一半時(shí)間，同時(shí)也提高了施工質(zhì)量。

1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)工程概況

青島海西風(fēng)電場(chǎng)250 MW風(fēng)電工程，安裝26臺(tái)，采用上海電氣W200-116-80S型發(fā)電機(jī)組，額定功率為2 000 kW，該風(fēng)電工程的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)為鋼筋混凝土基礎(chǔ)。鋼筋混凝土基礎(chǔ)的圓臺(tái)直徑為6 600 mm，基礎(chǔ)環(huán)直徑為4 200 mm，基礎(chǔ)埋深-3 400 mm。基礎(chǔ)埋設(shè)直徑為4 200 mm的基礎(chǔ)環(huán)，基礎(chǔ)環(huán)下設(shè)置3個(gè)鋼柱支撐，鋼柱以正三角形分布，每個(gè)支柱之間夾角為120°。預(yù)埋件布置如圖1所示。

2 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的施工

2.1 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工中的難點(diǎn)

（1）技術(shù)難度大：風(fēng)機(jī)塔架為高聳結(jié)構(gòu)，輪轂高80 m，葉輪和機(jī)艙總重量138.66 t。基礎(chǔ)受到的荷載有慣性力、風(fēng)荷載等作用[5-8]。

（2）場(chǎng)地地點(diǎn)分散復(fù)雜：該工程建設(shè)地點(diǎn)主要分布在山地丘陵地區(qū)，風(fēng)機(jī)的布點(diǎn)范圍大且分散，施工機(jī)具在每個(gè)施工點(diǎn)施工完畢后需要轉(zhuǎn)場(chǎng)，耗費(fèi)了大量的時(shí)間[9]。

（3）質(zhì)量要求高：基礎(chǔ)環(huán)墊板的埋設(shè)精度要求高，墊板的水平度誤差必須控制在3 mm以內(nèi)，基礎(chǔ)環(huán)的安裝水平度誤差必須控制在2 mm以內(nèi) [10]。

2.2 基礎(chǔ)環(huán)埋設(shè)施工工序

首先使用GPS定位基礎(chǔ)環(huán)圓心坐標(biāo)，按照施工圖放線基礎(chǔ)墊板的位置，進(jìn)行墊層混凝土的澆筑，澆筑前需核對(duì)預(yù)埋件的標(biāo)高，墊層混凝土薄膜養(yǎng)護(hù)3 d后開始基礎(chǔ)環(huán)柱腿的焊接。根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖對(duì)基礎(chǔ)環(huán)鋼柱腿進(jìn)行焊接[11-12]。

在墊層混凝土的強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以后進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)吊裝作業(yè)。依據(jù)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的直徑、質(zhì)量以及施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選用適當(dāng)?shù)氖┕C(jī)具以及施工方案[13]。

基礎(chǔ)環(huán)的調(diào)平按照以下3個(gè)步驟進(jìn)行：①粗調(diào)，首先在法蘭上平面選擇對(duì)應(yīng)柱腿位置編號(hào)為1、4、7，控制這3個(gè)點(diǎn)在同一水平面上，每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間再插入兩個(gè)點(diǎn)。使用兩個(gè)千斤頂進(jìn)行粗調(diào)，使1、4、7這3個(gè)點(diǎn)的水準(zhǔn)儀讀數(shù)相同。②微調(diào)，利用電子水準(zhǔn)儀對(duì)基礎(chǔ)環(huán)上表面均勻布置的9個(gè)控制點(diǎn)，調(diào)節(jié)千斤頂使基礎(chǔ)環(huán)上平面水平度的誤差值控制在設(shè)計(jì)的允許范圍內(nèi)。③精調(diào)，在微調(diào)后對(duì)基礎(chǔ)環(huán)上9個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，并調(diào)節(jié)基礎(chǔ)環(huán)高度，使得誤差值達(dá)到極限誤差的最小值。將基礎(chǔ)環(huán)上下螺栓擰緊撤去千斤頂，然后對(duì)9個(gè)點(diǎn)核算[15-16]。控制點(diǎn)示意圖如圖2所示。

3 基礎(chǔ)環(huán)墊板的安裝

3.1 基礎(chǔ)環(huán)墊板的施工要求

基礎(chǔ)環(huán)墊板的埋設(shè)是一項(xiàng)基礎(chǔ)卻十分重要的施工流程，在該風(fēng)電工程使用的墊板規(guī)格尺寸為400 mm× 400 mm × 20 mm，墊板底面焊接4個(gè)鋼筋撐腳，與鋼筋網(wǎng)片一起埋設(shè)。按施工圖進(jìn)行放線出墊板位置，安裝預(yù)埋件時(shí)必須控制其水平度范圍在3 mm以內(nèi)。在澆筑墊層混凝土?xí)r，必須設(shè)專人利用水平儀對(duì)預(yù)埋件的標(biāo)高實(shí)施過程監(jiān)控[17]。預(yù)埋件墊板安裝實(shí)例如圖3所示。

3.2 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)墊板原施工工藝

使用電鉆在預(yù)埋件位置鉆孔，然后插入支撐鋼筋，用大錘進(jìn)行錘擊，每錘擊2 ～ 3下，測(cè)量其標(biāo)高，直至鋼筋頂端標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高為止。由于施工地區(qū)地質(zhì)情況為風(fēng)化巖[18]，錘擊的力度不易控制，使得鋼筋支撐的標(biāo)高質(zhì)量也不易控制，通常需要三四個(gè)小時(shí)完成安裝，而且返工情況比較嚴(yán)重。

3.3 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)墊板改進(jìn)施工工藝

將鋼筋支撐改用為圖4的地腳調(diào)平螺栓，L1尺寸根據(jù)電鉆的型號(hào)確定，L2為墊層厚度減去預(yù)埋件鋼板的厚度，預(yù)制長(zhǎng)度為L(zhǎng)（L = L1 + L2 -30）的螺桿。螺母可上下擰動(dòng)有30 mm的調(diào)整空間，當(dāng)螺栓不易調(diào)整到規(guī)定的誤差時(shí)，可對(duì)L1進(jìn)行調(diào)整，直至到要求誤差以內(nèi)，墊板改進(jìn)施工工藝如圖4所示。

4 結(jié)束語

基礎(chǔ)環(huán)的水平度控制在風(fēng)電基礎(chǔ)施工過程中是一個(gè)重要控制環(huán)節(jié)。在青海海西風(fēng)電場(chǎng)250 MW風(fēng)電工程的基礎(chǔ)施工中，對(duì)標(biāo)號(hào)7 ～ 25的風(fēng)電基礎(chǔ)采用了改進(jìn)后的施工工藝，平均施工時(shí)間較原方法縮短了2 h左右，施工質(zhì)量得到了提高，杜絕了返工情況的發(fā)生，保證了項(xiàng)目的施工進(jìn)度，創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益。通過實(shí)踐，本文提出的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)墊板水平度控制的改進(jìn)方法可在今后的風(fēng)場(chǎng)基礎(chǔ)施工中推廣應(yīng)用。

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