浅谈风机基础环施工方法及处理措施

􀅰５３􀅰

浅谈风机基础环施工方法及处理措施

姜德奎

(中国水利水电第四工程局有限公司西南分局ꎬ成都ꎬ６１００９１)

　　【摘　要】本文结合哈密三塘湖弘毅风电场一、二期工程风机基础施工ꎬ介绍了基础环安装的特点及施工工艺

流程ꎬ阐述了基础环安装前后的注意事项及控制方法ꎬ对影响基础环水平度的原因进行了分析ꎬ并提出了基础环水平度超标后应采取的处理措施ꎬ为今后类似风电场工程施工提供了经验ꎬ在保证工程质量、施工进度及节约成本等方面有一定的参考价值ꎮ

　　【关键词】基础环　施工方法　平整度　处理措施

　　中图分类号:ＴＭ３１５　　文献标识码:Ｂ　　文章编号:２０９５－１８０９(２０１８)０１－００５３－０３

１　前言

风机属于高耸建筑物ꎬ基础环在水平方向上

有较小的倾斜ꎬ都将引起塔筒顶端较大的水平偏心距ꎮ根据１５００ｋＷ风机的相关参数ꎬ可以计算出塔筒顶部的水平偏心距约为基础环竖向最大偏差的１７倍ꎮ基础环安装平整度成为各施工单位的一大难点和质量控制重点ꎬ而风电施工现场往往气候环境恶劣ꎬ相邻风机间距较大ꎬ作业面广ꎬ使得风机基础施工困难ꎬ造成基础环施工质量参差不齐ꎬ严重影响了风机的正常安全运行ꎬ风机基础环的施工质量成了保证风力发电机组能否正常运行的重要影响因素ꎮ

哈密三塘湖弘毅风电场一、二期工程ꎬ建

３　施工特点

上部通过Ｍ３０螺栓与基础环连接ꎮ　３􀆰１　技术难度大

基础环为支撑高耸结构的基础设备预埋件ꎬ

埋件上固定支撑塔筒高度一般在４０ｍ~８０ｍꎻ其顶部装有较大垂向机组荷载可达６０ｔ~９０ｔꎻ侧向又有较大的风荷载作用ꎮ

　３􀆰２　建设地点分散、施工机具移动频繁

由于风电场规模较大ꎬ风机布点范围大而分

散ꎬ每台风机的施工作业完成后ꎬ需立即转场至另一施工点ꎬ建设地点分散、施工机具移动频繁ꎬ为此ꎬ需要合理安排分部分项工程及工序交叉作业ꎮ　３􀆰３　质量要求高

风机基础的施工质量直接关系到风机的顺利

２　工程概况

设装机规模为９９ＭＷꎬ安装６６台单机容量１５００ｋＷ的风电机组ꎮ风机基础型式为钢筋混凝土扩展基础ꎮ基础直径１６􀆰５ｍꎬ基础圆台直径６􀆰２ｍꎬ基础埋深２􀆰６５ｍꎬ基础混凝土采用Ｃ４０Ｆ１５０ꎬ一个基础的混凝土量约３４３ｍ３ꎮ外径４􀆰２ｍꎬ重约６􀆰７ｔꎮ基础环下均设３个钢制支腿ꎬ３个支腿呈正三角形布置ꎮ支腿采用长度为１􀆰５３ｍ的１７５ｍｍ×１７５ｍｍ×７􀆰５ｍｍ×１１ｍｍＨ型钢制作ꎬＨ型钢两端焊接２０ｍｍ厚钢板ꎬ支腿下部焊接固定在垫层内预埋的２０ｍｍ垫板上ꎬ

安装并投入正常使用ꎬ质量要求较高ꎮ因此ꎬ要求基础环安装必须达到设计要求的水平精度(基础环安装水平度要求允许误差在２ｍｍ以内ꎬ混凝土浇筑完成后基础环水平度要求允许误差在３ｍｍ以内)ꎬ方能保证基础环以上塔筒的垂直度符合规范要求ꎮ

４　施工方法

施工工艺流程:成品验收→垫板埋设→基础

环支柱焊接→基础环吊装→基础环的粗调及固定

􀅰５４􀅰

姜德奎:浅谈风机基础环施工方法及处理措施

２０１８􀆰Ｎｏ􀆰１

→最终复核基础浇筑过程中的反复校正→基础环安装后的　４􀆰１　ꎮ完整无损(１)成品验收

基础环规格型号与设计相符ꎬ上法兰表面平整度达标(±１􀆰ꎬ表面涂层５ｍｍ以内)ꎻ

两端钢板焊接牢固(２)支腿长短一致ꎬ焊缝饱满ꎬＨ型钢无扭曲变形ꎻ

ꎬ并与(３)　４􀆰２　(４)预埋垫板规格与设计相符垫板埋设

螺栓螺帽配套ꎬ丝扣完好无损ꎻꎮ

该垫板由厂家提供(１)预埋钢板规格为ꎬ质量应合格３００ｍｍ×ꎬ并提前进场３００ｍｍ×２０ｍｍꎮꎬ以满足施工所需(２)每一基础均设ꎻ

安装在浇筑垫层前应先根据图纸设计几何尺寸及３块垫板ꎬ基础环埋件的

具体位置进行预埋ꎬ先在基坑内设南北向与东西向相互垂直的两条控制线ꎬ并埋入控制木桩ꎬ同时将垫层顶标高引测到木桩上ꎻ

设计位置定位准确(３)３块垫板呈正三角形布置ꎮ为准确控制３ꎬ埋设时必须按

块垫板的相对位置ꎬ采用三根<ϕ１４的钢筋焊接成一个正三角形作为定位模具ꎬ其边长即为相邻二块垫板的中心距离ꎬ北)ꎬ(４)同时在垫板表面画出十字交叉中心线然后采用定位模具测定另外两块垫板的位先定出第一块垫板的位置(正南ꎻ

或正置ꎻ

采用手锤轻击垫板表面(５)垫板就位后ꎬ先将第一块垫板准确定位ꎬ使四角水平ꎬ表面标高与ꎬ

垫层顶标高一致(水准仪观测)后将垫板固定牢靠ꎮ随后采用定位模具精确测定另外两块垫板的平面位置(垫板中心与模具顶点重合)ꎬ采用水准仪测定其表面高差小于１ｍｍ标高与垫板顶标高一致(６)垫板固定后再浇筑垫层混凝土后予以固定ꎬ混凝土浇筑时不得碰撞ꎬꎻ

垫层顶

扰动垫板　４􀆰３　ꎮ

基础环支柱焊接应在垫层浇筑完毕养护基础环支柱焊接

３ｄ

后进行ꎬ首先校对预埋件的标高ꎬ并依据设计基础支柱中心线现场放样ꎬ然后进行焊接ꎬ要求焊缝质量符合焊接规范ꎮ为了保证支柱绝对垂直ꎬ焊接时在支柱两个侧面固定水平尺进行控制ꎮ焊缝饱

满连续　４􀆰４　ꎬ焊渣清除干净ꎮ约７ｄ)(１)基础环吊装

后进行基础环吊装作业垫层混凝土达到７０％设计强度ꎮ为抢赶施工进(浇筑后

度ꎬ在不破坏垫层混凝土的前提下ꎬ可将吊装时间适当提前ꎬ但时间间隔不宜少于３ｄꎬ提出申请报监理审批高ꎬ其高差不应大于(２)吊装前先用水准仪复核预埋件表面标ꎻ

即采用二台(３)基础环的吊装宜优先选用二点起吊法１ｍｍꎻ

２５ｔ汽车吊在基础环的两个方向同时ꎬ

抬吊ꎮ在抬吊前先由一台汽车吊在合理的位置就位ꎬ将基础环吊装至基础内ꎬ然后再将另一台汽车１２０°吊在相对的地方就位夹角ꎮ在汽车吊就位过程中ꎬ要求两台汽车吊基本形成

将基础环吊点均分ꎬ三点挂牵引绳ꎬ安排作业人员ꎬ再进行起吊ꎮ

起吊时力求二台汽车吊同时拨杆ꎬ保证基础环基本平稳ꎮ以基础环三根支柱中心点为参照匀速水平旋转推移ꎬ待吊至支柱上顶面后ꎬ再由操作工人拉牵引绳配合汽车吊进行缓慢旋转ꎬ直至基础环下孔基本与支柱螺栓点对中ꎬ然后在操作平台上部每点二人进行牵引ꎬ使基础环下孔完全与螺栓吻合再发号施令匀速安全降落ꎬ之后立即对螺栓进行紧固ꎮ该环节施工的要点侧重于:统一指令ꎬ起吊同步　４􀆰５　ꎬ沉稳细心ꎬ配合密切ꎬ干净利落ꎮ单位(１)基础环的调平

、测量人员与调平人员对该基础环进行粗调基础环吊装就位后ꎬ由技术员汇同监理

ꎮ基坑上口架设二台水准仪~２􀆰０ｔ的小型液压千斤顶ꎬꎬ配制专用工具粗调前预备３ꎬ个指定１􀆰５ｔ个专人进行调平ꎮ首先采用三点调平ꎬ即在三个２

支柱相对应的基础环上部安放加工好的测尺ꎬ由测量人员逐点观测水平高差并记录数据ꎬ在三点观测中可视任意点为基准点ꎬ观测基础相对正负误差ꎬ对高点原则上不动ꎬ对低点顶升ꎮ顶升时ꎬ先行旋松紧固螺母ꎬ然后安放千斤顶ꎬ匀速顶升ꎮ一般来说ꎬ每一丝扣约为２ｍｍꎬ顶升过程中以丝扣为参照物进行调节ꎬ待认为达到可调范围之后ꎬ再匀速降低千斤顶ꎬ采用扳手上下紧固丝杆螺母ꎬ再行观测直至三点基本水平点ꎬ在每点上依次编号做好标记(２)精确调平是将基础环按圆周均分为ꎬ此为粗调ꎻ

ꎮ先调１、５、９１２点

　２０１８􀆰Ｎｏ􀆰１四川水利

􀅰５５􀅰

３、７、１１使其三点相对误差控制在１ｍｍ范围之内ꎻ再调

制在１ｍｍ点使该三点与范围内ꎻ使该六点高低差均控制在１、５、９点相对水平误差控１ｍｍ范围内ꎻ最后再调２、４、６、８、１０、１２点ꎮ在调平过程中不论观测何点ꎬ均以１、５、９点基座处丝杆进行调平ꎮ以丝杆的丝扣为准ꎬ由二丝变调为一丝ꎬ由一丝变调为半丝ꎬ使误差控制在±１ｍｍ允许偏差范围之内(３)在钢筋绑扎完成ꎮ最终固定ꎬ使丝杆螺母上下均紧固ꎬ混凝土浇筑之前ꎬ再次

ꎻ观测各点ꎮ观测其水平差是否变化ꎮ如果变化ꎬ再次用同样方法调平ꎮ一般来说ꎬ在第一次精确调平紧固丝杆螺母后ꎬ其水平度不会变化ꎮ但是为确保基础环成型后的水平度ꎬ在混凝土浇筑至基础环下部丝杆处时暂停浇筑ꎬ由项目技术员会同监理单位现场负责人ꎬ再次观测记录基础环水平度ꎬ确认水平度是否控制在允许范围之内ꎬ确认无误后再行浇筑　４􀆰６　ꎬ保证基础环埋设满足设计要求ꎮ跟踪观测基础浇筑过程中的校核

ꎬ为保证最终的安装结果准确无误ꎬ混凝土施工中应用全站仪及水准仪进行跟踪测量ꎬ使基础环上法兰平整度达到２ｍｍ的精度要求ꎮ浇筑混凝土时应控制混凝土布料均匀上升ꎬ避免混凝土由于上升高度不一致对支撑螺栓产生侧压力　４􀆰７　ꎬ且振捣时避免振捣棒碰撞支撑件ꎮ在基础浇筑成型后基础混凝土浇筑成型后的最终复核

ꎬ经养护、防腐、基础回填

后ꎬ在塔筒安装前应会同监理单位、安装单位对基础环进行质量检查ꎬ复测验收ꎬ并记录数据ꎬ作为５　二次安装的参考数据ꎮ

标处理措施

影响基础环平整度的原因及平整度超　５􀆰１　(１)影响平整度的原因求ꎻ

基础环自身的出厂平整度达不到设计要后产生不均匀沉降(２)基础基坑碾压不实ꎬ垫层在基础环安装(３)钢筋绑扎过程中ꎻ柱ꎻ

ꎬ人为碰撞丝杆ꎬ扭动支均ꎬ或振动棒(４)基础混凝土浇筑过程中、布料管撞击基础环ꎬꎬ混凝土布料不

造成水平度变

化ꎻ

误差或调平后丝杆上下螺母紧固不到位(５)基础环在调平时操作不认真ꎬ出现人为

　５􀆰２　ꎮ当风机基础混凝土浇筑完成后平整度超标处理措施

ꎬ发现基础环

水平度偏差超过设计允许值时ꎬ采用凿除重建显然对工期要求和经济效益来说都是不可取的ꎬ应按照设计要求对风机基础环或者塔筒进行严格处理ꎬ以保证风机塔筒的最终竖直度ꎬ特提出两种处理措施:

５ｍｍ(１)打磨基础环上法兰ꎮ对绝对高差小于

的水平度小于的基础环采用人工打磨±２ｍｍ的设计要求ꎬ满足打磨后基础环ꎮ具体打磨方法如下:

外划线确定打磨量①复测数据ꎬ在基础环法兰面上分ꎻ２４等分内面平整度②用刚玉砂轮人工粗打磨留线ꎻ

ꎬ保持好打磨确保达到水平度要求的基准面③测量水平面ꎬ每点做好记录后进行细打磨ꎻ

ꎬ测量打磨以达到水平度要求④以２４个基准面为基准打磨其它平面ꎬ同时注意保持好内ꎬ反复倾角(２)ꎮ

对绝对高差大于配对加工底段塔筒下法兰或法兰垫圈５ｍｍ的基础环ꎬ采用在工厂机加ꎮ

工方式一对一地配对塔筒下法兰或单独加工法兰垫圈ꎬ具体处理方法为:根据现场基础环法兰的水平度测量ꎬ确定塔筒下法兰或法兰垫圈加工尺寸并一对一地编号到加工图ꎮ由于塔筒下法兰或法兰垫圈做了特殊加工ꎬ理论上该对法兰结合面有轻微倾斜ꎬ建议对法兰面采用钢质修补剂替代普通密封胶ꎬ以增加法兰结合面的摩擦力和稳定性６　能ꎮ

结语

风电作为开发可再生能源ꎬ对改善能源结构、

缓解资源供需矛盾、保护生态坏境ꎬ实现经济、社会和自然的协调健康可持续发展ꎬ具有十分重要的意义ꎮ在方兴未艾的风电市场上ꎬ积累风电建设施工技术管理经验ꎬ抓住风电开发良机ꎬ拓展工程局的风电市场ꎬ其意义重大ꎮ

■