风电机组基础挖深与基础环高度不配合的解决方法

文 | 陆瑞
　　每一个风电场的建设前期都是风电机组基础的设计与建设，但是往往会出现很多问题，由于风电机组基础的设计图纸是由业主指定的设计院负责设计，而基础环的加工则是由塔筒厂进行加工，由于刚进入风电行业初期，设计院与塔筒制造厂往往缺乏设计上的沟通，导致风场在基础浇筑时出现基础挖深的深度大于基础环的高度，致使现场无法继续施工，此时如果要基础环重新加工然后再发往风场，从风场建设工期和进一步的费用问题都是不允许的，那么以此要找到一个既能解决高度不配合的问题，同时还要保证风电机组基础的安全性与稳固性的方法就显得尤为重要。
　　解决基础挖深与基础环高度不配合问题方法由于设计院考虑的问题，结合施工难度以及施工费用不同，给出的方法也不同，一般有以下几种：
　　（1） 将基础环下方的工字钢支撑腿用钢管或实心钢柱撑起，补齐基础与基础环的高度差。
　　（2） 将基础下面的水泥垫层加高，以补齐基础与基础环的高度差。
　　（3）重新加工基础环下方工字钢，以补齐基础与基础环的高度差。
　　这三种方法在下文说明。其中方案（3）从风场工期建设和在这一过程中所产生的其它加工费用和运输费用考虑，通常在工程实际中基本上不会使用。下面结合工程实例对方案（1）进行详细介绍，同时对比方案（2），给出方案（1）和方案（2）的优缺点。
　　方案（1）与（2）
　　某49.5MW 风电场在将所有基础挖完之后，在进行基础环安放固定时，工程人员发现由塔筒厂发来的基础环放进基础坑之后，高度不能满足要求，也就是说基础挖深与基础环高度不配合，对于此种情况，工程无法继续，最后由我厂技术人员与基建单位共同协商确定使用方案（1），如下。
　　工程简介：
　　（一）风电机组基础环
　　风电机组基础形式为下部1.65m 高的八边承台重力式独立基础，上部为高1.05m直径5m的圆形承台，埋深为－3.1m，露出自然地坪0.25m。依据2008 年8 月24 日到的基础环，基础环外径4014mm，环高为1554mm，腿高1096mm，重约8 吨。露出基础表面400mm。
　　由于设计单位与基础环提供单位的图纸不一，需要施工方设法将基础环安装在距垫层1 米的高度上。
　　（二）电缆管
　　电缆管为5ф125 ＋ 1ф50，预埋入风电机组基础中，供风电机组低压电缆穿线至箱式变压器基础，竖向长1.5m（包括弯头高）露出基础面200mm，横向长9.6m（包括弯头高），从基础环下穿出基础外。
　　（三）主要工序施工方案
　　1、安装顺序
　　垫层基础环预埋件安装—→底筋绑扎—→电缆管安装—→基础支腿安装—→基础环安装—→基础环插筋安装
　　2、垫层基础环预埋件安装
　　垫层预埋200×200×10 的四块铁件，铁件的锚爪焊4根100mm － 600mm 长的Ф25 钢筋。位置如图1。

　　（四）电缆管的安装
　　依据管径，弯头使用5 倍－ 6 倍直径的管弯制，竖向长1.5m（包括弯头高），横向长9.6m（包括弯头高），焊好后直接安装，管底距基础垫层1.95m，需要制作钢马凳支撑，腿垂直高1950，如图2，使用角钢└ 50 制作。马凳间距3000mm，为防止电缆管移位，使用ф8 的圆钢窝弯分别套在各个电缆管上，焊在马凳上。

　　（五）基础环预埋
　　在基础环支架的下方采用Ф90 的钢管制作高1000mm米支腿，先把Ф90 的钢管支腿按调整螺栓为中心满焊在垫层预埋件上，焊接前要使四条支腿的标高均为－ 2.000，基础环吊起后带上厂家自带的四条工字钢支腿及调整螺栓，离钢管支腿300m 高的时候缓缓下落在支腿顶部，但钢丝绳仍要绷紧吃力，先找中，中对中后将调节螺栓的底板点焊在钢管支腿上，然后后调节水平高差。
　　粗平采用的水平尺，放在铝合金方楞上，按轴线十字的二个方向调节底部螺栓找平。精平采用SE3 水准仪，制坐专用钢尺放在基础环顶面测量标高，先测有支腿的基础环上面四个点的标高，要求高差为≤ 3mm，然后在测量其他四个方位的标高，为消除系统误差，在本次测量的对面架设水准仪再复测一次，如腿上的四个点平整度符合要求，而其他点不符和要求，则及时通知厂家调整。
　　基础环平整度、标高和中心线位置均符合要求后，将支架的调节螺栓帽点焊固定，再复测一次。浇筑混凝土严禁碰撞基础环及支架，以免造成基础环的中心线位置和水平高差的偏移。
　　至此解决了基础挖深与基础环高度不配合的问题，此种方案（即方案（1））施工比较麻烦，但是却能确保基础的稳固性。
　　方案（2）解决这个问题就是直接把垫层加高1m，达到高度要求，但这种方法无疑是将基础挖深减少了1m，可以说是拆东墙补西墙，解决了高度差的问题，但是有可能对基础的稳固性带来隐患，所以不采用方案（2）。
　　方案（1） 优点：很好的解决了基础挖深与基础环高度差的问题，风电机组基础的稳固性得到保证。
　　缺点：施工复杂。
　　方案（2） 优点：施工方便。
　　缺点：给风电机组基础的稳固性带来隐患。
　　结论
　　风电机组基础对于风电机组的正常运行以及主机的安全都至关重要，对于基础挖深与基础环高度差问题，尽量采用加长基础环下部支撑来满足基础与基础环的高度差，以达到风电机组塔筒的安装要求，如方案（1）；尽量不要去加高垫层，减少了基础挖深，对基础的稳固性带来影响。