梁板式预应力锚栓组件基础在高海拔风电建设中应用.doc

梁板式预应力锚栓组件基础在高海拔风电建设中的应用 摘要：梁板式预应力锚栓组合件基础是目前风电建设中应用广泛的新式风机基础，相较于传统重力式风机基础其具有结构稳定、节省材料、便于施工等显著优势，其良好优越性在高海拔风电建设中体现的尤为突出。本文以云南省师宗县程子山风电场工程为背景，详细总结了预应力锚栓组合件基础主要施工环节的施工工艺以及施工注意事项，重点介绍梁板式预应力锚栓组合件基础特有施工工序：锚栓组合件安装和高强灌浆。本文介绍的梁板式预应力锚栓组合件基础在高海拔地区中的应用具有推广价值，可供相似工程借鉴使用。 关键词：风力发电；基础；锚栓组合件；高海拔风电建设；工程施工；高强灌浆 一、前言 风能作为一种清洁的可再生能源，其潜力巨大，越来越受到世界各国的重视。我国风能资源丰富、风能储量很大、分布面广，可开发利用的风能储量约10亿kW，仅陆地上的风能储量就约有2.53亿kW。近年来，随着我国新能源战略开始把风力发电作为重点扶持对象，加之风力发电建设具有基建周期短、装机规模灵活等特点，目前我国风力发电行业已经取得突飞猛进的发展。我国风力发电行业的发展前景依然十分广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，这就必须依靠风电建设技术的不断革新。本文介绍的梁板式预应力锚栓组合件基础的应用就是风电建设技术上的一次革新。 笔者从事风电建设多年，通过长期工程实践发现，梁板式预应力锚栓组合件基础与传统重力式风机基础相比较，一方面，其结构更加安全可靠；另一方面，更加节约成本，单台风机基础主材钢筋节约20T，混凝土节约300m3，成本节省40万元，本工程节约投资800万元；而且，施工更易操作，节约劳动力。 图1 已安装的锚栓组合件基础 图2已浇筑的混凝土基础 二、工程背景 云南省师宗县程子山风电场为西洋山规划风电场的程子山片区，位于云南省曲靖市师宗县西北边缘的山脊上，场址涉及师宗县雄壁镇、葵山镇及陆良县召夸镇，地理坐标介于北纬24°45′02″～24°58′33″，东经103°41′51″～103°57′06″之间。场址总体为1条西南——东北走向的山脊，场址地势起伏不大，海拔在2100m～2250m之间，属于高海拔地区。云南省师宗县程子山风电场工程的任务为发电，装机容量42MW，年上网电量8752万kW·h。风电场主要由21台2000kW风机、21台箱式变压器、35kV集电架空线路、进场道路、升压站等组成。按照《风电场工程等级划分及设计安全标准》（FD002-2007），工程等级为Ⅲ等，工程规模为中型。中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司采用EPC模式对师宗程子山风电场工程进行工程总承包，负责整个项目的勘测、设计、科研、试验、施工、安装、调试、试运行等工作。师宗县程子山风电场风机基础形式采用梁板式预应力锚栓组件基础。 本工程各机位基础持力层为全、强风化玄武岩，机坑半径为9.4m，基坑深度为3.3m。风机基础主要包括预应力锚栓组合件，混凝土垫层，钢筋混凝土主体，高强灌浆料。钢筋混凝土主体为C35，垫层混凝土为C15，高强灌浆料为设计强度大于M80的西卡SikaGrout214。 三、工程施工 1、锚栓组合件安装 锚栓组合件由预埋件、下锚板、锚栓、定位锚栓、上锚板、热缩管及定位塞等组成。它是风机基础最重要的部件之一，一方面，它起着连接塔筒与机墩混凝土的作用，安装时应严格控制其位置的精度，否则会造成塔筒与机墩连接不上或连接不密实，这会严重影响整个机组结构的稳定性和安全性；另一方面，风机投运时，锚栓组合件承受巨大的荷载，同时它也是主要的传力结构。现以湘电XE112-2000机型为例，介绍程子山风电场现场施工和施工工艺： （1） 预埋铁件安装 预埋铁件是连接地面与锚栓组合件的重要组成部分。预埋铁件的安装影响到下锚板安装。程子山风电场所用的湘电XE112-2000机型预埋件有10个，尺寸为400mm×660mm。预埋件中心位置与机组中基础心距离为2.181m，相隔两块预埋件之间中轴线夹角为36。。 预埋铁件的位置根据机组中心位置，用全站仪距离测量和角度放样的方法可以确定预埋铁件位置。预埋铁件位置确定后，在安装过程中用全站仪进行高程测量使每块预埋铁件达到设计高程。再用水准仪测水平度保证每块预埋铁件的平整度，安装完毕后方可进行下一部施工。 （2） 安装下锚板 下锚板位于预埋铁件之上，预埋铁件平面与下锚板上法兰面高度为200mm，两者之间用支撑螺杆连接。将支撑螺杆穿入下锚板螺孔中并用螺栓固定。用30t吊车将连接有支撑螺杆的下锚板放置于预埋件上，使下锚板圆心与机组基础中心位置同心，下锚板与机组基础中心同心度为≤5mm。支撑螺杆位于预埋件铁件中心轴线上；位置调整好后将支撑螺杆下端与预埋铁件焊接固定，调节螺杆与下锚板固定螺栓，使各预埋铁件平面和下锚板上法兰面高度达到20