風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)改造分析獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)改造分析獲獎(jiǎng)科研報(bào)告 摘 要：本文就風(fēng)電場(chǎng)更換大機(jī)組，對(duì)原有風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的利用進(jìn)行了對(duì)比研究分析，旨在提高項(xiàng)目的收益。 關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī);改造;風(fēng)力發(fā)電 一、引言 近十來(lái)年我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，隨著風(fēng)機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是低風(fēng)速機(jī)型的出現(xiàn)，很多原先風(fēng)速相對(duì)較小不具備建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的條件的區(qū)域，也可以建設(shè)商業(yè)化的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。目前看來(lái)全國(guó)各個(gè)省份基本都具備開(kāi)發(fā)建設(shè)商業(yè)化風(fēng)電場(chǎng)的資源條件。 二、背景 國(guó)內(nèi)某風(fēng)電場(chǎng)2010年建設(shè)完成投產(chǎn)發(fā)電，單機(jī)容量1.5MW，輪轂高度70m，葉輪直徑70m，可研報(bào)告年等效利用小時(shí)數(shù)約2000小時(shí)。該風(fēng)電場(chǎng)建成后，在其周邊陸續(xù)又建立了很多風(fēng)電場(chǎng)，單機(jī)容量2～3MW，輪轂高度90～100m，葉輪直徑100～120m，明顯周邊的風(fēng)電場(chǎng)輪轂更高、葉輪直徑更大，因?yàn)槲擦饔绊?，直接?dǎo)致該風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電年等效利用小時(shí)跌至1300小時(shí)，嚴(yán)重影響項(xiàng)目收益。為了提高項(xiàng)目收益，計(jì)劃對(duì)本風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行改造，單機(jī)容量提高至3MW級(jí)，輪轂高度140m，葉輪直徑150m，為了最大限度的提高項(xiàng)目收益，力爭(zhēng)最大限度地利用原有基礎(chǔ)，本文就該風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)改造進(jìn)行對(duì)比研究分析。 三、改造方案對(duì)比 1、原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)方案。采用預(yù)埋地腳螺栓，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)為直徑16.5m的圓形鋼筋混凝土基礎(chǔ)，埋深2.6m，厚1.0～2.0m，中墩直徑6.2m，高0.9m，每臺(tái)風(fēng)機(jī)采用32根直徑600mm的PHC預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁，樁長(zhǎng)15m左右，分兩圈布置，外圈18根，內(nèi)圈8根。 2、基礎(chǔ)改造方案 基礎(chǔ)改造無(wú)非就三種情況，第一種舊基礎(chǔ)不拆除，第二種部分拆除舊基礎(chǔ)，第三種全部拆除舊基礎(chǔ)。下面就這三個(gè)方案進(jìn)行分析。 （1）舊基礎(chǔ)不拆除。對(duì)原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行鉆孔，打入錨桿，高壓注漿。斜坡面植入鋼筋，原錨栓籠加強(qiáng)連接，綁扎新鋼筋，搭設(shè)模板，澆筑基礎(chǔ)加高段?；A(chǔ)加高段為中空齒輪加強(qiáng)型基礎(chǔ)，在加強(qiáng)墩之間的間隔處布置鋼絞線(xiàn)的下錨固端。隨后吊裝混凝土塔筒和過(guò)渡段，預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)張拉，吊裝鋼塔筒、機(jī)艙和葉片等。本方案主要針對(duì)混凝土塔筒方案，對(duì)原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)充分利用，不需要鑿除或破壞。由于采用中空齒輪加強(qiáng)型基礎(chǔ)，可有效的將環(huán)梁承受的拉力傳遞至加強(qiáng)墩以及基礎(chǔ)圓盤(pán)處，從而可以大幅的縮減環(huán)梁的尺寸和工程量，并提高風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的安全性。但是由于混凝土塔架自身的重量較重（一般為數(shù)千噸），對(duì)于地基土的抗壓承載能力要求較高，需要對(duì)原有基礎(chǔ)的復(fù)合地基的承載能力進(jìn)行評(píng)估，以便確定該機(jī)為是否能夠使用該方案。如果無(wú)法滿(mǎn)足，則需要對(duì)原有基礎(chǔ)的地基礎(chǔ)進(jìn)行地基處理，這將會(huì)比較困難。 （2）部分拆除舊基礎(chǔ)。基坑開(kāi)挖至所需的鑿除高度即可。拆除原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)錨栓籠底部及以上鋼筋和混凝土，原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形成一個(gè)承載平臺(tái)。因改造基礎(chǔ)還需利用該部分基礎(chǔ)，因而在拆除過(guò)程中需要對(duì)需要保留部分做好防護(hù)，根據(jù)舊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，確定需要鑿除的高度，當(dāng)拆除至所需高度位置以上300mm的混凝土?xí)r，人工使用風(fēng)鎬進(jìn)行破除，以確保不損壞基礎(chǔ)保留部分。需要注意的是：1）在拆除舊基礎(chǔ)的過(guò)程中，加強(qiáng)灑水降塵的措施;2）拆除的渣土及時(shí)清運(yùn)并運(yùn)至指定渣場(chǎng)進(jìn)行處理;新基礎(chǔ)澆筑方案：在原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)外圈做一圈灌注樁（或 PHC 樁），在原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上放置新錨栓籠，綁扎鋼筋，搭設(shè)模板，最后重新澆筑一臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。新基礎(chǔ)澆筑時(shí)，在新基礎(chǔ)底部澆筑200厚的C20混凝土墊層。 （3）全部拆除舊基礎(chǔ)?；娱_(kāi)挖至原基礎(chǔ)埋深處，拆除原風(fēng)機(jī)整個(gè)基礎(chǔ)承臺(tái)，原 PHC樁與承臺(tái)連接區(qū)域有破損，但不應(yīng)造成整根樁的破裂損傷。需要注意的是：1）在拆除舊基礎(chǔ)的過(guò)程中，加強(qiáng)灑水降塵的措施;2）拆除的渣土及時(shí)清運(yùn)并運(yùn)至指定渣場(chǎng)進(jìn)行處理。新基礎(chǔ)澆筑方案：拆除原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)承臺(tái)，PHC 管樁不破壞，在原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)、外圈進(jìn)行鉆孔灌注樁，放置新錨栓籠，綁扎鋼筋，搭設(shè)模板，最后新澆筑一臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)。本方案需要注意的是，原有基礎(chǔ)的拆除工作可以采用破壞性操作模式，這樣對(duì)于原有基礎(chǔ)的管樁也可能造成破壞，因而原有基礎(chǔ)的管樁在新的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算中將不予考慮。 四、結(jié)論 從經(jīng)濟(jì)性上來(lái)講，明顯方案1更省，但是技術(shù)上，方案1需要對(duì)原有基礎(chǔ)的復(fù)合地基承載能力進(jìn)行復(fù)核，以便確定該機(jī)位處的地基土能夠滿(mǎn)足該方案對(duì)地基的承載能力要求，如果無(wú)法滿(mǎn)足，則需要對(duì)原有基礎(chǔ)的地基礎(chǔ)進(jìn)行地基處理，這將會(huì)比較困難，方案1也需要額外增加地基處理的費(fèi)用等。從施工工期上來(lái)看，方案1的混凝土塔架的制造、運(yùn)輸、吊裝等均比鋼制塔架所需的時(shí)間稍長(zhǎng)，所以在工期上方案1需要更長(zhǎng)，不利于改造項(xiàng)目。從三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較可以看出方案2部分拆除舊基礎(chǔ)性?xún)r(jià)比最高，值得推薦。當(dāng)然從保守的角度考慮，如果項(xiàng)目收益很好，也可以直接重新做一個(gè)新基礎(chǔ)即采用方案3。