范昭勝

（湘水集團湖南省水利發(fā)展投資有限公司，湖南 長沙 410007）

1 風機基礎隱患情況

湘南某風電場于2011 年10 月開工，2014 年9 月完工，第1 臺風機2013 年10 月30 日發(fā)電，總裝機容量為49.9 MW。風機基礎為基礎環(huán)圓盤擴展式，原土承載，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，基礎混凝土強度等級C35，基礎直徑為18.5 m，埋深3.1 m。

2019 年10 月份，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)風電場3 臺風機發(fā)電運行時偶發(fā)異響，基礎環(huán)外側混凝土表面有壓饋、開裂掉落現(xiàn)象，基礎環(huán)與混凝土承臺之間防水破壞，可見明顯裂縫，基礎環(huán)內與混凝土結合部位有脫開現(xiàn)象，基礎環(huán)內外冒漿現(xiàn)象比較嚴重。

2 缺陷原因分析

由于設計、施工和長期運行等原因，風機基礎環(huán)底鋼筋與混凝土握裹不夠密實，局部骨料架空，使得局部混凝土應力過大被壓碎，造成風機基礎環(huán)松動。法蘭底部存在破壞空腔三角體，基礎環(huán)混凝土多處骨料周邊膠結不夠密實，底法蘭側面與混凝土之間不是粘結在一起共同變形，基礎環(huán)的擺動使兩者產生豎向相對錯動，破壞了止水，產生破裂面。同時，滲入基礎內的水體逐漸充滿整個破裂面空隙，在“呼吸”作用下，粗糙的破裂面處混凝土不斷被磨損成粉末顆粒，粉末顆粒分布于水體中成為灰漿，灰漿在“呼吸”作用下，不斷被擠出破裂面，再沿著基礎環(huán)與基礎之間的縫隙通道被擠出基礎，空腔越來越嚴重，形成惡性循環(huán)，產生很大的危害和隱患。

3 工程施工過程

3.1 風機基礎糾傾

首先準確測定風機塔筒傾斜角、基礎環(huán)水平偏差，在風機塔筒內部基礎環(huán)下放置5 個100 t 的千斤頂，以風機塔筒傾斜角、基礎環(huán)水平偏差最大值方向為軸線呈扇形布置，每個千斤頂之間至基礎環(huán)中心夾角為30°。見圖1、圖2。

圖1 千斤頂頂升基礎環(huán)糾傾示意圖

圖2 千斤頂布置平面示意圖

千斤頂放置位置平整且質地均勻，千斤頂頂部、底部分別采用一塊20 mm×200 mm×200 mm、20 mm×400 mm×400 mm 鋼板墊平。底部不平整處先鑿除舊基礎再用細沙找平。利用千斤頂將下沉一側的基礎環(huán)和塔筒頂起，實現(xiàn)糾偏目的。

先同步試頂，無異?，F(xiàn)象出現(xiàn)后持續(xù)30 min，對千斤頂行程讀數(shù)歸零，再同步正式頂升。各個千斤頂之間的單次頂升高度按其與頂升施工翻轉軸心的投影距離呈線性相關（大致呈1∶0.87∶0.5）。最大頂起（或回落）速度控制在1 mm/min 之內?？傢斏刂圃?00 t 以內。每一次同步頂升完成后保持30 min，待塔筒結構和施力系統(tǒng)穩(wěn)定后再進行下一次頂升，并做好相應的記錄。

通過配備的施工監(jiān)測反饋系統(tǒng)進行控制，當最大傾斜方向頂升高程接近基礎環(huán)初始最大偏差值（基礎環(huán)水平度到達4 mm），且觀測塔筒傾斜度，其傾斜量小于控制值（0.2%）時，即為頂升施工完畢。

3.2 高聚物無損灌漿施工

頂升施工完成后，需立即進行有效支撐，并跟進采用A、B 雙組份非水反應高聚物化學漿材灌注。高聚物灌漿技術的基本原理是按照一定配比，向病害處治區(qū)內注射多組份高聚物液體材料，材料迅速發(fā)生反應后體積微膨脹并固化，達到快速填充脫空、加固結構、防滲堵漏等目的。高聚物注漿材料基本指標見表1。

表1 高聚物注漿材料基本指標

注漿施工可分為清表、孔位布置、鉆孔、埋管、灌前檢查、化學灌漿、表面恢復等幾個步驟。在基礎環(huán)外側承臺上垂直鉆孔, 沿基礎環(huán)周邊均勻地分別布置4～8個鉆孔，孔徑32 mm，孔壁距基礎環(huán)120～300 mm，孔深1.7～1.8 m（至基礎環(huán)底法蘭，避開鋼筋）。注漿時最大壓力設定為0.4～0.5 MPa。灌漿結束待漿液初凝后，切除孔口封孔段，采用硅酮等材料進行封水處理。對于基礎環(huán)與承臺交接處采用刮刀找平。鉆孔布置示意如圖3，注漿示意如圖4。

圖3 鉆孔布置示意圖

3.3 局部加強混凝土施工

本方案同時考慮在原有混凝土基礎上加強一層鋼筋混凝土。露在基礎頂面以上的基礎環(huán)外側部分采取植筋和環(huán)內高壓灌漿的方式，提供預加應力，抵消塔筒對基礎的擠壓和沖切，實現(xiàn)基礎加固。加高混凝土頂與基礎環(huán)頂平齊，寬度為基礎環(huán)外邊沿至原基礎邊沿處。除布置鋼筋外，還放置2 圈高壓灌漿環(huán)，間距取300 mm，見圖5。每圈高壓灌漿環(huán)上設有2 個帶閥螺紋灌漿管。

圖4 注漿示意圖

圖5 局部加強混凝土加高措施配筋示意圖

3.4 防水涂料施工

在塔筒壁與混凝土基礎表面交界處圍一周橡膠管，并用密封膏涂滿間隙。防水涂料采用1.5 mm 厚合成高分子聚氨酯密封膠，防水卷材采用2 道1.5 mm 厚天然瀝青防水卷材，兩道防水卷材裁剪后粘貼，上下層防水卷材搭接的位置要求錯開。

4 施工期監(jiān)測

本工程施工精度要求高、施工工期緊，高聳結構對傾斜反應敏感等原因，需通過先進可靠的手段，建立一個嚴密的、科學的、合理的監(jiān)測控制系統(tǒng)，通過科學的監(jiān)測工作，達到確保施工順利進行，及時發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定因素，驗證設計，指導施工，保障施工精度要求等目的。本工程使用監(jiān)測設備情況如表2 所示。

表2 主要監(jiān)測儀器設備

5 工程實施效果

注漿過程快捷，不需要特別養(yǎng)護。經(jīng)檢測高聚物注漿48 h 抗壓強度高于60 MP，2 h 強度達到70%以上。工程竣工6 個月來，材料未發(fā)生收縮和變質，防水性能優(yōu)良，風機基礎穩(wěn)定，對結構基本無損傷，沒出現(xiàn)冒漿開裂等異?，F(xiàn)象。

在最短的時間內，恢復風機基礎到原有的設計狀態(tài)，滿足風機安全運行的條件，工程施工對風電場正常運行影響極小，減少了發(fā)電量損失，工程效益良好。

6 結 語

風機基礎加固遵循先評估、后整治和非開挖、非破壞修復的原則。根據(jù)高聚物注漿及工程特點，科學、嚴謹、合理地安排施工程序及施工工藝，使各項工作安排周密，切實可行。在制度、管理、方案等方面，遵循“安全第一”的原則，確保施工安全，確保徹底整治，不留后患。