海上風電機組導管架基礎水下灌漿技術應用分析

摘 要：我國是一個資源消耗大國，對于電力資源需求極為龐大。在資源需求和環境保護的壓力下，尋找電力資源的目光瞄向了風力發電。我國的海上風力資源充足，建立起了海上風電機組，進行風力發電已是一種必然趨勢。在海上建立發電機組需要用到導管架基礎水下灌漿技術，導管架基礎需要能夠承受風電機組設備的長期動力荷載，這就要求導管架基礎灌漿具備高強度、高抗疲勞、高抗離析等性能。面對不同的海域情況，又要進行區別對待，我們因此對海上風電機組導管架基礎水下灌漿技術進行研究分析。

關鍵詞：海上風電機組；導管架基礎；水下灌漿技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.152

0 引言

隨著科技的不斷發展，人們對于能源的需求也是越來越大。在使用水力、燃煤和核能發電的同時，風力發電也相對應用而生。我國的遼闊海域上風力資源充足，建立起海上發電機組，可以為沿海城市提供電能。海上風力發電機組建立在海上，基礎形式大多為樁式基礎，樁式基礎又可以分為單樁基礎，多樁導管架基礎等形式。這些基礎都建立在海水中，我們使用的是先進的水下灌漿技術，然而不同的海域條件還會對技術有不同的要求。一些復雜的海域條件，會導致水下灌漿難度提升，對海上風電機組基礎的支撐結構安裝起到不良影響。在這里我們對導管架基礎水下灌漿技術進行研究。

1 導管架基礎結構

導管架基礎是一種應用較為廣泛的海上風電機組，具有重量輕、地理條件適應性好和穩定性極佳等優點，在較深海域也可以廣泛應用。導管架結構是一種鋼制框架結構，主要分為過渡段和導管架基礎。導管架基礎一般分為先打樁導管架和后打樁導管架兩種結構形式。先打樁導管架是在海底先做出固定模架，然后打入四根呈正方形分布的鋼管樁，然后再進行整體吊裝，之后進行水下灌漿，連接并固定鋼管樁和導管架基礎。另外的后打樁導管架則是在導管架的支腿底部安置樁靴，在導管架吊裝結束后，鋼管樁通過樁靴打入海底，在進行水下灌漿連接起來。

2 導管架基礎水下灌漿材料

灌漿使用的灌漿材料可以是普通混凝土漿，也可以是高強灌漿料。但是為了追求更高的質量，海上風電機組導管架基礎水下灌漿使用的高強灌漿料。高強灌漿料是一種具有收縮補償性的水泥類灌漿，可以通過與水混合，從而形成質地均勻、可流動和容易泵送的灌漿料。高強灌漿料具有流動性大、抗離析性強、穩定性高、高最終強度、高抗疲勞和低水化熱等優點，這些優點可以保證泵送時不會出現堵塞，漿體不會被沖散，可以進行長距離合和大強度的泵送。灌漿料的性能對于海上風電機組基礎的使用壽命具有很大的影響。針對不同的使用條件，性能會出現對應的變化，使用時還需要進行相應的調整。

3 導管架基礎及連接段水下灌漿技術

3.1 導管架基礎灌漿

導管架基礎因其分為先樁法導管架和后樁法導管架，灌漿方式也略有不同，在不同的連接段要采用不同的方法。導管架基礎灌漿是為了將導管架基礎與鋼管樁更好的連接在一起，是導管架基礎與鋼管樁之間力傳導的重要連接方式。導管架基礎灌漿的灌漿連接的地方都在海底，不能做到短周期性的檢查，這就要求施工質量更為高效，不過這個問題可以采取有效的防護措施來提高施工質量，相應的減少了檢查的次數。

3.2 先樁法導管架連接段灌漿

先樁法導管架基礎的灌漿管線和灌漿孔一般在導管架腿柱上，在外部的鋼管樁和內部的導管架腿柱之間的環形空間中灌注灌漿料。導管架基礎連接段灌漿還要盡量避免往復循環荷載造成開裂，在連接段的最底部往上到一半的彈性長度范圍，彎矩影響不大，連接處最頂端往下到一半彈性長度范圍，彎矩影響較大，剪力鍵最好不要布置在這個區域。

3.3 后樁法導管架連接段灌漿

后樁法導管架連接段里需要注意的是，最底部往上到一半的彈性長度范圍，彎矩影響較大，連接處最頂端往下到一半彈性長度范圍，彎矩影響較小。為了避免引起初始裂紋，剪力鍵最好不要布置在彎矩影響較大的區域。

4 結語

我國是一個人口眾多的國家，資源消耗也是極為嚴重，在資源和環境的雙重壓力下，新型節能能源的使用已經越來越為人們所重視。風力發電作為一種環保的能源使用方式，在很多風力資源充足的國家已經有所建設，我國也建立起了風力發電機組，新疆的戈壁上可以看到發電機組的身影，在海上，也可以看到有發電機組的存在。海上發電機組需要從海底建立起基礎，對發電機組起到支撐的作用。在海底建立起的發電機組基礎多為導管組基礎，導管組基礎通過水下灌漿技術，將導管架基礎和鋼管樁連接起來，為發電機組提供了穩固的支撐作用。導管架水下灌漿的質量直接影響著導管架的整體性能，對于施工技術要求非常嚴格。導管架水下灌漿技術具有灌漿質量較好，施工較為快捷等優點，在海域較深的區域中的基礎建設具有較為廣泛的應用。

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作者簡介：馮勇（1978-），男，江蘇南通人，大專，工程師，研究方向：建筑工程。endprint