山地風電場風機基礎加固處理技術研究

高治學

摘 要：風能是當前國家大力推向發展的新能源類型，其中山地風電場作為重要的大規模風力發電系統，在當前的風電技術應用中發揮了重要的作用。風電場風機基礎結構為風機的運行提供穩定環境，基礎結構的牢固度是管理的要點內容。當前的山地風電場風機基礎結構存在一定的穩定性問題，需要根據實際情況，對穩定性問題進行深入的研究分析，采取針對性的加固處理措施，提升風機運行安全性與效率。

關鍵詞：山地風電場；風機基礎；加固處理

中圖分類號：TU472 文獻標識碼：A

1.山地風電場風機基礎穩定性問題與成因分析

1.1山地風電場風機基礎穩定性問題

山地風電場的運行環境相對復雜，經常需要面對大風、大雨等天氣條件，在持續風雨后，風電場風機基礎結構經常會表現出系列問題，根據當前的山區風電場實際運行經驗，常見的基礎結構問題包括以下幾種：

（1）基礎結構外部問題。風機基礎結構外部，主風向位置基礎環與混凝土體系局部脫離，結構外表面存在加大縫隙。

（2）結構縫隙內部存在積水，風機運行過程中的晃動，積水呈現升降變化。

（3）風機基礎環位置混凝土表面存在局部破裂問題，裂縫呈現不規律特征。

（4）基礎環位置存在水泥漿，塔筒內部基礎環周邊有大量水泥漿堆積，厚度水平2 cm～3cm，同時存在積水。

上述這些山地電場風機基礎結構問題，通過監測設備的檢測結果來看，重力加速度數值變化不規律，異常跳動特征明顯。盡管風機依然處于有效安全運行條件之下，但基礎結構已經表現出一定的穩定性隱患問題。需要及時采取加固處理措施，解決安全隱患，保證風電機組的正常運行。

1.2山地風電場風機基礎穩定性問題成因分析

山地風電風機基礎結構問題較為突出的位置為基礎環位置，結合風機的運行特征可以看出，基礎環與混凝土基礎是應力載荷的集中位置，且在風機主方向上載荷水平更高，因此對于基礎結構的牢固度影響更大。同時，在風機運行過程中風載荷為反復作用，因此基礎內部與混凝土接觸區域的風載荷磨損作用較為嚴重。由此導致了風機基礎出現表面材料破裂或裂縫問題，外部降水進入裂縫后出現積水。此外，部分風機基礎結構混凝土保護層位置未設置過渡層，在部分風力過大條件下，載荷將使保護層因過度擠壓而出現破壞，同時保護層混凝土也將出現嚴重磨損。

2.山地風電場風機基礎加固處理技術研究

2.1加固處理要求

針對前述山地風電場風機基礎結構問題，為了保證機組設備運行的安全穩定性，加固處理技術應用應滿足以下幾點要求：

（1）有效處理現有裂縫問題，對基礎環內部空腔及縫隙進行密實回填。

（2）加固處理材料強度因高于現有基礎混凝土載荷水平，確保加固效果，并提升基礎結構加固后的整體性能。

（3）加固處理工藝應用應維持體系的一致性，確保基礎環與混凝土之間的連接有效性，充分傳遞風機運行載荷。

（4）解決積水問題，提升結構防滲性能，防止外部雨水再次滲入基礎結構。

2.2處理方案及工藝應用

根據以上風機基礎加固處理要求，在實際施工中通常采用環氧樹脂灌漿空腔和縫隙，灌漿材料固化后的強度應高于混凝土強度，同時保證與混凝土與基礎環之間的連接，并且具有應的彈性條件與形變能力。具體的環氧樹脂加固處理技術工序包括：布置鉆孔、內部空腔及縫隙清洗、空腔及縫隙風干、灌漿及后處理等內容。具體工藝應用如下：

（1）鉆孔布置及要求

在進行風機基礎加固處理鉆孔操作前，首先對既有基礎環周圍已經失效的密封添加材料進行清除處理。按照接觸結構內部鋼筋材料的布置，設置相應的灌漿孔，鉆孔定位點應保證與基礎環的距離處于合理位置，通常間距為200mm。灌漿孔使用孔徑30mm的取芯機鉆孔，操作要求如下：

鉆孔操作前，對基礎環預留孔進行定位，鋼筋穿孔操作應保證鋼筋的完整性，禁止破壞鋼筋材料。鋼筋穿孔方向朝向基礎底部法蘭，鋼筋平面布置根據設計方案進行預估調整。在基礎頂面鉆孔操作開始后，測量控制鉆進深度，在到達指定深度后，應適當降低鉆孔速度，鉆孔終止位置為法蘭上部空腔，防止對于結構的影響。在完成鉆孔操作后，應及時進行孔位處理，涂抹黏結材料并進行連接管的預埋，此位置設置閥門開關，灌漿壓力水平在0.4MPa條件下時，管路不發生破壞，連接管與鉆扣區域不存在跑漿、冒漿問題。

（2）縫隙清洗及處理

在進行風機基礎裂縫清理前，首先將基礎環位置外側附著的粉塵、雜質等進行清理，同時排出清理環節中產生的污水。重點查看預埋管口、基礎環以及混凝土裂縫位置的清理情況。在完成清理操作后，在基礎環孔位連接空壓機，通過管口壓縮空氣將內部積水排出內部空隙，空氣雅俗排水環節應及時清理水體，防止二次滲入結構造成的清理不凈問題。最后進行裂縫清理干燥處理，同樣使用空壓機進行吹風風干裂縫，風干操作時間以現場操作吹干效果為準，同時壓力條件以外側手感應氣體流動為依據。

（3）灌漿材料及要求

高強度環氧樹脂加固操作過程中，應保證材料性能與成分配比能夠提供有效的固化性能，基本成分應包括固化劑、稀釋劑、改性劑和填料等。固化劑的使用除了在保證高強度樹脂固化速度外，同時應保證固化后材料的柔性特征；稀釋劑則以維持材料的有效流動性為標準，確保樹脂能夠有效進入加固位置，具備較強的揮發作用；改性劑要求能夠提高固化后樹脂的抗剪、抗彎及抗沖切性能；填料要求能夠提高固化后樹脂的抗磨性能、降低樹脂的收縮率。

漿液灌注前應確定環氧樹脂、固化劑、稀釋劑、填料等的配方比例，然后根據配方做小樣實驗，配方達到設計要求后方可用于工程施工。樹脂漿液灌注，基礎環外側8個孔可同時灌注，樹脂漿液灌注量及灌注次數由樹脂廠家專業技術人員確定。樹脂漿液灌注達到較充分地填滿空腔和縫隙后，灌注結束。此時，應及時將從縫隙中冒出的樹脂漿液清理干凈。

（4）灌漿后處理

環氧樹脂完全固化后，風機基礎按原設計重新設置縫面防水，破損部位采用環氧砂漿進行修補。為防止縫面密封膠老化失效，在混凝土表面基礎環內、外側增加一道防水措施，采用SBS改性瀝青防水卷材進行防水處理。灌漿后的處理應維持風機基礎結構額整體性，綜合協調加固操作后的基礎穩固性與防水性能，通過對加固技術應用各環節的協調處理，保證實際加固效果。在處理完成后，應及時安排基礎結構性能測試，把握風機運行條件下的基礎結構特征，對加固效果進行評價，進行優化處理。

結語

綜上所述，風機基礎結構在山地風電場運行發電過程中的作用至關重要，不僅關系著風機的正常運行，同時也對設備安全性與發電效率產生著一定的影響。就當前常見的風機基礎裂縫、積水以及泥漿等系列問題，維護管理人員應準確把分析現存基礎結構問題，按照科學合理的工藝流程開展加固操作，全面提升基礎結構加固效果，促進山地風電場的發展。

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