风力发电机组风机基础沉降观测报告

XXX12MW 风电工程 风机基础观测分析报告 批准 审核 编写 XXX 工程项目部 2012 年 5 月 28 日 1 目 录 目录 1 前言 2 1 工程概况 3 2 观测规范及要求 4 3 观测仪器设备及测量精度 5 4 确保精度和提高效率的几点方法 5 5 观测成果及分析 6 6 观测结论 9 7 附件 9 2 前言前言 近年来 随着能源需求持续增长 全球气候变暖和环境污染不 断加重 人们把目光逐渐聚集到可替代的可再生能源 风能上 风电 场的建设逐渐遍布全国地区 从草原风力发展到海上风能的利用 可 见风电已逐渐走上成熟之路 风机基础的施工是风机的关键之处 对整个风机的是否屹立不倒起决定作用 因而风机基础混凝土浇筑 施工完成后的沉降观测便显得尤为重要 风机属于高耸建筑物 1 5MW风机轮毂高度在60 m 以上 轻微 的地基不均匀沉降 将使风机产生较大的水平偏差 在机舱 叶片 风力等荷载作用下 产生较大偏心弯矩 从而使原先在水平方向未 能保持平整度的风机更加倾斜 给风电机组吊装及运行带来了较大 的安全隐患 由于风机具有对基础不均匀沉降的较强敏感性 对基 础是否产生不均匀沉降 是否符合设计要求观测分析 便是评定定 工程质量是否合格不可缺少的一部分 本文将根据本工程各个风机 基础现有的观测数据 基础所在的地形地质 施工工艺对其进行进 行初步分析 3 一 工程概况一 工程概况 XXX 工程位于浙江 XX 岛 XX 岛形状略似长方形 四面环海 岛 中间一带为山岭 将整个岛分成南北两块 岛上以山丘为主 山脊 陡峻 山坡坡度一般在 20 30 左右 海拔高度多在 100 250m 之 间 最高山峰太平岗 高程 249 1m 安装有 8 台单机容量为 1500kW 的风力机组 总装机容量 12MW 风电机组采用华仪风能生产的 HW77 1500 机组 轮毂高度 61 4m 转轮直径 77m 属于 IEC A 类 切入风速为 3m s 切出 风速为 25m s 额定风速为 11m s 轮毂高度为 61 4m 风电机组基 础为筏板式基础 基础平面型式为八边形 外接圆直径 19 5m 基 础埋深 3 2m 覆土厚度 0 2m 基础底板厚 0 35m 主梁宽 1 0m 高 1 8 3 2m 次梁宽 0 6m 高 1 2m 基础中墩外接圆直径 6 6m 高 3 2m 单个基础混凝土总量约 300m 钢筋约 38 5t 根据现场地质测绘并结合区域地质资料 区内出露的地层主要 为侏罗系上统西山头组 J3x 熔结凝灰岩以及上覆的第四系残坡积 层 Q4dl el 现分述如下 层 含碎石粘性土 Qel dl 灰黄色 可塑 硬塑 局部含 少量碎 砾 石 含量一般 10 20 碎石块径一般 2 10cm 次棱 角状 母岩成分为熔结凝灰岩 厚度一般 0 5 1 5m 左右 2 层 强风化熔结凝灰岩 J3x 灰 灰白色 节理裂隙发 育 岩体呈块状 岩质较硬 厚度约 1 50m 左右 4 3 层 弱风化熔结凝灰岩 J3x 灰紫色为主 节理裂隙一 般发育 岩体较完整 岩质坚硬 二 二 观测观测规范及要求规范及要求 1 观测依据 工程测量规范 GB50026 1993 国家一二等水准测量规范 GB T12897 2006 建筑变形测量规程 JGJ T8 1997 工程测量成果检查验收和质量评定标准 YB9008 1998 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 2 观测要求 2 1 每台风机进行单独的的观测 观测记录每台机 4 个观测点的进 行观测记录 2 2 观测时间和密度 a 浇筑完成当天观测记录一次 b 基础回填当天观测记录一次 c 机组安装完成当天观测记录一次 d 机组安装后 15 天观测记录一次 e 后机组安装后 3 个月观测一次 f 机组安装后完成一年 2 3 观测基准点应尽量靠近观测点位置 但应在沉降观测点之外 一般距基础 80m 之外 另外根据各方单位现场勘察 由于现场条件 限制 且基础处于相对稳定的山顶基岩之上 部分基位可设立于便 于观测的裸露的岩石之上 2 4 当沉降稳定时 可终止观测 沉降是否稳定应根据沉降量与时间 5 关系曲线断定 当某一台机沉降速率小于 0 02mm d 时 指某台机 4 个 测点的平均值 可认为该风机基础沉降已稳定 可终止观测 但总观 测时间尚应满足不小于 12 个月的要求 三 观测仪器设备及测量精度三 观测仪器设备及测量精度 1 沉降测量仪器 精读符合要求的莱拉设备 2 沉降观测数值精确至 0 1mm 3 根据 建筑变形测量规范 JGJ8 2007 的要求 沉降观测环线 闭合限差 5 0mm n 为测站数 n 四 确保精度和提高效率的几点方法四 确保精度和提高效率的几点方法 风电场自然条件较为恶劣 大风日数多 且四周环水 山顶水 雾较大 风机基础间距较远 为提高测量精度 确保测量成果准确 性 结合实际情况总结一下几点方法 1 基准点的布设和埋置 本工程风机基础都位于山顶 地质相对较稳定 且空间较小 为方 便观测及后续使用 在每个风机附近稳定的裸露岩石上做两个控制 点 8 台风机共做 16 个控制点 编号 F01 F02 F16 点位均采 用混凝土浇铸 不锈钢标志 现场用红油漆标记点号 并绘制平面 位置图 2 水准仪的架设 风电场大部分时间风速较大 降低水准 仪架设高度可保证观测精度 夏季阳光辐射强度大 地表温度高 尽量架高水准仪高度 3 扶尺 风机基础位置风速较大 测点表面 易出现细粒土黏附 肉眼不易察觉 会带来 0 1mm 左右的误差 因 此 放尺前需用手搓揉测点及尺底 保证测点与尺底的干净接触 6 为保证扶尺更加稳定 测量速度 降低风的影响 使用两条竹竿从 90 角的的两面形成三点固定于地面 保证尺不会摇摆 4 视距 控制 前后视距差越大 误差也越大 尽可能降低前后视距差 视 距大 会增大误差 视距小 会增加测站数 降低测量效率 也会 增加误差 一般控制在 20m 左右为宜 五 观测成果五 观测成果分析分析 对本风电场 8 个风机基础按相关工序节点进行观测 其中 2 3 4 5 风机基础已经观测六次 1 6 7 8 风机基础 已观测 5 次 基于现有数据进行统计分析 可以得以下数值 基础 浇筑后回填当天最大平均沉降量为 1 4mm 最小平均沉降为 1 1mm 基础塔筒吊装完成后当天平均沉降量为 1 1mm 最小平均沉降为 0 6mm 累计最大平均沉降量 2 9mm 累计最小平均沉降量 2 0mm 累计最大不平均沉降量为 0 27mm 各机组其他风机基础沉降量观测 结果见下图 数值均为 4 个观测点的平均值 7 8 倾斜值计算 根据 建筑地基基础设计规范 GB5007 规定计算 公式 Tan S1 S2 d S1 S2 基础倾斜方向最终沉降量 mm d 圆形基础的外径 mm 最大倾斜值为 Tan 3 5 2 4 6000 0 00018 符合 建筑地基基础设计规范 GB5007 第 7 2 5 条规定 100m 建 筑倾斜值允许值为 0 005 9 六 观测结论六 观测结论 1 本工程整体地区地质地貌完整 岩土地址坚硬 对风机基础 沉降影响较小 适于风机基础建设 2 基于风机整体结构均匀的受力特点 风机基础下如有部分回填 形成高压缩性的土层 可能会导致风机基础较大沉降量及不均匀沉 降 3 从整体数值观测 各个风机沉降量及不均匀沉降较小 符合规 范要求 4 基础浇筑完成回填后的沉降量明显高大于其他时期的沉降量 5 1 基础不均匀沉降较大 可能与其一半基础为基岩 一般基础 为回填土料 土壤压缩率较大有关 7 8 基础为整体岩石 其产 生的不均匀沉降可能与其地质坚硬 整体基础使用机械破碎开挖有 关 机械破碎容易对对岩层造成侵扰破坏 降低甚至可能破坏其整 体 七 七 附表附表 附 1 点位布置坐标一览表 附 2 点位布置图片 10 附表 控控 制制 点点 坐坐 标标 表表 工程名称 长白岛风电场控制点测设及风机沉降测量 点号纵坐标 X横坐标 Y备考 F013341754 138 495218 535 拟合高程 F023341771 261 495153 154 四等水准 F033341742 302 495130 448 四等水准 F043341740 501 495050 644 四等水准 F053341811 794 494724 665 四等水准 F063341927 828 494681 660 四等水准 F073341561 210 494785 611 四等水准 F083341622 692 494843 162 四等水准 F093341475 280 494722 864 四等水准 F103341424 781 494648 655 四等水准 F113341333 352 494492 158 四等水准 F123341285 386