摘要：随着中国对可再生资源的重视和开发，也顺应国际形式，风能应运而生。但风能利用最最要的技术就是风机基础施工质量控制技术，只有将其技术熟练的掌握才能有效健康开发风力资源，我国才能快速的发展。本文首先分析了风力发电机组基础环渗漏的原因，并详细阐述了风力发电机组基础环防水处理技术。
关键词：风力发电机组；基础环；防水处理；灌浆
一、概述
风机基础环是连接塔筒和混凝土基础的关键部件，其承载机理复杂，在复杂的运行条件下易出现工程故障。例如：某风电场共安装单机容量 1.5 MW风电机组66 台，投产不足两年后，多台风机运行出现异常，存在的主要工程问题为：风机基础环与混凝土基础之间存在较大缝隙，防水层遭到破坏并伴有大量灰粉、灰浆沿基础环与基础之间的缝隙挤出；个别风机的基础环与混凝土基础之间垂直方向上的位移幅度达 2～3 cm，个别穿孔钢筋被剪断。为保证风机安全，对故障风机进行停机检查，并对风机基础出现故障的原因进行调查和分析。由于风机停机检修对风电场造成了较大的经济损失。
二、风力发电机组基础环渗漏的原因及危害分析
风机基础环防水失效的原因，主要是由于设计、施工、气候综合造成。一旦防水失效，雨水将会随着基础环壁下流进入防水缝隙及混凝土裂纹，而风机在运行时，塔筒和基础环一直处于高频振动状态，基础环壁接触预留防水缝隙和混凝土裂纹内一旦渗水，将会大大降低砼强度，基础环长时间振动，就会慢慢造成砼疲劳破坏，破坏后的砼粉末会因为渗水的挤压活塞效应被带到地面。
若防水失效，裂纹很快会发展到钢筋孔，此处内外容易贯穿，因此，基础环内钢筋孔上部砼也容易受损，一旦内外砼接触面破坏，振动幅度就会明显变大，破坏面向基础环底部和周围就会继续扩大，若雨水流入，很快将会淘空基础环周围砼粉末形成空腔，此时风机继续运行就会有倒塌的风险。
三、风力发电机组基础环防水处理技术
（一）基础环渗漏的判断
外观检查风机基础环顶部周围防水槽是否有明显裂缝、风机运行时防水层与
基础环壁之间是否有缝隙、基础砼表面是否有灰白色混凝土浆液流痕，若发现以上现象，都证明防水已经失效。若发现灰白色混凝土浆液流痕较少，则可以判断砼破坏处于早期情况；若发现灰白色混凝土浆液流痕较多，则需要采用４个以上带压力表的液压千斤沿圆周均匀顶升基础环上法兰，顶升力约等于风机机组及基础环总重量，同时使用光学水准仪观测底塔筒上法兰面水平度是否有变化，若未变化，则说明基础环底部砼未破坏，可以直接修复上部防水部分；若有变化，则底部砼已经破坏，需要先采取专业钻孔灌浆处理底部砼，才能修复上部防水失效部分。
（二）基础环防水处理措施
1、清理防水槽原有防水材料
施工时首先清除槽内以往填充的防水密封材料。必须经过吹扫、确保基面无油、无渣、无明水、使之保持清洁，必要时进行表面凿槽修整：凿槽厚度控制在20mm以内（不得伤害钢筋）。
2、灌浆材料的选择
基础环防水一般采用无机胶凝材料作为灌浆材料，常见的石灰、石膏、水泥都属于这个范畴。原设计方案倾向于采用C35混凝土，但是依据钻芯取样结果，发现芯样下部有约 10 cm 高、10 cm 宽的三角形劈裂破坏，沿着筒壁周围破坏，那么就对灌浆材料的强度提出了更高要求，无机胶凝材料能够满足这个要求；除此之外，由于打孔数量是一定的，当前无法确定破坏是否为连通性破坏，因此对灌浆料的流动性要求较高。根据硬化条件的差异，无机胶凝材料又分为气硬性和水硬性两个类型。顾名思义，气硬性胶凝材料是在空气条件下实现硬化的材料，而水硬性胶凝材料需要与水混合成浆，这种材料能在水中实现硬化，同时也能在空气条件下硬化。又因为水钻孔作业完成后，难以保证孔洞的干燥，故应选用水硬性胶凝材料。
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3、充填灌浆
重点对基础环下法兰附近混凝土及基础环和混凝土之间的缝隙进行充填和对已破坏的混凝土渗透固结。灌浆采用钻孔灌浆法，施工工艺如下：
1）钻孔
针对需要利用千斤顶顶升判断的基础环，先进行顶升作业，确定是否需要大型钻孔灌浆机先期进行基础环底部钻孔灌浆。然后采取以下措施：在基础环砼顶部距基础环壁150mm位置采用手电钻钻 φ12斜孔，孔深约300mm（斜孔深度到达基础环钢筋孔顶部即可），不得伤害钢筋，孔间距距600mm，基础环内外均匀对称布孔，布孔后清理、吹扫干净，预埋灌浆管，用堵漏王封堵2h后，用灌浆机将调配好的高强无收缩灌浆料灌入，以基础环与混凝土缝之间溢出灌浆料为准，灌浆及灌浆后48h内风机必须停机（或参照高强灌浆料说明书要求）。
这里需要考虑两个问题：一是注浆前基础环水平度高差不得超过 3 mm，二是注浆后在灌浆料上强度之前也必须保证其水平度。风荷载大时基础环水平度难以保证，因此选择风小的时候进行注浆是非常必要的，并且应全面关注天气预报，不仅仅是注浆当天，还应包括注浆后续几天均处于小风状态。
2）冲洗施工
对孔内残渣进行清洗便是冲洗施工，其主要目的是防止浆液胶结的情况被残渣影响。充分利用高压水的作用，对灌浆部位要进行及时有效的清洗，清除残留物。注意冲洗顺序也是十分重要的，通常情况下，首先要冲洗孔洞的内部，岩层之间的缝隙的冲洗则是其次。科学合理的冲洗方法与冲洗顺序，可以有效的提高灌浆过程中的胶结质量。
4、填充密封胶
高强灌浆料灌注工作完成12h之后，再次清除槽内积水等杂物，清洁完毕后将密封材料硅酮密封胶用胶枪注入到槽内，不能产生空腔。当密封材料灌至凹槽顶面时，用刮板将密封材料压实、抹平，雨雪天气禁止施工硅酮密封胶。必需在灌浆停机期间完成该项工作。
5、做保护层
硅酮密封胶作业完成12h后，可以用氯丁橡胶沥青（氯丁胶乳沥青）成品及玻璃纤维施作保护层。在基础环壁和砼基础表面分别采取分段涂刷一层氯丁橡胶沥青→及时铺设一层玻璃纤维→再次在已铺设好的玻璃纤维表面及时涂刷一层氯丁橡胶沥青漆→再次及时铺设第２层玻璃纤维和涂刷第２层氯丁橡胶沥青漆（所有涂刷和铺设必须连续，且连续施工３层玻璃纤维布和沥青），保护层铺设宽度为：从防水槽处向上和向外分别延伸约200mm，玻璃纤维搭接长度约20mm。
6、凿排水槽
对所有风机基础环内排水管应进行清理，并在塔筒内基础混凝土顶面选取低
洼处开凿引水斜槽至风机基础排水管，使塔筒内部积水能够顺利排出，排水口加滤网，避免堵塞，确保基础环内部防水槽干燥不被积水浸泡。并对引水斜槽刷沥青漆进行防腐处理，施工时应避开并注意保护内部电缆。
7、注意养护和验收
对水利水电工程而言，后期养护工作于验收工作也是非常重要的环节，同时也是灌浆施工的关键步骤。在灌浆工程结束之后，应立即检查各个设备的实际情况，采取有效的检测方式检查岩石和浆液的胶结程度，相应的也要做好压水测试。同时，整体工程质量也需要进行鉴定评估，对浆孔的数量以及固结灌浆的数量进行细致的检查，对灌浆的孔径进行测验检测。
结语
综上，基础环式基础已经在全国各地广泛应用，文中提到的防水问题也已经充分暴露，研究并解决上述问题十分紧迫和必要。本文所述防水施工工艺经实践检验都取得了较好的基础环防水修复效果，现场施工工艺简单易行，经济效益明显，在处理同类问题时可供参考借鉴。
参考文献：
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[2] 马希，唐守功.预应力环梁加固风机基础分析[J].建筑技术[J].2016，47（增刊）
[3] 汪宏伟.风机基础环松动原因分析和注浆加固[J].中国安全生产科学技术[J].2016（3）
论文作者:范文学
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/3
标签：基础论文; 风机论文; 混凝土论文; 材料论文; 沥青论文; 浆液论文; 缝隙论文; 《电力设备》2019年第1期论文;