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..............................................2前言...............................................21．工程概况...........................................32．观测规范及要求.....................................43．观测仪器设备及测量精度.............................54．确保精度和提高效率的几点方法.......................55．观测成果及分析.....................................66．观测结论...........................................97．附件...............................................92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60m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IECⅡA+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300m³，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：①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。②-2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。②-3层弱风化熔结凝灰岩（J3x）：灰紫色为主，节理裂隙一般4发育,岩体较完整，岩质坚硬。二、观测规范及要求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》GB50007-20022.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5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（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ω≤±5.0nmm(n为测站数)。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。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°角的的两面形成三6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）：78倾斜值计算。根据《建筑地基基础设计规范》GB5007规定计算公式：Tanθ=（S1-S2）/dS1、S2----基础倾斜方向最终沉降量mmd---------圆形基础的外径mm最大倾斜值为Tanθ=（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（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、附表附1--点位布置坐标一览表附2--点位布置图片10附表：控制点坐标表工程名称：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F013341754.138495218.535拟合高程F023341771.261495153.154四等水准F033341742.302495130.448四等水准F043341740.501495050.644四等水准F053341811.794494724.665四等水准F063341927.828494681.660四等水准F073341561.210494785.611四等水准F083341622.692494843.162四等水准F093341475.280494722.864四等水准F103341424.781494648.655四等水准F113341333.352494492.158四等水准F123341285.386494435.605四等水准F133341060.562494273.429四等水准F143341001.719494254.651四等水准F153340848.155494148.950四等水准F163340770.989494070.975四等水准111#、2#基准点布置3#基准点布置7#、8#基准点布置4#基准点布置6#基准点布置5#基准点布置