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1、風機基礎改造分析獲獎科研報告
摘?要：本文就風電場更換大機組，對原有風機基礎的利用進行了對比研究分析，旨在提高項目的收益。
關鍵詞：風機;改造;風力發電
一、引言
近十來年我國風力發電產業蓬勃發展，隨著風機技術的不斷進步，尤其是低風速機型的出現，很多原先風速相對較小不具備建設風力發電場的條件的區域，也可以建設商業化的風力發電場。目前看來全國各個省份基本都具備開發建設商業化風電場的資源條件。
二、背景
國內某風電場2010年建設完成投產發電，單機容量1.5MW，輪轂高度70m，葉輪直徑70m，可研報告年等效利用小
2、時數約2000小時。該風電場建成后，在其周邊陸續又建立了很多風電場，單機容量2～3MW，輪轂高度90～100m，葉輪直徑100～120m，明顯周邊的風電場輪轂更高、葉輪直徑更大，因為尾流影響，直接導致該風電場發電年等效利用小時跌至1300小時，嚴重影響項目收益。為了提高項目收益，計劃對本風電場進行改造，單機容量提高至3MW級，輪轂高度140m，葉輪直徑150m，為了最大限度的提高項目收益，力爭最大限度地利用原有基礎，本文就該風機基礎改造進行對比研究分析。
三、改造方案對比
1、原風機基礎方案。采用預埋地腳螺栓，風機基礎為直徑16.5m的圓形鋼筋混凝土基礎，埋深2.6m，
3、厚1.0～2.0m，中墩直徑6.2m，高0.9m，每臺風機采用32根直徑600mm的PHC預應力高強管樁，樁長15m左右，分兩圈布置，外圈18根，內圈8根。
2、基礎改造方案
基礎改造無非就三種情況，第一種舊基礎不拆除，第二種部分拆除舊基礎，第三種全部拆除舊基礎。下面就這三個方案進行分析。
（1）舊基礎不拆除。對原風機基礎進行鉆孔，打入錨桿，高壓注漿。斜坡面植入鋼筋，原錨栓籠加強連接，綁扎新鋼筋，搭設模板，澆筑基礎加高段?；A加高段為中空齒輪加強型基礎，在加強墩之間的間隔處布置鋼絞線的下錨固端。隨后吊裝混凝土塔筒和過渡段，預應力鋼絞線張拉，吊裝鋼塔筒、機艙和
4、葉片等。本方案主要針對混凝土塔筒方案，對原風機基礎充分利用，不需要鑿除或破壞。由于采用中空齒輪加強型基礎，可有效的將環梁承受的拉力傳遞至加強墩以及基礎圓盤處，從而可以大幅的縮減環梁的尺寸和工程量，并提高風機基礎的安全性。但是由于混凝土塔架自身的重量較重（一般為數千噸），對于地基土的抗壓承載能力要求較高，需要對原有基礎的復合地基的承載能力進行評估，以便確定該機為是否能夠使用該方案。如果無法滿足，則需要對原有基礎的地基礎進行地基處理，這將會比較困難。
（2）部分拆除舊基礎。基坑開挖至所需的鑿除高度即可。拆除原風機基礎錨栓籠底部及以上鋼筋和混凝土，原風機基礎形成一個承載平臺。因改造基礎還
5、需利用該部分基礎，因而在拆除過程中需要對需要保留部分做好防護，根據舊基礎的設計，確定需要鑿除的高度，當拆除至所需高度位置以上300mm的混凝土時，人工使用風鎬進行破除，以確保不損壞基礎保留部分。需要注意的是：1）在拆除舊基礎的過程中，加強灑水降塵的措施;2）拆除的渣土及時清運并運至指定渣場進行處理;新基礎澆筑方案：在原風機基礎外圈做一圈灌注樁（或 PHC 樁），在原風機基礎上放置新錨栓籠，綁扎鋼筋，搭設模板，最后重新澆筑一臺風機基礎。新基礎澆筑時，在新基礎底部澆筑200厚的C20混凝土墊層。
（3）全部拆除舊基礎?；娱_挖至原基礎埋深處，拆除原風機整個基礎承臺，原 PHC樁與承臺連
6、接區域有破損，但不應造成整根樁的破裂損傷。需要注意的是：1）在拆除舊基礎的過程中，加強灑水降塵的措施;2）拆除的渣土及時清運并運至指定渣場進行處理。新基礎澆筑方案：拆除原風機基礎承臺，PHC 管樁不破壞，在原風機基礎內、外圈進行鉆孔灌注樁，放置新錨栓籠，綁扎鋼筋，搭設模板，最后新澆筑一臺風機基礎。本方案需要注意的是，原有基礎的拆除工作可以采用破壞性操作模式，這樣對于原有基礎的管樁也可能造成破壞，因而原有基礎的管樁在新的基礎結構計算中將不予考慮。
四、結論
從經濟性上來講，明顯方案1更省，但是技術上，方案1需要對原有基礎的復合地基承載能力進行復核，以便確定該機位處的地基土能夠滿足該方案對地基的承載能力要求，如果無法滿足，則需要對原有基礎的地基礎進行地基處理，這將會比較困難，方案1也需要額外增加地基處理的費用等。從施工工期上來看，方案1的混凝土塔架的制造、運輸、吊裝等均比鋼制塔架所需的時間稍長，所以在工期上方案1需要更長，不利于改造項目。從三種方案的優缺點比較可以看出方案2部分拆除舊基礎性價比最高，值得推薦。當然從保守的角度考慮，如果項目收益很好，也可以直接重新做一個新基礎即采用方案3。
風機基礎改造分析獲獎科研報告
