2.6 基础环水平度偏差产生的原因及处理方法

随着风电场的大规模开发，建设过程中的困难和问题也逐步暴露，其中之一就是风力发电机组基础环水平度控制。因风力发电机组属于高耸建筑物，基础环在水平方向上有较小的倾斜都将引起塔筒顶端较大的水平偏心距。根据1.5MW风力发电机组的相关参数，可以计算出塔筒顶部的水平偏心距约为基础环竖向最大偏差的17倍左右；故基础环安装精度成为各施工单位的一大难点和质量控制重点。

2.6.1 基础环水平度超差的原因分析

2.6.1.1 基础环制造、运输、存放过程中出现的问题

（1）因基础环直径较大，加工工艺相对复杂，在控制水平度上本身就存有一定的困难，在加工时难免会出现一定的加工误差。

（2）基础环在运输、吊装等过程中，因其结构相对简单，往往被粗放型管理，难免因碰撞发生变形，使水平度很难得到保证。

（3）当基础环被搁置在凹凸不平的地面上，因其自重影响，也将发生一定的变形。

2.6.1.2 基础环安装及调平问题

（1）施工前设计考虑不周，使得在软弱地基上修建基础时未对基础环坐落位置进行准确定位，而直接坐落在厚度较薄的混凝土垫层上，在软弱地基上混凝土垫层受基础环和基础的压力发生变形，导致上部基础环变形倾斜。

（2）在施工过程中，当施工人员在进行基础环调试时，没有严格按照设计要求进行调平，或者调平后没有及时校核，或者固定不牢使得浇筑过程中受混凝土侧向压载，都有可能引起基础环水平度超差。

2.6.1.3 基础不均匀沉降出现的水平度超差

造成风力发电机组基础不均匀沉降的原因较多，主要有以下几类：

（1）“阴阳”地基。由于选址及地勘工作的局限性，使风力发电机组基础坐落于所谓的“阴阳”地层，基础承台出现不均匀沉降，致使基础环水平度超差。

（2）地基处理欠密实。当风力发电机组基础条件较差时，一般通过基础处理达到设计要求的基础强度，但因处理方案及碾压手段的局限性，都将造成地基处理欠密实的状况，从而使风力发电机组基础混凝土浇筑完成后发生再次沉降及不均匀沉降，使基础环水平度超差。

（3）周围施工对地层的影响。当临近道路等进行施工或工地重载车辆来回跑动时，风力发电机组基础周围往往有振动荷载存在；而原先固结的土层在这些振动荷载的作用下可能发生再次固结，从而引起土层的再次沉降，导致不均匀沉降，使基础环水平度超差。

（4）地下建筑物影响。由于勘探工作的局限性，有可能使风机基础坐落于地下建筑物之上，如地下工事、地下岩洞等，随着地面建筑物的施工，使地层发生徐变，导致风力发电机组基础发生不均匀沉降，使基础环水平度超差。

2.6.2 基础环水平度纠偏方法

当风力发电机组基础混凝土浇筑完成后，发现基础环水平度超差超过设计容许值时，采用凿除重建显然对工期要求和经济效益来说都是不可取的，应按照设计要求对基础环或者塔筒进行严格处理，以保证风力发电机组塔筒的最终竖直度。目前，风力发电机组基础环水平纠偏普遍采用打磨基础环上法兰和打磨底段塔筒下法兰或配对加工法兰垫圈两种处理方法。

2.6.2.1 打磨基础环上法兰

打磨基础环上法兰，对绝对高差小于5mm的基础环采用人工打磨，满足打磨后基础环的水平度小于±2mm的设计要求。具体打磨方法如下：

（1）复测数据，在基础环法兰面上分24等分，内外划线确定打磨量。

（2）用刚玉砂轮人工粗打磨留线，保持好打磨面平整度。

（3）测量水平面，每点做好记录后进行细打磨，确保达到水平度要求的基准面。

（4）以24个基准面为基准打磨其他平面，反复测量打磨以达到水平度要求，同时注意保持好内倾角。

2.6.2.2 打磨底段塔筒下法兰或配对加工法兰垫圈

对绝对高差5～10mm的基础环采用在工厂加工方式，一对一地配对加工塔筒下法兰或单独加工法兰垫圈，这样可达到“基础环的水平度小于±1.5mm安装标准”，或更高的标准。具体处理方式如下：

（1）根据现场基础环法兰的水平度测量，确定塔筒下法兰或法兰垫圈加工尺寸并一对一地编号，将编号标示在加工图上。

（2）加工后的塔筒下法兰或法兰垫圈连同塔筒运到现场合配在基础环上法兰上，穿上8只螺栓并拧紧（以法兰外侧完全密闭为准），为保证下部塔筒安装方便，必须检查所有螺栓孔是否能方便穿螺栓。

（3）测量塔筒下法兰上表面水平度，满足要求后开始对其他螺栓拧紧作业。

（4）由于塔筒下法兰或法兰垫圈做了特殊加工，理论上应对法兰的结合面有轻微倾斜，建议对法兰面仍采用钢质修补剂替代普通密封胶，以增加法兰结合面的摩擦力和稳定性能。

由于风力发电机组是一个动态设备，在对原塔筒改变尺寸或者加了垫圈后，对整体是有影响的，任何对原有基础环和塔筒的改变需要征得风力发电机组厂家的复核与同意才能进行下一步的吊装。对基础环的纠偏属于事后措施，作为基础施工方，应该把技术和管理力量放在事前和事中控制，防止基础环水平度超过偏差。