在風力發電工程中,風機基礎作為承載整個風機機組的核心結構,其沉降情況直接影響著風機的安全穩定運行。一旦基礎出現不均勻沉降或過量沉降,可能導致風機塔身傾斜、零部件磨損加劇,甚至引發嚴重的安全事故。因此,開展科學規范的風機基礎沉降觀測工作至關重要。而 JGJ 8-2016《建筑變形測量規范》作為行業內的重要標準,為風機基礎沉降觀測提供了全面且細致的技術指導,確保觀測結果的準確性和可靠性。
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觀測點的科學設置
觀測點是獲取沉降數據的直接載體,其設置是否合理,直接關系到觀測數據能否全面反映風機基礎的沉降特征。
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依據《建筑變形測量規范》,觀測點的布設需遵循以下原則:首先,要能全面反映風機基礎的地基變形特征,結合風機基礎的結構形式、地質條件等因素綜合確定位置;其次,對于風機基礎這類重要結構,觀測點數量不能過少,通常沿基礎周邊與基礎軸線相交的對稱位置布設,且點數不少于 4 個,這樣可以有效監測基礎是否存在不均勻沉降;另外,觀測點的埋設需牢固可靠,立尺部位應加工成半球形或有明顯突出點,同時做好防腐處理,保證在長期觀測過程中不被損壞,且能穩定傳遞沉降信息;最后,觀測點應避開障礙物,方便觀測人員進行操作。
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合理設置的觀測點,就像分布在風機基礎上的 “監測哨”,能夠精準捕捉基礎各部位的沉降變化,為后續的數據分析提供全面、有效的原始數據。
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觀測頻率的合理確定
風機基礎的沉降是一個動態變化的過程,不同階段的沉降速率和規律存在差異,因此需要根據實際情況合理確定觀測頻率,才能及時掌握沉降動態。
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JGJ 8-2016《建筑變形測量規范》對觀測頻率做出了明確規定。在風機基礎施工及設備安裝階段,這是荷載變化較為集中的時期,在基礎混凝土澆筑、回填土、風機設備安裝等增加較大荷載前后,都必須進行沉降觀測,以便及時掌握荷載變化對基礎沉降的影響;當基礎周圍出現大量積水、進行挖方、降水作業以及遭遇暴雨等可能影響基礎穩定性的情況后,也應及時進行觀測。
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進入風機運行階段,觀測頻率可根據基礎沉降情況進行調整。若基礎沉降較為穩定,可適當降低觀測頻率;但當發現基礎存在不均勻沉降跡象時,需立即增加觀測次數,密切跟蹤沉降變化趨勢。一般來說,從施工開始到基礎沉降穩定前,觀測工作需持續進行。判斷風機基礎沉降是否穩定,通常以沉降速率為標準,當某臺風機的沉降速率小于 0.02mm/d 時,可認為該風機基礎沉降已穩定,但總觀測時間不應少于 12 個月,以確保觀測結果的可靠性。
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在實際操作中,還需結合工程的具體情況靈活調整。例如,對于地質條件復雜、地基土性質不穩定的區域,風機基礎沉降可能受多種因素影響,變化較為復雜,此時應適當加密觀測頻率;而在地質條件良好、地基穩定的區域,可按照規范的一般要求執行,但仍需時刻關注風機的運行狀態和周邊環境變化,如遇極端天氣、地震等特殊情況,應及時增加臨時觀測。
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觀測精度的嚴格把控
風機基礎的沉降量通常較小,細微的沉降變化可能就預示著潛在的風險,因此觀測精度是沉降觀測工作的核心要求,必須嚴格把控。
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JGJ 8-2016《建筑變形測量規范》對變形觀測的精度等級進行了明確劃分,不同等級對應不同的觀測要求和技術指標。對于風機基礎沉降觀測,由于其對安全性要求極高,一般按二等水準測量要求進行。二等水準測量有著嚴格的限差規定,所使用的測量儀器也有明確標準,如采用銦瓦水準標尺配合 S1/S05 級水準儀,其測量精度可達 ±2mm/km。
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在觀測過程中,每一個測站的測量成果都必須符合限差要求,否則需重新測量。同時,要對測量儀器進行定期校驗和維護,確保儀器處于良好工作狀態,減少儀器誤差對觀測結果的影響。觀測人員也需嚴格遵守操作規程,避免因人為操作不當導致觀測誤差。只有將觀測精度控制在規范要求的范圍內,才能保證觀測數據的準確性,為判斷風機基礎的穩定性提供可靠依據。
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中鋼國檢風機基礎沉降觀測案例分享
以下是某 800MW 風電項目一標段風機基礎沉降觀測的實際案例,該案例嚴格遵循相關規范要求,取得了良好的觀測效果。
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基準點的布設
基準點是沉降觀測的高程起算依據,其穩定性至關重要。在該項目中,基準點在施工期已由施工單位埋設完成,為后續的沉降觀測提供了穩定、可靠的高程基準。
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沉降觀測點的布設
沉降觀測點在施工期已經安裝完成,嚴格按照規范要求,位于風機基礎底座四周與基礎底座軸線相交位置布設,每臺風機布設觀測點四個。這種布設方式能夠全面監測風機基礎各部位的沉降情況,滿足觀測需求。
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沉降觀測方法及要求
本次觀測針對該 800MW 風電項目一標段的風機基礎沉降,風塔采用獨立高程系統,以基準點 A 為高程起算點,采用閉合水準路線進行觀測。在觀測時,風機基礎的觀測點與相應風塔的基準點構成水準閉合環線,這種觀測路線形式能夠有效消除測量誤差,提高觀測精度。
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觀測精度嚴格參考 JGJ 8-2016《建筑變形測量規范》中對變形觀測等級劃分的規定,按二等水準測量要求進行,測站測量成果均符合限差要求。在每次進行觀測前,觀測人員都會對基準點及風機基礎的觀測點進行仔細檢查,確保其無損壞、松動現象,滿足沉降觀測要求,從而保證了觀測數據的準確性和可靠性,為評估該項目風機基礎的穩定性提供了有力的數據支持。
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結語
風機基礎沉降觀測,看似只是一系列的數據測量與記錄,實則是風力發電工程安全體系中不可或缺的 “防線”。從觀測點的科學布設,到觀測頻率的精準把控,再到觀測精度的嚴格堅守,每一個環節都凝聚著對工程安全的極致追求。某 800MW 風電項目的案例,正是這種嚴謹態度的生動體現,它不僅驗證了規范標準在實踐中的可行性,更為行業樹立了標桿。在風力發電產業不斷發展壯大的今天,只有始終將風機基礎沉降觀測工作落到實處,以精準的數據為支撐,才能為每一臺風機的安全運行保駕護航,推動整個行業在安全、穩定的軌道上持續前行,為綠色能源的可持續發展注入堅實動力。
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