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地质条件对风电场风机基础设计的影响分析赵洪光等
设计与施エ
地质条件对风电场风机基础设计的影响分析
赵洪光,赵晓萍,张棚
(内蒙古自治区水利规划设计研究院,内蒙古呼和浩特010020)
〔摘要〕文章对比分析了地质条件对风机基础设计的影响,进而提出在该地区采用桩基础的可行
性
〔关键词〕西辽河平原;风电场;基础;地质条件
中图分类号:TV22文章标识码:B文章编号:1009-0088(2014)03-0029-02
基本情况
容,由于风电机组基础具有承受360°方向重复荷载和
大偏心受力的特殊性,对地基基础的稳定性要求高。
风电作为绿色能源,在西方发达国家早已得到了但一般风力发电场多建设于地势较高的丘陵之上或地
大力发展和利用,而在我国发展相对缓慢。随着我国形开阔的高原地带及沿海浅滩,造就了风电场场地地
社会主义现代化建设的不断深入,经济的高速发展,环形的多元化、地基条件的复杂性和工程地质特征的不
境的不断恶化,人们越来越认识到环境保护的重要性。确定性。而目前国内许可生产的风电机组制造商或国
保护大自然,达到人与自然的和谐,是构建和谐社会的外风电机组制造商提供的风电机组典型设计方案,局
重要组成部分。为此,作为风能资源丰富的国家,近年限于风电场特定的风况特征和地质条件,不能适应所
来,我国加大了对风力发电的政策扶持,使风能这一绿有风电场工程,不具备借鉴性和推广性。
色能源得到了快速发展,减少了环境污染,优化了当前
的电力结构,促进了经济发展,达到人与自然的和谐,3工程实例
使大自然更好的服务于人类。
3.1工程概况
2风机基础设计的现状
结合通辽市珠日河风电场的地基基础设计,根据
该风电场1~6期工程数据,类比西辽河平原地区及周
风机塔筒基础设计是风电场土建设计中的重要内边地区其他风电场数据,分析研究影响风机地基基础
伝∈∈てにてそに三てミニここミてててててててこニヒヒヒ6ててててててててさてて∈∈くててて∈もヒもにて∈て6にくくててて
边缝采用3道止水,第1道止水设置在周边缝的顶部,采用环量为24.93%,天然级配不满足设计要求,施工时需对砂砾料进
保型聚胺脂防水油膏(无毒)填充,第二道止水材料为膨胀止水行筛分,使其符合设计要求。
条止,第三道止水材料为1道“F”型铜片止水,设置在周边缝的
过渡区是为了防止垫层中的细料在渗透水流作用下流失,
底部。铜片止水要求如下:采用退火纯铜卷材,其延伸率应大防止渗透破坏,因此,在过渡料与垫层料之间必须满足反滤准
于20%,厚度1.0mm,立腿高度80mm,鼻高80m,鼻宽12则,要求最大粒径小于300mm,小于0.075mm的颗粒含量不
mm,平段宽度170mm。面板与防浪墙须设置水平缝,接缝按超过5%,设计孔隙率不大于20%。本工程过渡料可选用石料
水平缝处理。面板与趾板的分缝,按周边缝处理,止水铜片采场开采的细堆石料。
用“F”型。
堆石区的主要作用是支撑面板,要求具有足够的密实度和
变形模量。本设计雌石区采用爆破料,石料场位于坝址上游
7填筑材料设计
500mn处,岩性为凝灰岩,质量满足设计要求。石料最大粒径应
本工程坝型为混凝土面板堆石坝,坝体的填筑主要分为垫不超过压实层厚度,小于5mm的颗粒含量不宜超过20%,小
层区、过渡区及堆石区。垫层区直接位于面板下游侧,是防渗于0.075mm的颗粒含量不超过5%,设计孔隙率不大于22%。
面板的基础,要求有足够的抗剪强度及透水性,要求最大粒径
编校;王宇
为80~100mm,粒径小于5mm的含量为30%~50%,小于
0.075mm的颗粒含量宜小于8%,设计相对密度不小于0.80。
收稿日期:2014-04-25
本工程选定的砂砾料场位于水库坝址上游1.5km的乌宗布拉
作者简介:李旭光(1978-),工程师,主要从事水利水电工
克河河床中,母岩成份以凝灰岩为主,粒径小于5mn的颗粒含程勘察设计工作。
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内蒙古水利
2014年第3期(总第151期)
的因素,得出一定的结论,以期为其它同类型的风电场度,造成施工排水困难,増加施工费用。
风机基础设计提供参考和借鉴。
风电场位于内蒙古通辽市科左中旗珠日河牧场
基础形式的选择
总装机30万kW,分6期建设。珠日河风场属三类风
根据以上的分析,西辽河平原地区及周边地区的
区,风场轮廓面积约9%km2。安装东汽1500kW,海风电场不适合采用天然地基,但是,采用什么桩基础就
装2000kW(93叶轮),明阳1500kW3种风电机组,要通过详细的计算论证了。
总计189台。风机基础采用钻孔灌注桩基础。
4.1成桩的可能性
3.2工程地质条件对比分析
1)根据该地区的地基土层结构力学的参数值分
场址区地处西辽河平原东北部的新开河的冲积平析,该地区的地层适合采用桩基础。
原上。区内地貌类型较为单一,属堆积地形地貌类型,
(2)该地区地质条件较好,适合成孔。
地势平缓。区域上自西北向东南缓倾,坡面完整性好
3)现在的技术条件非常成熟,作桩基础没有任
内地形开阔平坦,地表无河流,无侵蚀沟谷发育,整体何问题。
完整性好。场地内大部分分布有固定、半固定沙丘,季4.2布置形式
节性冻土最大深度在1.80m左右。
通过事先拟定的基础形式及尺寸和各种参数,选
通过试验指标与腐蚀性评价指标的对比分析,综择《风电机组地基基础设计规定(试行)》(FD03
合评价场地土(地下水位以上土层)对混凝土结构及2007)中适合的计算公式进行荷载计算,采用试算法
钢筋混凝士中的钢筋均有微腐蚀性,对钢结构存在中确定桩基础的形式。通过计算确定风电场基础形式采
等腐蚀性。另外,从钴孔揭露的地层情况分析,场地地用摩擦端承型桩。
基土中局部分布有软弱层,即松散与稍密的砂层,决定
由于每一个风电场的地质条件不可能完全一致,
着对风机基础类型的选型,利用天然地基时,对风机基所以,要根据风电场的实际地质条件,选择规范中适合
础稳定影响较大,基坑开挖存在不利的因素。
的计算公式,采用试算法确定基础形式。
3.3有利影响
根据地质勘察资料显示,西辽河平原地区及周边
结论
地区地貌类型相对较为单一,无侵蚀沟谷发育,勘察场
(1)这一地区的地貌类型相对较为单一,未发现
地附近未发现明显的活动性断裂痕迹和影响建筑场地明显的活动性断裂痕迹和影响建筑场地稳定性的不良
稳定性的不良地质作用及不安全隐患。根据风电场地地质作用及不安全隐患,一般地震烈度在Ⅵ度以下,不
的地质环境和工程地质条件,属一般性场地。再加上存在能导致重大工程地质问题的地质条件,非常适合
西辽河平原地区风能资源较丰富,无破坏性风速,主风建设风电场。
向频率大,大多数情况下,风速处于可利用的区域,所
(2)该地区地质构造以第四系地层为主,地基承
以,这里非常适合建设风电场。
载力低,一般在110~220kPa之间,大部分地段不满
3.4不利影响
足风机基础对地基承载力的要求。
地基承载力低,特别是地面10m以下的浅层第四
(3)该地层属于中等压缩土,如果采用天然地基,
系细沙、粉细沙为松散ー一稍密状态,地基承载力一般在风机基础沉降不满足要求,影响基础安全和风机出力。
110~220kPa之间,大部分地段不满足风机基础对地
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