瑞风能源：风电机组基础和混塔加固修复方案及案例分享

3月14日，瑞风能源（武汉）工程技术有限公司技术支持部负责人吕祥云在第三届风电运维技改大会上表示，风电机组基础和混塔在设计及施工过程中仍存在很多问题，随着风机运行年限增长，这些问题导致的结构损伤现象逐渐显现。

瑞风能源（武汉）工程技术有限公司技术支持部负责人 吕祥云

瑞风能源通过对结构采取常规定期检测、专项定损检测、结构特性监测等结构健康管理措施，为基础和混塔提供全方位的结构健康解决方案，为客户提供安全、可靠的基础和混塔加固修复服务。

吕祥云介绍，风电塔架和基础的连接主要有两种形式，一种是基础环，另一种是锚笼环，这个也是我们工程上常说的风电锚栓组件，根据现行行业标准的定义称为锚笼环。基础环形式风机基础出现的损伤现象比较多，锚笼环形式的风机基础同样存在一些问题，但锚笼环基础问题更多是集中在混凝土和高强灌浆料施工方面。基础环形式风机基础出现的典型损伤现象有：翻浆、混凝土浇筑缺陷、混凝土表面压溃、水平度超限、基础环穿孔钢筋断裂及基础防水失效等，其中风电场日常巡检中出现比较多的是基础环防水失效的问题。针对以上问题，瑞风能源提出了几点考虑：1、如何快速确认问题；2、如何有效鉴定缺陷；3、如何有效提供措施；4、如何保证措施可靠。

基础环形式风机出常见损伤现象

风机基础采用的基础环形式，最早是国外引进来的，比如单机容量1.5MW及2MW的机组采用基础环形式较多，随着风电行业的发展，2.5MW、3.0MW及更大单机容量的机组上，塔架与基础的连接形式更多采用的是锚笼环。

针对基础环形式的风机基础为什么普遍出现这些损伤现象，我们针对基础环形式风机基础进行了损伤机理的分析，基础环连接属于直接承受动载的非预应力结构，且承台核心区域刚度不连续，基础环底法兰局部应力集中，基础环底法兰三角区极易出现风致疲劳损伤现象。针对不同区域的风电场，风机疲劳荷载大、基础强度不足、基础防水失效、基础环底法兰配筋不合理、基础环埋置深度不足、基础环底法兰宽度不足等影响因素，不利因素的组合影响导致很多风电场的基础环基础出现了典型的风致疲劳损伤现象。

基础常规定期检测主要就是针对基础的无损检测，主要检测项目有：混凝土强度的回弹法检测、水平度检测、垂直度检测、钢筋保护层厚度检测、钢筋定位的检测、混凝土裂缝检测及钢筋锈蚀检测等。

基础专项定损检测主要是针对基础采取局部有损检测，对风机基础混凝土进行钻孔，通过内窥镜对基础内部混凝土浇筑质量进行探视。结合早期沿海某风场1.5MW机组的案例，当时把基础台柱一个扇区的混凝土进行破拆，露出基础环底法兰后，可以很清楚看到基础环底部三角区出现明显的损伤空腔，这也是后续针对基础环基础的检测需要重点关注的区域。

结构特性监测，瑞风能源与风脉能源共同研发的塔视90视觉监测设备，主要的功能如下：一是针对塔架位移、倾角、方位角进行综合评价，可以做到智能识别、自动报告、在线预警；二是可以针对存在缺陷的基础进行监测。三是针对已经实施加固之后的基础可以做长期的监测和验证。大量的风机基础加固案例实施中，有很多业主提出基础加固修复之后如何对基础后续的运行进行长期的监测，这也促使我们开始考虑研发这种设备，塔视90设备的问世能很好的满足业主的相关需求。

塔视90设备的项目运用

针对基础健康管理的注浆加固处理，主要是针对基础环底法兰区域的空腔进行注浆处理，施工工序有钻孔、清洗、烘干、封缝埋管、注浆及养护等，现在常用的注浆材料为改性环氧基材料，高性能的水泥基材料也在部分项目上有运用，实际项目中需要根据项目情况与设计院、检测单位及业主共同对加固方案进行确认。

除了常规的注浆加固之外，比如基础水平度明显偏差过大的现象也经常出现，按照现行的规范来看，基础环上法兰水平度极限偏差要求是3毫米以内，一般超过3毫米是需要针对基础进行顶升纠偏处理。结合风机基础的不同检测情况，我们也针对性提出了压溃修复处理、基础截面加大处理、基础附加锚固处理等解决方案，并取得了大量项目的成功实施案例。

另外，针对现在风电技改项目，在“以大代小”的项目上，瑞风能源也做了很多工作，主要还是结合技改的一些实际需求，比如容量变大、叶片加长、主机机头更换，对风机基础结构的健康状况进行检测评估，利用新机组的载荷对原基础的结构安全性进行复核计算，并结合复核结论，制定合理的基础技改解决方案。

针对基础的防水修复处理有两个关键点，一是材料怎么选择，二是防水方案怎么制定。瑞风能源推荐防水方案相比常规的做法有明显的优势，一是材料选用的是Triflex的防水材料，该防水材料在欧洲有很多成熟的风机基础防水经验；二是我们在防水方案上也做了一些创新，在基础环和混凝土的交界面增加了弹性密封胶带的做法，可以很好适应风机承受长期动载的工况，Triflex的防水材料有很优异的性能，比如长期耐积水和抗水解性，长期耐紫外线、红外线的性能，可以直接暴露在室外，无需额外增加表面防护层。

Triflex防水材料的项目案例

随着混凝土塔架的大量工程运用，混凝土塔架也出现了一些问题，主要的损伤现象有压溃崩边、裂缝、间隙等，通过图片可以看到上环段的底部和下环段的顶部交接的部位，局部出现了明显的压溃现象，上环段的底部可见粗骨料的堆积，下环段的顶部未见粗骨料，这也对混塔用混凝土的配合比设计和施工工艺提出了更高要求。

混塔的常见损伤现象

通过图片展示的混塔损伤现象，我们针对损伤的原因进行了分析，主要是因为环段间座浆料涂抹不饱满导致了空鼓的出现，空鼓会显著增加座浆料和混凝土的压应力，导致损伤的出现。针对此类现象，我们也提了一个改进方向，后期座浆料在施工的时候，环段端面的涂抹尽量做到中间厚两边薄，安装后使座浆料出现溢浆的效果，可以很好的控制空鼓率。

通过我们公司在风电机组基础和混塔加固修复的案例分享，以及我们在实际工程中遇到的新问题，公司联合相关高校也开展了相关的课题研究，为风电机组基础和混塔的结构问题解决提供更好的方案。我的汇报结束，再次感谢大家的聆听，我们会继续在新能源领域不断创新，不断进取，也希望与行业同仁们携手共进，为我国新能源产业的健康可持续发展贡献一份力量！谢谢！