淺談風(fēng)電場風(fēng)機沉降觀測的方法*

王景喬

(云南南方地勘工程總公司，云南 大理　671000)

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淺談風(fēng)電場風(fēng)機沉降觀測的方法*

王景喬

(云南南方地勘工程總公司，云南 大理671000)

摘要：以華能某風(fēng)電場一座風(fēng)機為例，介紹了風(fēng)電場風(fēng)機監(jiān)測基準點和沉降觀測點的選擇與布設(shè)原則，并詳細闡述了風(fēng)機沉降觀測的方法、施測步驟及數(shù)據(jù)處理情況。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場風(fēng)機；沉降觀測；數(shù)據(jù)處理

0引言

近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，風(fēng)機數(shù)量不斷增多，個別風(fēng)機出現(xiàn)了倒塌事故，造成了較大的經(jīng)濟損失，因此對風(fēng)電場風(fēng)機的不均勻沉降進行觀測顯得尤為重要。本文以華能大理五子坡風(fēng)電場的一座風(fēng)機為例，闡述了風(fēng)機沉降觀測中監(jiān)測基準點，沉降觀測點的選擇、埋設(shè)、觀測方法及數(shù)據(jù)處理情況。

1工程概況

1.1測區(qū)情況

該風(fēng)電場位于巍山縣大倉鎮(zhèn)以東，大理市鳳儀鎮(zhèn)以西的山上，下關(guān)至巍山公路(224省道)9公里處岔路口往東約10 km處。各風(fēng)機分別布設(shè)在各山頭上，呈南北方向布設(shè)，長約10 km。山上有電場公路直達各風(fēng)機位置，交通較方便。該測區(qū)海拔較高，氣溫較低，山頂常年大風(fēng)及多霧、多雨，給觀測帶來諸多不便。

1.2監(jiān)測級別及精度指標

2監(jiān)測方法

2.1監(jiān)測基準點選擇及布設(shè)

基準點選擇在對機座觀測有利且穩(wěn)固可靠的地方，現(xiàn)場選擇位置并埋設(shè)標石。標石埋設(shè)先以70 cm×70 cm×20 cm的混凝土作墊層，再將30 cm×40 cm×60 cm(長×寬×高)的預(yù)制混凝土標石置于墊層之上，使之成為一體，之后用碎石及泥土將樁柱四周夯實后，將樁柱頂部四周用混凝土澆灌整平，其上安置相配套的水泥框及蓋板加以保護。每座風(fēng)機布設(shè)3個監(jiān)測基準點，分別編號為BM1、BM2、BM3。選擇其中一點BM1作為起算基準點，另外兩點為每次觀測時作為檢查之用。

2.2起算數(shù)據(jù)

由于每座風(fēng)機之間的路線相距較長，高差變化大且風(fēng)機機位較為分散，若將多座風(fēng)機高程進行聯(lián)測困難較大，且一臺風(fēng)機如產(chǎn)生沉降不影響其它風(fēng)機，所以為了方便計算且在不影響風(fēng)機沉降值真實反映的情況下，采取將每座風(fēng)機視為獨立的個體單位進行監(jiān)測并假設(shè)起算基準點(BM1)高程H1=10.000 00 m作為每座風(fēng)機起算高程值。

2.3監(jiān)測基準點高程測量

監(jiān)測基準點施測按國家二等水準精度要求進行，監(jiān)測基準點聯(lián)測均以起算點為起點，聯(lián)測其它兩監(jiān)測基準點作一閉合水準環(huán)。施測前對各基準點埋石情況進行檢查，符合要求后才進行觀測。觀測使用經(jīng)專業(yè)機構(gòu)檢驗合格的標稱精度為0.3 mm的徠卡DNA03水準儀，標尺為與其相配套的三米條碼銦鋼標尺。施測時將標尺捆綁在三角架上，使標尺垂直，無動搖現(xiàn)象，觀測時測站用測傘遮蔽太陽，使氣泡精密居中后才讀取數(shù)據(jù)。每站采用變換儀器高兩次觀測，高差互差若≤±0.5 mm取平均值，如大于0.5 mm時則重新施測。觀測結(jié)果經(jīng)檢查無誤后平差，計算出各監(jiān)測基準點高程。

2.4沉降觀測點的選擇及布設(shè)

沉降觀測點(亦稱“沉降點”)布設(shè)在風(fēng)機基座上并能反映變形特征的敏感位置。每座風(fēng)機布設(shè)4個沉降觀測點，均勻分布在圓形機座上，以便從各個方向監(jiān)測到風(fēng)機機座的變化。機座觀測點標心采用直徑為1.5 cm，長為7.5 cm的不銹鋼柱體，頂部均打磨成半圓狀(如圖1所示)，用沖擊鉆打眼并將標心嵌入機座中。風(fēng)機觀測點號以樓梯左側(cè)為1號點，按順時針編號分別為1、2、3、4，每座風(fēng)機為4點(如圖2所示)，01c1表示1號風(fēng)機1號觀測點。

圖1　觀測點標心示意圖Fig.1　Sketch map of mark center of observation point

圖2　風(fēng)機觀測點布置示意圖Fig.2　Layout sketch map of observation points for wind turbine

2.5風(fēng)機機座沉降點觀測

沉降點觀測使用與基準點觀測相同的儀器和標尺。施測前對各觀測點進行查看，埋設(shè)情況符合要求后才進行觀測。與基準點觀測相同，觀測時將標尺捆綁在三角架上，使標尺垂直，無動搖現(xiàn)象，在氣泡精密居中后才讀取數(shù)據(jù)。

3監(jiān)測數(shù)據(jù)處理

風(fēng)機機座沉降點觀測采用監(jiān)測基準點為起算點，將風(fēng)機的各沉降監(jiān)測點組成水準路線，最后閉合到起算點上，閉合差均≤±0.5 mm。各風(fēng)機首次觀測按要求進行兩次獨立觀測，并取中數(shù)作為首次觀測的最終值。從第二次觀測起，每次只進行一次觀測。風(fēng)機沉降點沉降情況用沉降觀測記錄表(見表1)和沉降曲線圖(見圖3)表示。

表1中，本次觀測與上次觀測的高程互差為該沉降觀測點本次沉降量，本次觀測與首次觀測的高程互差為該沉降觀測點累計沉降量，本次沉降量除以本次與上次觀測時間間隔天數(shù)即為本期下沉速度。

圖3中，以觀測點高程為X軸，觀測日期為Y軸建立坐標系，將各觀測點每次觀測高程值相連即得各觀測點沉降曲線圖。

風(fēng)機是否進入穩(wěn)定階段，應(yīng)由沉降量與時間關(guān)系曲線判定。規(guī)范規(guī)定當(dāng)最后100天的沉降速率小于0.01～0.04 mm/d作為穩(wěn)定指標。如果超過規(guī)范規(guī)定的極限，需及時報告有關(guān)部門引起注意并采取措施，以免因不均勻沉降等因素造成經(jīng)濟損失。

表1沉降觀測記錄表

Tab.1Settlement observation record sheet

圖3　沉降曲線圖Fig.3　Settlement curve graph

4幾點建議

通過分析，筆者提出幾點建議：

1)沉降監(jiān)測基準點埋設(shè)選擇距離風(fēng)機基礎(chǔ)開挖30 m附近為宜，太遠不僅不利于觀測沉降點，還會增大觀測誤差；太近不僅容易被施工方施工時破壞，還會受風(fēng)機沉降影響。

2)由于風(fēng)電場風(fēng)大，觀測時在滿足視線高度的前提下應(yīng)盡量降低儀器的架設(shè)高度，并用石頭等重物壓穩(wěn)儀器腳架。

3)由于風(fēng)電場道路多為土路，路面凹凸不平，運輸途中儀器受到顛簸，i角很容易產(chǎn)生變化，所以要經(jīng)常檢校儀器的i角，確保觀測時i角在誤差允許范圍內(nèi)。

4)要隨時提醒施工方等注意保護好風(fēng)機的沉降監(jiān)測基準點和沉降觀測點，避免破壞，因為一但有些點被破壞，后面就難以進行連續(xù)監(jiān)測了。

5結(jié)束語

本文詳細介紹了風(fēng)電場風(fēng)機沉降觀測中監(jiān)測基準點及沉降點的選點、埋設(shè)、觀測方法及數(shù)據(jù)處理情況，并提出了一些建議，希望能對同行提供參考。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國建設(shè)部.GB 50026—2007工程測量規(guī)范[S].北京：中國有色金屬工業(yè)協(xié)會出版，2008.

[2]中華人民共和國建設(shè)部.JGJ 8—2007建筑變形測量規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社出版，2008.

[3]國家發(fā)展和改革委員會.FD 003—2007風(fēng)電機組地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)定(試行)[S].北京：中國水電水利出版社出版，2007.

Discussion on Method of Settlement Observation for Wind Turbine

WANG Jing-qiao

(YunnanSouthChinaExplorationEngineeringCorporation，DaliYunnan671000，China)

Abstract：Taking a wind turbine in China Huaneng Group as an example，the selection and layout principles of the monitoring datum points and the settlement observation points for wind turbine are introduced in this paper.And the method，step and data processing of the settlement observation for wind turbine are described in detail.

Key words：wind turbine；settlement observation；data processing

作者簡介：王景喬(1979～)，女，云南大理人，學(xué)士，工程師，現(xiàn)主要從事測繪技術(shù)應(yīng)用方面的工作。

中圖分類號：P 258

文獻標識碼：B

文章編號：1007-9394(2016)01-0034-02

收稿日期：2015-09-30

地礦測繪2016，32(1)：34～35

CN 53-1124/TDISSN 1007-9394

Surveying and Mapping of Geology and Mineral Resources