一种新型岩石锚杆风机基础及施工方法与流程

本发明涉及一种岩石锚杆风机基础及施工方法，尤其涉及一种新型岩石锚杆风机基础及施工方法。

背景技术：

随着人口数量的增加，能源和环境成为当前人们面临的两大主要问题。一方面，传统的化石燃料会导致严重的空气污染，引起温室效应；另一方面，传统化石燃料的不可再生性促使人们寻求新的替代能源。风能便是近年来人们寻找到的新的替代能源之一。风力发电具有清洁无污染，单机容量大，经济效益和社会效益良好的特点，是目前最具发展潜力的新能源之一。

地处山区或丘陵地带的风力发电场，其风机大多安装在岩石上，在岩石上安装风机时，首先要在岩石上做好风机基础，然后将安装风机的塔杆固定在基础上。对于修建在岩石场地的风电机组，常常采用岩石锚杆基础形式。

岩石锚杆基础是通过锚杆将风机基础与岩石岩基连接成整体，传统基础存在需要对岩石进行爆破或者采用专业大型设备进行开挖、承台施工工序多、以及成本高的问题，并且还存在安全隐患。此外，受环保等因素影响，基础施工时限制或者禁止采用爆破的方式，导致基础开挖时间增长，同时，还浪费了岩石的功能，导致基础承台钢筋混凝土方量增大，造成成本浪费。

常规锚栓基础的基础承台内锚栓和基础锚栓需单独设置，需要采购不同长度的锚栓材料，导致加工、采购周期加大。现有锚栓基础的基础承台内锚栓的仅起到与塔筒连接的作用，并且基础承台的尺寸大，导致岩石开挖工程量大、承台钢筋混凝土工程量大，造成工期增长、成本加大。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种新型岩石锚杆风机基础。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种新型岩石锚杆风机基础，包括基岩，还包括基础垫层，所述基础垫层浇筑在基岩顶端的凹槽中，基础垫层的上表面平整，在基础垫层的上部绑扎有基础承台，所述基础承台与基岩的缝隙处填有回填土；

基础承台中安装有预埋定位钢管，预埋定位钢管为多个，多个预埋定位钢管呈圆形排列形成同圆心的大环和小环，并且大环套在小环的外侧；预埋定位钢管竖向插在基础承台中，预埋定位钢管的上表面与基础承台的上表面齐平，预埋定位钢管的下表面与基础垫层的下表面齐平；

预埋定位钢管的下端设置有钻孔，钻孔竖向位于基岩中，钻孔的数目与预埋定位钢管的数目相同；钻孔中竖向安放有锚栓，锚栓通过灌浆料与基岩连成整体，锚栓的上部竖向插在锚板中；

锚板的上部连接有风机底段塔筒，锚板的下部设置应力传递层，应力传递层填充在锚板下表面与基础承台上表面的缝隙处。

进一步地，基础承台通过钢筋捆绑在基础垫层的上部。

进一步地，基础承台的直径小于基础垫层的直径。

进一步地，预埋定位钢管通过钢筋绑扎在基础承台中。

进一步地，锚板和应力传递层为宽圆环状，并且锚板的宽度小于应力传递层的宽度，锚板的宽度大于风机底段塔筒的宽度。

进一步地，应力传递层由高强无收缩灌浆料浇筑而成。

新型岩石锚杆风机基础的施工方法的步骤为：

a、首先进行场地平整，将基岩表层的土及破碎岩石清理干净后，在基岩上部设置一个基础平整线，在基岩的上部沿基础平整线挖出一个凹槽；

b、在凹槽的上表面浇筑基础垫层，并且确保基础垫层的上表面平整；

c、在基础承台中通过钢筋绑扎预埋定位钢管，预埋定位钢管有多个，沿圆周插入到基础承台中，在基础承台的上表面形成两个直径不同的圆环，大环套在小环外侧，两个圆环共用一个圆心形成一个套环结构；

d、在基础垫层上部进行基础承台的施工，将基础承台通过钢筋绑扎固定在基础垫层的上部，并使基础承台中的预埋定位钢管的底端插入到基础垫层中；

e、进行开挖处回填土的回填，将回填土回填至基础承台与基岩产生的缝隙中；

f、进行基础锚杆孔的钻孔，从基础承台的上表面开始，沿预埋定位钢管的位置竖向向下，在基岩中打出竖向的钻孔，钻孔的数目与预埋定位钢管的数目相同；

g、将锚栓安放在钻孔中，并且在锚栓的上部用锚板固定，随后在钻孔中进行灌浆，使锚栓通过灌浆料与基岩连成整体；

h、在锚板下部进行应力传递层的施工，补足锚板与下方基础承台之间的缝隙；

i、将锚栓和锚板与上部风机底段塔筒相连接，完成新型岩石锚杆风机基础的施工。

本发明充分利用了岩石和承台锚栓的优点，用岩石替代了混凝土的作用。由于基础承台的尺寸小，不仅降低了岩石开挖的工程量，还降低了施工造价；岩石开挖不需要爆破过程，提高了施工过程的安全性；承台内锚栓同时发挥两种作用，既发挥基础锚栓能够与岩石连接的作用，又起到了承台锚栓能够与上段塔筒连接的作用，因此基础承台内的锚栓和基础锚栓不需要分别设置，不需要采购不同长度的锚栓材料，缩减了加工和采购周期；基础垫层的存在起到了保护基础承台的作用，而基础承台则起到了传递风机荷载的作用。该方案施工工艺简单、周期短、造价低、安全性高，具备极高的经济效益和推广性。

附图说明

图1为本发明的整体结构剖面示意图。

图2为基岩的预施工状态参考图。

图3为预埋定位钢管与基础承台和基础垫层的位置关系示意图。

图4为钻孔的结构示意图。

图5为预埋定位钢管的排列定位示意图。

图中：1、基岩；2、基础垫层；3、基础承台；4、回填土；5、预埋定位钢管；6、钻孔；7、锚栓；8、锚板；9、风机底段塔筒；10、应力传递层；11、基础平整线；12、地层线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1所示的一种新型岩石锚杆风机基础，包括基岩1，基岩1是一种自然地质岩石，在基岩1的上部沿基础平整线11挖有凹槽，在基岩1上部的凹槽上浇筑有基础垫层2，基础垫层2的主要作用是表面平整，便于基础承台钢筋绑扎，同时起到保护基础承台3的作用；在基础垫层2的上部通过钢筋绑扎有基础承台3，基础承台3的直径小于基础垫层2的直径，基础承台3与基岩1的缝隙处填有回填土4。

在基础承台3中通过钢筋绑扎安装有预埋定位钢管5，预埋定位钢管5为多个，在预埋定位钢管5的位置钻有钻孔6，钻孔6中竖向安放有锚栓7，锚栓7通过灌浆料与基岩1连成整体，发挥出基岩1的作用；

锚栓7是通过锚板8来进行定位的，锚板8为宽圆环状，锚板8起到了定位和连接上部底段塔筒9的作用，锚栓7的上部竖向插在锚板8中，锚板8的上部连接有风机底段塔筒9，风机底段塔筒9的下部为宽圆环状；锚板8下部浇筑有应力传递层10，应力传递层10为宽圆环状，应力传递层10由市面所售的高强无收缩浇筑而成，应力传递层10填充在锚板8下表面与基础承台3上表面的缝隙处，应力传递层10起到上部荷载应力传递的作用，锚板8的宽度小于应力传递层10的宽度，且锚板8的宽度大于风机底段塔筒9下部的宽度；

如图2所示，在基岩1的上部、地层线12的下方设置基础平整线11，将基础平整线11上部不规则的岩石、碎石以及土清理掉形成一个形状规则、上表面平整的凹槽。

如图3所示，多个预埋定位钢管5分别通过钢筋绑扎安装在基础承台3的左右两侧，预埋定位钢管5竖向插在基础承台3中，预埋定位钢管5的上表面与基础承台3的上表面齐平，预埋定位钢管5的下表面与基础垫层3的下表面齐平，预埋定位钢管5同时起到了定位钻孔6的位置和安放锚栓7的作用；

如图4所示，预埋定位钢管5的下端设置有钻孔6，钻孔6竖向位于基岩1中，钻孔6的数目与预埋定位钢5管的数目相同；

如图5所示，预埋定位钢管呈圆周排列并竖向插在基础承台中，在基础承台的俯视图中形成一大一小两个直径不同的圆环形，并且直径大的圆环套在直径小的圆环外侧，两个圆环共用一个圆心。

新型岩石锚杆风机基础的施工方法的步骤为：

a、首先进行场地平整，将基岩1表层的土及破碎岩石清理干净后，在基岩1上部设置一个基础平整线11，在基岩1的上部沿基础平整线11挖出一个凹槽；

b、在凹槽的上表面浇筑基础垫层2，并且确保基础垫层2的上表面平整；

c、在基础承台3中通过钢筋绑扎预埋定位钢管5，预埋定位钢管5有多个，沿圆周插入到基础承台3中，在基础承台3的上表面形成两个直径不同的圆环，大环套在小环外侧，两个圆环共用一个圆心形成一个套环结构；

d、在基础垫层2上部进行基础承台3的施工，将基础承台3通过钢筋绑扎固定在基础垫层2的上部，并使基础承台3中的预埋定位钢管5的底端插入到基础垫层2中；

e、进行开挖处回填土4的回填，将回填土4回填至基础承台3与基岩1产生的缝隙中；

f、进行基础锚杆孔的钻孔，从基础承台3的上表面开始，沿预埋定位钢管5的位置竖向向下，在基岩1中打出竖向的钻孔6，钻孔6的数目与预埋定位钢管5的数目相同；

g、将锚栓7安放在钻孔6中，并且在锚栓7的上部用锚板8固定，随后在钻孔6中进行灌浆，使锚栓7通过灌浆料与基岩1连成整体；

h、在锚板8下部进行应力传递层10的施工，补足锚板8与下方基础承台3之间的缝隙。

i、将锚栓7和锚板8与上部风机底段塔筒9相连接，完成新型岩石锚杆风机基础的施工。

本发明相比现有技术具有的优势为：

a、本发明充分利用了岩石和承台锚栓的优点，用岩石替代了混凝土的作用，由于基础承台的尺寸小，降低了岩石开挖的工程量，还降低了混凝土的使用量，从而降低了施工成本；

b、本发明在岩石开挖过程中不需要爆破过程，使施工工艺更加简单方便的同时，还提高了施工过程的安全性；

c、基础垫层的存在起到了保护基础承台的作用，而基础承台则起到了传递风机荷载的作用。

d、与传统的岩石锚杆风机基础相比，本发明的承台内锚栓同时发挥两种作用，既发挥基础锚栓能够与岩石连接的作用，又起到了承台锚栓能够与上段塔筒连接的作用，因此基础承台内的锚栓和基础锚栓不需要分别设置，不需要采购不同长度的锚栓材料，缩减了加工和采购周期。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。