千乡万村驭风行动混塔技术风险防控

为什么用混塔低风速区域是驭风行动的主要应用场景，高塔筒是开发低风速区域的必要手段2022

年

，

在

全

国新增装机的风电机组中，平均轮毂高度达到110米，比2021年增长了4米，2022年新增装机中140米及以上轮毂高度占比达到13.8%，轮毂高度最大值达到170米。2018-2022年全国新增风电机组平均和最大轮毂高度Page

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」为什么用混塔

相比于柔塔，混塔刚度大，控制策略可以沿用早期钢塔的策略；

相比于柔塔，钢混塔塔顶摆幅较小，降低维护人员作业难度；钢混塔架/混凝土塔架高柔塔架

随着高度增加，混塔成本优势逐渐体现；

现阶段的混塔设计没有柔塔的高阶涡激振动问题。分片式塔架桁架式塔架混塔技术应用现状混塔装机量

根据全国风电混塔行业创新发展论坛发布的统计数据，2022

年混塔市场招标量约10GW，预计2023年会达到13GW。

2022年新增陆上装机44.67GW（数据来源：CWEA）占比约20%+

混塔的装机量逐渐增加是目前和未来一段时间的趋势。混塔技术应用现状新技术的应用往往伴随着新风险的发生，混塔机组已有倒塔案例的发生，驭风行动中风电机组多在乡间地头，混塔的应用需格外注意质量把控，降低安全风险。倒塔掉块开裂粗骨料缺失01

风电机组高塔架技术现状混塔技术风险类型混塔机组整机混凝土运输3P共振6P共振设计制造吊装维护02

混塔设计阶段风险与管控混塔设计标准有待完善标准号标准名称标准类型国际标准

欧标体系对于材料系数的选取与国标有差异，是否适用于国内当前的材料生产水准后续需进一步验证Wind

energy

generation

systems

-Part

6:

Tower

andfoundation

design

requirementsIEC61400-6DNVGL-ST-0126EN1992-1-1Support

structures

forwind

turbinesEurocode2:

Design

of

concrete

structures—Part

1-1fib

Model

Code

forConcrete

Structures

2010混凝土结构设计规范欧标欧标欧标国标国标国标国标行标行标团标由于国内混塔设计体系不完善，尚未有一个统一成熟的规范，比如对于塔架高交变的载荷特点CEB-FIPGB50010-2010GB/T19072-2022GB/T18451.1-2012GB50135-2019JGJ369-2016风力发电机组

塔架混凝土疲劳设计仍参照欧标fibModelCode2010

风力发电机组设计要求高耸结构设计标准基于当前行业现状，需要进一步提高现有标准的深度和广度来规范和指导钢混塔架的设计预应力混凝士结构设计规范NB/T10907-2021TCEC5008-2018风电机组混凝土塔筒设计规范风力发电机组预应力装配式混凝士塔简技术规范

当前国内混凝土强度设计范围在C70~C95之间。

混凝土强度的提高能更好的控制塔架尺寸，有利于塔架净空设计，但目前国内现行混凝土结构设计规范中，最高强度为C80，C80以上混凝土在国内应用较少，有的企业已经用到C150超高性能混凝土，超高性能混凝土的性能需要通过相关标准约定的试验来保证。GB50010–

2010

混凝土结构设计规范02

整机设计风险与管控塔架共振问题塔架共振：当激振力的频率和塔架固有频率相近时，塔架发生共振。

风轮转速的1倍频（1P）和3倍频（3P）是主要的激振力来源

钢混塔机组的塔架一阶固有频率与风轮转速频率（3P）不允许存在交点。如存在交点需采取措施（如避共振或加阻尼器）。Campbell图（反应激振力和系统固有频率的关系，用以共振分析）02

整机设计风险与管控塔架共振问题开展混塔机组的场址适应性评估

•

评估识别塔架3p、6p共振风险与规避策略塔架共振：当激振力的频率和塔架固有频率相近时，塔架发生共振。•

评估混塔设计与机组载荷的匹配情况（混塔设计较为独立，与钢塔由主机厂设计不同）

风轮转速的1倍频（1P）、3倍频（3P）和6倍频（6P）的激振力来源

钢混塔机组的塔架二阶固有频率与风轮转速频率（6P）不允许存在交点。如存在交点需采取措施（如避共振或加阻尼器）Campbell图（反应激振力和系统固有频率的关系，用以共振分析）04

制造阶段风险与管控4.1制造阶段风险点预制预应力混凝土塔架与现浇式相比有工业化生产，易保证质量、可提前预制，总工期短、现场管理难度相对较低等特点，已成为目前的主流。预制混凝土塔项目采用“工厂化预制、现场装配”的方法，工厂预制过程中需要关注以下风险点：1.

混凝土配制：混凝土配合比设计，骨料及掺合料质量控制（粗细骨料粒径级配、参合料质量配比等），添加剂使用标准及规范（如有）等。2.

钢筋绑扎：主筋间距、直径控制，拉结钢筋间距控制，钢筋搭接方式控制（风电混凝土塔架钢筋避免焊接搭接）等。3.

混凝土浇筑：混凝土浇筑时坍落度及和易性控制，同一片塔筒浇筑连续性控制，振捣质量控制（应充分振捣）。4.

预埋件安装及定位：每片预制的塔筒中各埋件数量及位置必须控制到位，包括吊点埋件、爬梯支撑埋件、接地埋件、安装平台埋件、定位埋件等等。04

制造阶段风险与管控4.2制造问题举例钢筋搭接长度不够钢筋漏绑顶部混凝土浮浆深度超标垫块绑扎倾斜拆模堆放未及时养护绑扎钢丝松动底部垫块撞碎接地扁铁生锈吊装工具磕碰导致边缘开裂04

制造阶段风险与管控4.3管控方案-首片混塔制造监督

目的：参与首套管片生产过程，并将过程中发现的问题进行总结整理并开会予以汇报，避免后续批量生产发生同样的问题。同时对后续管片制造工序的关键点进行明确，并协助业主要求监造人员按照关键点进行后续管片生产跟踪检查。

监督方式：参与到首套管片的整个生产过程中，直到养护完成并装车运输。

监督产出：形成现场实际发现问题汇总并进行会议宣贯，形成会议纪要发给各单位，最终形成首片制造监督报告，以及管片制造关键工序检查表。04

制造阶段风险与管控4.4管控方案-开展混塔制造工厂审查

混凝土塔架工厂审查——确定其是否具备开工条件

混塔设计是否完成，资料是否齐全(图纸和技术文件等)；

质量管理体系（质量手册和程序文件）；

人员（生产人员、检验人员、质量管理人员等）；

设备（生产设备、运输设备、检验设备等）；

原材料（钢筋、水泥、砂石、粗骨料等）；

工艺文件及人员技术交底（钢筋绑扎、模具检验、钢筋笼搬运、合模、浇筑、拆模、养护、管片搬运、缺陷修复、出厂检查等）；

环境条件（原材料放置环境、生产环境和检验实验室）等。05

运输安装阶段风险与管控5.1运输安装阶段风险点1）湿连接工艺——灌浆料如现场拼装时温度差异过大会影响竖缝强度，导致产生开裂，同时温度差异过大也会影响该预制混凝土段的垂直度，由于湿连接工艺竖缝强度全部依赖灌浆料硬化强度，因此需要在灌浆完毕后等待灌浆料强度满足起吊要求方可吊装坐浆。2）各混凝土段之间的座浆工艺座浆料的强度和密实度会影响混凝土段的垂直度以及环缝的强度；坐浆无论采用浆料还是环氧结构胶都需要控制每一节塔筒的水平度（一般采用扫平仪或者水准仪进行）。垂直度不必每一节都进行控制，可以每天测量一次。3）吊装时的温度要求，避免由于温度差引起垂直度误差甚至产生裂纹等方面的工艺要求；05

运输安装阶段风险与管控5.1运输安装阶段风险点4）预应力筋张拉工艺在钢绞线张拉过程中，无论采用何种张拉工艺，预应力张拉应遵循对称循环张拉的原则，不可单组依次张拉。另一方面，混塔吊装完成后，需尽快进行预应力筋张拉，钢筋没有张拉前，如遇大风或者地震等恶劣条件，塔筒的强度也需要进行额外复核。5）冬季施工无论何种拼装工艺，当温度太低（如低于-20℃）时应考虑灌浆料或结构胶无法硬化的情况，因此应合理编排施工计划，减少冬季混凝土施工。7）运输与转场混凝土段在运输、专场、堆放中需要注意避免发生磕碰，发生磕碰后不能私自进行修补，必须经过充分的技术风险评估。05

运输安装阶段风险与管控5.2水平缝错台问题

某企业《混塔环筒拼装及吊装施工技术交底》文件中上下两个筒节之间吊装后的水平缝错台要求不大于10mm，低于GB/T19072-2022中“水平缝错台不大于5mm”的要求，同时现场检查记录缺少水平拼缝位置的错台检查记录，无法确认现场有没有错台的问题。

整改措施：更新技术指标，增加水平缝错台检查记录，最终重新对现场施工人员进行技术交底。05

运输安装阶段风险与管控5.3测量设备不符合要求

某项目拼装平台的平整度检查记录，按照检验具体要求C1片平整度要求控制在±0.5mm，但现场测量工具的测量精度是1mm，无法保证精度0.5mm的要求。

整改措施：更换更高精度的测量设备并对现场测量人员进行技术交底。

某项目混塔拼装验收记录单，按照要求填写塔筒内径，但现场填写数值完全和设计值一致，这不符合实际情况。经了解现场测量方式是采用卷尺测量，测量结果大概接近设计值，就直接写的设计值，这不符合实际情况，也无法判断真实内径是否符合公差设计要求。

整改措施：采用手持式激光测距仪测量塔筒内径并对现场测量人员进行技术交底。05

运输安装阶段风险与管控5.4座浆料问题

筒节落位后存在座浆料未溢出的情况

水平缝之间座浆料缺失情况座浆料未溢出，不密实

铺浆过程中，现场作业人员将座浆料涂抹在钢垫板上方，垫板作用是调整混凝土塔段水平度，这样会影响上段混凝土塔段的水平度，也是作业指导书上不允许的。座浆料缺失座浆料涂抹在钢垫板上方05

运输安装阶段风险与管控5.4座浆料问题水平缝之间座浆不密实影响分析座浆料作用：调平和传递载荷

防水胶条向内偏移，内部填满座浆料防水胶条内部填满座浆料但座浆料表面不平整防水胶条内部未填满座浆料05

运输安装阶段风险与管控5.4座浆料问题

水平缝之间座浆不密实影响分析座浆缺失50%座浆无缺失05

运输安装阶段风险与管控5.4座浆料问题

水平缝之间座浆不密实影响分析没有座浆缺失的应力结果，最大压应力25.18MPa，满足设计要求。05

运输安装阶段风险与管控5.4座浆料问题•

考虑防水条设计要求，且防水条内部充满座浆料（相比于座浆料完全填充整个水平缝，该工况相当于座浆料缺失约10%）的应力计算结果。

水平缝之间座浆不密实影响分析•

灰色代表超出混凝土强度设计值的部分，灰色部分在混凝土厚度上占比约8%。•

最大压应力67.92MPa。05

运输安装阶段风险与管控5.4座浆料问题

水平缝之间座浆不密实影响分析•

座浆料缺失50%的应力计算结果。•

灰色代表超出混凝土强度设计值的部分，灰色部分在混凝土厚度上占比约30%。•

最大压应力207.92MPa。05

运输安装阶段风险与管控5.4座浆料问题

水平缝之间座浆不密实解决方案水平缝之间座浆不密实属于隐蔽工程，施工后如果存在缺失，检查和修复难度较大、费用较高。解决方案：

吊装施工时通过工艺质量控制，保证座浆密实，如：要求水平缝座浆要保证中间高两边低均匀涂抹，同时水平缝内外两侧都要有座浆溢出。05

运输安装阶段风险与管控5.5管控方案-首台安装监督

参与首台混凝土塔架现场拼装和吊装过程，确定首台混凝土塔架的拼装吊装过程是否有明显的问题，并将问题对拼装或吊装人员及现场监理交底，避免剩余混塔的拼装和吊装出现同样问题。

同时对后续机组的拼装和吊装工序的关键点进行明确，并协助业主要求监理人员按照关键点对后续混凝土塔架的拼装和吊装进行跟踪检查。现场吊装图现场拼装图06

运维阶段检测与维护6.1在运混塔检测检查内容外观检查•

重点检查其外观是否漏筋，掉块，掉漆等；对锚具和锚板、钢绞线外观质量检查检查范围裂缝检测•通过裂缝检测仪，对混凝土裂缝状态进行检测评估，包含裂缝长度、宽度及深度检测检查后修复混凝土强度检测检查比例•采用高强回弹仪，针对混凝土塔架进行强度检测钢筋排布检测•利用雷达及钢筋扫描仪，对混凝土塔架钢筋排布进行检测保护层厚度检测进行抽•采用超声方式，针对混凝土塔架保护层厚度进行检测水平缝座浆料密实度检测•

对于内外侧密实度情况，采用目视和塞尺方式检查•

对于内部密实度情况，采用超声方式确认是否存在内部空腔05

运维阶段检测与维护5.2座浆料问题检测通过三维传感器布置方案，阵列式激发、阵列式接收，各阵元发射的超声波在被测试件中干涉叠加形成一个新的波阵面，