一种岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法与流程

本发明涉及一种拉线型测风塔快速施工方法，特别是一种岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法。

背景技术：

近年来，随着新能源行业的蓬勃发展，全球电力行业对风能资源的关注日渐增加，风力发电也应运而生。各国政府、企业以及风电开发商均开始投资兴建测风塔，为将来风电场的投资建设获取第一手风能资料。

测风塔是一种钢架式的塔体结构，分为自立塔和拉线型桁架塔，由于成本等因素限制，拉线型桁架式测风塔应用较为普遍。

目前国内拉线型测风塔高度普遍为70m～120m，均为三个方向上设置拉线，每个方向上设置3～5个测风塔拉线坑(拉线坑数量随着测风塔高度增加而增加)。测风塔示意图如图3所示。拉线型桁架测风塔主要是通过塔体三个方向上的拉线固定住塔体从而确保相应的测风设备完成相关的气象观测工作，两方向的拉线之间约120°设置。拉线起到关键受力作用，因受山顶岩石、溶洞等地质条件的影响，国内许多具备开发价值的区域未能快速、安全的建立测风塔完成相应的测风工作，特别是我国西南部卡斯特地貌区域此现象尤为明显，这在一定程度上也减缓了新能源发展速度。

每座测风塔主塔基础为1个，拉线坑基础为9～15个(测风塔高度不同拉线坑基础数量也不同)，测风塔传统建塔顺序依次为：1.基础挖坑以及塔架运输(基础预埋件一般和塔架同时配送)；2.基础混泥土浇筑及凝固，施工完毕的基础结构如附图4所示；3.塔架安装；4.测风设备安装及调试五个阶段。

测风塔一般安装在山顶上，对于岩石地质条件下的测风塔，进行基础挖坑过程中，主要难度在于岩体的破碎，其基础施工难度极大，施工周期较长，约需35～40天，绝大部分的时间都用于岩体破碎上。而且施工成本较高，施工周期越长，施工风险系数越高。再者岩石上采用传统的建塔方式(基础混泥土浇筑)对测风塔的稳定性也有一定负面影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提出一种岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法。该方法不仅对测风塔的稳定性不造成负面影响，且能够节约成本，缩短工期，提高了岩石地质条件下测风塔的施工水平。此外，主塔基础和拉线坑基础采用钢筋植入方式对于地表植被的破坏几乎为零，且后续测风塔的拆移也比较便利。

本发明的技术方案：一种岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法，包括有以下步骤：

a.塔架构件运输到位前，根据设计图纸确认主塔基础以及各个拉线坑基础的位置，然后对主塔基础以及拉线坑基础的岩体进行钻孔，并向拉线坑基础的钻孔中植入拉线连接钢筋，拉线连接钢筋一端外露出地面；

b.塔架构件运输到位后对其进行安装，首先使用塔基圆盘固定钢筋穿过塔基圆盘后植入至主塔基础的钻孔中，将塔基圆盘固定在主塔基础上，然后施作主塔构件以及每一条拉线，拉线的一端套接在地面外部的拉线连接钢筋；

c.拉线安装完成后，进行测风设备的安装以及调试即可。

前述的岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法中，步骤a中，钻孔深度为30～40cm。

前述的岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法中，步骤a中，拉线坑基础的岩体钻孔过程中为斜向钻孔，植入拉线连接钢筋后，拉线连接钢筋与拉线保持垂直状态。

前述的岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法中，所述拉线连接钢筋外露出地面的端部为向下弯折的锐角。

前述的岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法中，拉线连接钢筋和塔基圆盘固定钢筋植入钻孔过程中，向钻孔中注射胶水。

前述的岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法中，每一个拉线基础植入两根以上的拉线连接钢筋时，相邻两根拉线连接钢筋的直径≥20cm。

前述的岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法中，所述拉线连接钢筋直径为1.5～2.5cm。

前述的岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法中，所述步骤b中，塔基圆盘使用3根塔基圆盘固定钢筋进行固定，相邻2根塔基圆盘固定钢筋直径呈120°布置。

前述的岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法中，所述步骤a具体包括有以下步骤：

a1:主塔基础位置的确认：对于裸露的岩体，选择相对平整的岩体作为主塔基础的位置；对于表层覆盖有泥土的地方，首先去除表层泥土，使岩体裸露，然后选择相对平整的岩体作为主塔基础的位置；

a2:主塔基础钻孔：使用工具将岩体切削、打磨平整，接着对主塔基础的岩体进行钻孔；

a3:各拉线坑基础位置的确认：根据主塔基础各钻孔的位置，即可确认主塔基础的中心位置，根据中心位置确认各个拉线坑基础位置；

a4:拉线坑基础钻孔：根据确认的各个拉线坑基础位置，对其进行钻孔作业，并植入拉线连接钢筋。

前述的岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法中，所述步骤a4中，若确认的拉线坑基础处无岩体，则对其进行挖坑作业，然后浇筑混凝土，浇筑混凝土的同时预埋拉线连接钢筋。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的施工方法中，把传统的基础混凝土浇筑变成在岩石上打孔植入钢筋，用于主塔基座和拉线的固定。较之传统建塔方法，本方法建塔流程缩短为3阶段：1.基础打孔、植入拉线连接钢筋以及塔架运输；2.塔架安装；3.测风设备安装及调试三个阶段。其中，第1阶段需7～10天，第2阶段需2～3天，第4阶段需1天，共计需10～14天左右。较之传统工艺，本方法施工过程中，不需要对岩体基础进行开挖，只需进行钻孔即可，极大地减小了工作量，在塔架运输过程中，有足够充足的时间完成岩体钻孔工作。从而使得整体施工时间大幅度缩短，降低了施工风险。而且能够节约成本，提高了岩石地质条件下测风塔的施工水平。此外，塔基基础和拉线坑基础采用钢筋植入方式对于地表植被的破坏几乎为零，且后续测风塔的拆移也比较便利。

附图说明

附图1为主塔基基础施工图；

附图2为拉线坑基础施工图；

附图3为测风塔的结构示意图；

附图4为现有基础结构示意图。

附图标记：1-拉线连接钢筋，2-塔基圆盘固定钢筋，3-塔基圆盘，4-拉线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例：一种岩石地质条件下的拉线型测风塔快速施工方法，如附图1-3所示，包括有以下步骤：

a.塔架构件运输到位前，首先根据设计图纸确认主塔基础以及各方向的各个拉线坑基础的位置，然后对主塔基础以及拉线坑基础的岩体进行钻孔，并向拉线坑基础的钻孔中植入拉线连接钢筋1，使得拉线连接钢筋1一端外露出地面一段距离；

b.塔架构件运输到位后开始对其进行安装，首先进行塔基圆盘3的固定。使用塔基圆盘固定钢筋2穿过塔基圆盘3后植入至主塔基础的钻孔中，从而将塔基圆盘3固定在主塔基础上。然后在塔基圆盘3上安装塔体构件，塔体构件安装完毕后，施作主塔构件以及每一条拉线4，拉线4的一端套接在地面外部的拉线连接钢筋1上。

c.拉线安装完成后，进行测风设备的安装以及调试即可。

步骤a中，主塔基础和拉线坑基础的钻孔深度为30～40cm，保证拉线连接钢筋1和塔基圆盘固定钢筋2与岩体连接牢固，从而使得塔架结构稳定。随着测风塔高度的增加，钻孔深度也随着增大。

步骤a中，拉线坑基础的岩体钻孔过程中为斜向钻孔，植入拉线连接钢筋1后，拉线连接钢筋1与拉线4保持垂直状态。这样才能使拉线4与拉线连接钢筋1受力最大化，避免拉线连接钢筋1因为受到测风塔的摆动等外力而拔出。

所述拉线连接钢筋1外露出地面的端部为向下弯折的锐角。防止拉线4受力过大引起滑动从拉线连接钢筋1上脱落下来。

拉线连接钢筋和塔基圆盘固定钢筋植入钻孔过程中，向钻孔中注射胶水。从而确保基础的稳定性，如注射环氧型植筋胶等。

每一个拉线基础植入两根以上的拉线连接钢筋时，相邻两根拉线连接钢筋的直径≥20cm。间距不能过小，过小容易导致钻孔过程中岩石破裂。为保证测风塔及及其拉线4的稳定性，主塔基础和拉线坑基础原则上采用三角式植入3颗固定钢筋，也可根据实际情况增减固定钢筋的数量。

所述拉线连接钢筋1直径为1.5～2.5cm，该范围内的普通钢筋即可提供足够的抗拉强度。而塔基圆盘固定钢筋2的直径相对要大一些，才能保证主塔结构的稳定。

所述步骤b中，塔基圆盘使用3根塔基圆盘固定钢筋进行固定，相邻2根塔基圆盘固定钢筋直径呈120°布置，保证主塔结构的稳定。

所述步骤a具体包括有以下步骤：

a1:主塔基础位置的确认：对于裸露的岩体，应选择相对平整的岩体作为主塔基础的位置，因为塔基圆盘3要固定在平整的基础上；对于表层覆盖有泥土的地方，首先去除表层泥土，使岩体裸露，观察地表情况后，选择相对平整的岩体作为主塔基础的位置；

a2:主塔基础钻孔：地表岩体本身不可能是光洁、平整的，因此需要使用工具将岩体切削、打磨平整，接着对主塔基础的岩体进行钻孔；

a3:各拉线坑基础位置的确认：根据主塔基础各钻孔的位置，即可确认主塔基础的中心位置，根据中心位置确认各个拉线坑基础位置；

a4:拉线坑基础钻孔：根据确认的各个拉线坑基础位置，对其进行钻孔作业，并植入拉线连接钢筋1。

所述步骤a4中，若确认的拉线坑基础处无岩体，则对其进行挖坑作业，然后浇筑混凝土，浇筑混凝土的同时预埋拉线连接钢筋1。