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1、海上風電項目風機基礎施工方案一（三樁導管架方案）風機基礎采用三樁導管架組合式基礎結構型式，導管架基礎為導管架結合樁 基的結構。每臺風機基礎為三根鋼管樁，鋼管樁直徑為2.2m,樁長68.5m,單樁 重約105t；導管架采用鋼桁架結構，其上部為基礎段，下部的導管桁架為正三角 形的鋼桁架結構，各桿段采用焊接鋼管，每個導管架及附屬設施重約372to1.1鋼管樁、導管架制作企業選擇管樁與導管架均屬于大型鋼構件，如在工程現場進行加工，其加工質量難以 滿足要求，因此可考慮：1）鋼管樁與導管架均選擇響水縣及周邊區域內的大型 鋼結構工廠進行卷制、焊接，2）鋼管樁與導管架均屬特殊型號與尺寸的大型鋼 構件，陸路運輸2、受公路運輸條件限制，選擇位于陳家港附近并具備大型鋼結構裝 船的能力。江蘇宏銘船舶有限公司位于江蘇省鹽城市響水縣陳家港沿海經濟區，總面積 約2450畝，岸線長約2000米，地處陳家港鎮以北3公里的灌河東岸，以船舶制造 為龍頭、船舶修理作輔助、鋼結構加工是核心。具備本工程的需要的鋼結構制造 及裝船基地。江蘇海豐造船有限公司是在浙江海豐和浙江方圓造船有限公司的基礎上建 立的一家新興的股份制船舶修造企業，公司座落于江蘇響水陳家港港區，占地總 面積1200畝，建筑面積達400畝，岸線長度1100米。具備本工程的需要的鋼結構 制造及裝船基地。具備本工程的需要的鋼結構制造及裝船基地。我方擬選用這兩家船廠作為3、本項目導管架和鋼管樁的成品供貨商。1.2設備配置表表4.1導管架基礎施工設備配置表序號設備名稱單位數量用途備注11000t起重船艘1吊放導管架租賃2打樁船艘1鋼管樁沉樁自有35000t平板駁艘2鋼管樁、基礎導管架運輸自有41000t平板駁艘1拋填袋裝碎石自有5混凝土攪拌船艘1灌漿自有6輔助作業船1艘2混凝土物料運輸自有7輔助作業船2艘1配合基礎導管架安裝和灌漿自有83000HP拖輪艘1拖運施工船租賃92000HP拖輪艘2拖運施工船自有10拋錨艇艘2施工船拋錨自有11交通艇艘5接送施工人員租賃1.3 施工流程為保證基礎施工的可行性，根據基礎的型式，采用先安放導管架后施打鋼管 樁方案。三樁導管架基4、礎施工流程如下：圖4.1導管架基礎施工流程導管架與鋼管樁的運輸導管架采用定型鋼板螺旋法卷制，自動埋弧焊焊接而成，基礎底部的導管采用定型鋼管加工而成。導管架各部分組件在陸地上進行防腐處理后，利用船廠的 出運碼頭，采用船廠現有的200t起重機吊裝到5000t甲板駁上進行組裝成成品，并 進行臨時加固措施，而后用2000HP拖輪拖運至施工現場。在導管架裝船運輸前，要對所有灌漿管線進行壓力試驗。灌漿管線段先在地 面上進行預試壓。當所有灌漿管線焊接到導管架上之后，對整個系統進行試壓。鋼管樁采用定型鋼板螺旋法卷制，自動埋弧焊焊接而成。鋼管樁在陸地上進 行防腐處理后，利用船廠的出運碼頭，采用船廠現有的200t5、起重機吊裝到5000t甲 板駁上，用2000HP拖輪拖運至施工現場。鋼管樁運輸過程中，支點必須滿足兩點法的位置（支點距離樁端0.207L）處， 并墊以楔形木，防止滾動，保證層與層間墊木與樁端的距離相等。甲板駁甲板設 置墊枕，并保持同一平面。海上沉輔助樁由于海床底部為淤泥，為保證導管架安放水平，首先打輔助樁，然后在輔助 樁上面安放輔助平臺，再安放導管架。每個導管架需要施打輔助樁（鋼管樁）4根，樁位布置在導管架位置下部， 樁頂控制在泥面附近并盡量保持在同一個高程。輔助樁采用葛洲壩打樁船施打, 沉樁施工流程如下：取 、吊、立樁入龍口移船就位調整龍口垂直度（或斜度）V沉樁復核樁偏位、調整船機龍口V壓錘6、定位、收緊纜繩Z*調整偏位 、錘擊沉樁A沉樁記錄起錘和替打NiZ移船取樁圖4.2海上沉輔助樁施工施工流程沉樁船的錨纜布置根據施工現場的地形、水深、風向、土質、障礙物和船舶性能等具體情況, 進行錨纜的布置，在船的兩側分別拋八字錨，前后設中心錨纜，水上錨纜的長度 大于150m,其與船身的縱橫軸線的夾角應分別控制在20度內，同時布設的錨纜 與己沉的樁保持一定的距離，防止碰樁。在沉樁前進行錨位的試拉，以便確保錨 纜力滿足施工要求。吊樁、運樁鋼管樁用甲板駁運輸，采用捆樁、二點吊樁工藝。樁尖吊樁扣(p44mm樁頂吊樁扣(p44mm大配扣捆樁扣捆樁扣穩樁扣0.207L0.207L0.586L0.207L圖47、.3鋼管樁吊樁工藝圖樁定位在岸上設置RTK基準站，在打樁船配備的三臺RTK移動站，與船體和樁架傾角 檢測組件、錘擊檢測組件、激光測距儀、樁頂標高檢測組件、單片機數據采集、 A/D轉換、接口擴充、系統供電電源、微機及測控軟件等部分一起組成打樁定位 系統，進行海上沉樁精確定位。沉樁控制及技術要求沉樁以貫入度控制為主，樁頂標高為作校核。當出現貫入度達到規范要求但 樁頂標高高出設計標高lm以上時應通知設計人員解決。正式沉樁前，會同設計、業主、監理商定選擇有代表性的樁位進行試打樁, 通過試樁校驗打入樁設備的技術性能、工藝參數及其技術措施的適宜性，為正式 沉樁提供確切終錘依據。鋼管樁沉樁技術要求如下：(18、) 開始沉樁時用自重小沉，待樁身有足夠的穩定性后，再采用正常錘擊 沉樁，要求“重錘慢打。(2) 錘、替打和樁在沉樁的時候，其軸線應保持在一條直線，以免偏擊和 蹩勁沉樁。(3) 在自沉或壓上錘和替打后，為糾正偏位，只能“微”調船位和龍口，以免 過大的調整而造成樁的斷、裂。(4) 水位變化時時，應隨水位的漲、落適時松、緊錨纜，以保持船位不變 和防止個別錨纜受力過大。(5) 沉樁記錄要準確反映停錘時前幾陣的貫入度和錘擊的反跳高度。(6) 沉樁應連續，不要中途停錘，以免土體恢復而增加其對沉樁的阻力。(7) 根據起吊錘和替打前、后測量的樁的偏位值，減去定位時偏差和因樁 身(斜樁)自重產生的下垂撓度值，估9、驗是否蹩勁沉樁，給后續沉樁提出警惕。(8) 如風力大于6級、波高大于0.5m或水流流速大于1.25m/s,應停止沉樁 作業。(9) 定期更換錘墊和樁墊，以免因過于擊實，使樁承受過大的錘擊力。沉樁過程(1) 沉樁作業前檢查管樁的質量，檢查合格證，核對樁長、樁型，防止拿 錯樁。沉樁船吊樁就位入龍口時，應掌握水深情況，防止樁尖觸及泥面，使樁身 折裂。在直樁下樁過程中，樁架應保持垂直；斜樁下樁過程中，樁架應與樁的設 計傾斜度一致。(2) 在錘擊沉樁時，樁錘、替打和樁宜保持在同一軸線上，替打應保持平 整，避免產生偏心錘擊；當船行波浪影響沉樁船穩定時，宜暫停錘擊；施工中應 防止背板蹩樁，防止走錨。加強對沉10、樁施工過程的觀測，對施工中出現的異常現 象，作好記錄，并查明異常現象的原因，采取相應的有效措施。根據設計要求進 行沉樁貫入度與樁頂標高的控制，沉樁完成時應及時進行夾樁，以便樁基形成一 個整體，并進行沉樁偏位的測量。(3) 沉樁過程中嚴格按規范要求進行，控制好沉樁的施工質量，并與監理商定作動力檢測的樁位及數量，及時進行檢測。圖4.4葛洲壩集團第工程公司鋼管樁施工設備輔助平臺施工輔助樁打好后，開始安裝輔助平臺。輔助平臺為35mx35m的鋼板，平臺下部 為型鋼支架，滿足鋼構架安故的要求，平臺留出3個空位方便今后打2.2m直徑鋼 管樁。平臺下部設置凸塊定位鍵。輔助平臺用甲板駁運輸，采用潛水班組配合lO11、OOt起重船鋪放。輔助平臺安 放在輔助樁樁頂上部，由潛水班組指揮、配合起重船將凸塊定位鍵對準輔助樁上 部開口部安放，保證平臺不能隨便移動。安裝導管架基礎導管架由lOOOt起重船進行安裝。起重船駐位于待安裝位置上，裝運導 管架的駁船由拖輪拖至現場，停泊在起重船的一側，起重船起吊導管架進行安裝 作業。導管架采用三點起吊（如下圖所示）。圖4.5導管架三點吊裝示意圖導管架由起重船直接起吊安放，導管架下部設置防沉板與所鋪輔助平臺接觸, 防止導管架箍工期間受水流過大影響而偏斜，安放時注意準確定位，保證導管架 的水平安放。導管架安裝后拋重物壓重，一方面防止導管架受水流作業漂移，另一方面對 導管翹起部位壓重可12、以進行調平，并立即在導管架四周采取臨時加固措施。鋼管樁沉樁導管架安裝后盡早施打鋼管樁，以確保導管架在波浪和水流作用下的安全。 鋼管樁沉樁采用葛洲壩打樁船，該船架高93.5m,可施打最大樁徑為3m、樁重120t、 樁長80m+水深的超大管樁，可以滿足本工程沉樁需要。沉樁選用D180型柴油打 樁錘施打。(1) 施工船舶駐位沉樁前，打樁船由拖輪拖至樁位附近，8根錨纜按設計位置由起錨艇配合進 行全方位拋錨，打樁船就位后，5000t運樁甲板駁停靠在打樁船的一側。(2) 立樁及沉樁鋼管樁共設6個吊點，立樁后采用4點吊，根據起吊受力計算結果進行吊索具 的配置。打樁船的主鉤頭在自身船上吊機的協助下起吊鋼管樁，13、在潛水班組的配 合下，根據設置在導管架鋼套管內的臨時導向標志將鋼管樁沉入導管架鋼套管內。 而后沿導樁架滑動柴油打樁錘，將其套在鋼管樁頂部，然后進行錘擊沉樁，在鋼 管樁頂部接近水面時，在鋼管樁頂部安裝替打鋼管再錘擊，直至完成該樁的施打 過程。如此，再進行下一根樁的沉樁施工。沉樁采用雙控標準，以貫入度作控制，標高作為校核。當出現貫入度達到規 范要求但樁頂標高高出設計標高lm以上時應通知設計人員解決。正式沉樁前，會同設計、業主、監理商定選擇有代表性的樁位進行試打樁， 通過試樁校驗打入樁設備的技術性能、工藝參數及其技術措施的適宜性，為正式 沉樁提供確切終錘依據。鋼管樁中軸線和打樁錘中軸線應當保持一致，14、防止施打時鋼管樁在鋼套管內 發生水平位移引起導管架變形和樁無法下沉的情況。其他沉樁工藝與輔助樁沉樁工藝相同，在此不再累述。注漿施工導管架灌漿系統包括封隔器組合件、灌漿管線和封隔器氣脹控制管線等部件。 導管架每個樁腿套管外側設置有灌漿管，套管底部設置灌漿封隔器件。灌漿要通 過在樁與套管之間的環向空間灌注水泥漿，為保證灌漿的均勻性和可靠性，每個 樁導管上均有主、副2套灌漿孔，主灌漿孔在正常狀態下使用，副灌漿孔為應急 備用灌漿孔。上部結構水平度初步調整到位后，潛水員在水下將注漿管與套管下部的注漿 孔進行連接，通過灌漿管對套管和樁之間的環型空間進行灌漿填充，灌漿作業采 取由下至上的方向進行灌漿，待灌漿15、強度滿足設計要求后在樁頂和套管頂部進行 焊接連接。鋼套筒與鋼管樁相連接部位之間的水泥灌漿采用混凝土攪拌船拌制，由高壓 泵泵送。壓力灌漿采用灌漿泵進行施工，潛水員在水下配合作業。灌漿施工前應 進原材料檢驗和配合比設計，并進行抗剪試驗和典型施工，保證注漿質量和連接 部位間距滿足設計要求。整個基礎固定牢固以后，將基礎頂部圓筒頂面刨平，使基礎頂面水平度滿足 設備安裝要求，然后將基礎底法蘭焊接到圓筒頂面。安裝上部附件 基礎防沖刷處理安裝上部連接件之前對導管架豎向鋼管頂部進行修平處理，保證上部連接件 及法蘭的安裝時水平的。靠船構件采用打樁船配合人工安裝。在導管架安裝好并施工完后對基礎進行防沖處理，鋪筑高強土工網袋裝碎石。 袋裝碎石在陸上裝袋后裝在lOOOt自航甲板駁上運輸到現場，人工順流槽往下拋 填，拋填時設專人指揮移船、測量水深，潛水員水下配合控制拋填均勻和拋填面 的標高，使碎石面平整。1.4工效分析每臺機位的基礎施工周期為：導管架施工2天，鋼管樁沉放1.5天，共計3.5天。 100臺風機基礎施工時間需3.5x100=350天，基礎施工工期約24個月。前后機位的 施工可考慮一定的交叉時間。