上海東海大橋海上風(fēng)電工程施工方案

上海東海大橋海上風(fēng)電工程施工方案ShanghaiDonghaiBridgeoffshorewindpowerprojectconstructionplan1.ProjectOverviewTheShanghaiDonghaiBridgeoffshorewindpowerprojectislocatedontheEastChinaSeaoutsideNanhui,Shanghai.Thepre-feasibilityreportproposestheinstallationof50windturbineswithamaximumcapacityof3600KWeach.ThewindturbinesarearrangedparalleltotheDonghaiBridge,with4rowsontheeastsideand2rowsonthewestside,withanorth-southspacingof600mandaneast-westspacingof800m.Theconstructionoftheoffshorewindpowerprojectcanbedividedintotwomainparts:foundationconstructionandwindturbineinstallation.1.1FoundationConstruction1.1.1SinglePileScheme1.1.1.1SteelpipepilefoundationThewindturbinefoundationisasinglelarge-diametersteelpipepilewithadiameterof4.8m,awallthicknessof45mm,alengthof50m,andaweightof282.3t.Thetopelevationofthesteelpipepileis+3.0m,thebottomelevationis-47m,andthemudsurfaceelevationisapproximately-10.0m.Thesoillayersthatthesteelpipepilepassesthroughfromtoptobottomare:4.6mthickgraysilt,7.9mthickgraysiltclay,4.6mthickgrayclay,and9mthicklayer7-1地基護(hù)面是為了防止樁周泥面沖刷，需要在樁周半徑為15m的范圍內(nèi)拋填1m厚塊石護(hù)面，每臺(tái)海上風(fēng)機(jī)拋填塊石護(hù)面的工程量約為700m3。多樁方案采用高樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)，每臺(tái)海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)為9根直徑為1.2m的鋼管樁，中心處1根為直樁，周邊8根為6∶1斜樁，長(zhǎng)度46m，鋼管樁頂標(biāo)高為+2.5m。樁周泥面則需拋填2m厚高強(qiáng)土工網(wǎng)袋裝碎石護(hù)面，每臺(tái)海上風(fēng)機(jī)護(hù)面的工程量約為600m3。承臺(tái)為現(xiàn)澆C40鋼筋混凝土園柱形結(jié)構(gòu)，底標(biāo)高為+1.3m，直徑為14m，高3.7m，頂表面為直徑15m球體。海上風(fēng)機(jī)在+8.0m標(biāo)高處有一操作平臺(tái)，操作平臺(tái)以下部分為海上風(fēng)機(jī)的底座連接件；塔架高度為80m，塔架頂標(biāo)高+88m，可分節(jié)進(jìn)行安裝，采用內(nèi)法蘭連接；標(biāo)高+88m以上安裝風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)由機(jī)艙、輪轂和3片葉片組成?；A(chǔ)施工方案分為單樁方案和多樁方案。單樁方案的施工順序?yàn)椋憾ㄎ获g拋錨就位→500t起重船拋錨駐位→運(yùn)樁駁拋錨駐位→500t起重船吊樁順導(dǎo)向定位架將樁插入泥面→500t起重船吊液壓打樁錘和替打置于樁頂→錘擊沉樁至設(shè)計(jì)標(biāo)高→500t起重船安裝連接件→安裝風(fēng)機(jī)后拋填塊石護(hù)面。施打鋼管樁采用二條2000t方駁運(yùn)樁、一條2000t方駁定位、500t起重船吊S-1000型液壓打樁錘錘擊沉樁的施工工藝。2000t運(yùn)樁方駁每駁可裝4根鋼管樁和4個(gè)風(fēng)機(jī)底座連接件，由2640HP拖輪拖至沉樁現(xiàn)場(chǎng)。在2000t定位方駁上設(shè)有定位導(dǎo)向架、RTK-DGPS衛(wèi)星定位儀、液壓打樁錘和動(dòng)力站等設(shè)備。項(xiàng)目總長(zhǎng)（m）型寬（m）型深（m）滿(mǎn)載吃水（m）空載吃水（m）單位1000t方駁55.4014.003.303.101.80t2000t方駁62.2018.603.602.551.56t3000t方駁72.0019.054.303.102.02t500t起重船60.3026.005.003.803.20起主鉤副鉤索具鉤重量（t）250×210010×2/53水上吊高（m）舷外吊距（m）60.0030.00液壓打樁錘S-1000型液壓打樁錘由動(dòng)力站和液壓打樁錘體兩大部分組成，動(dòng)力站由柴油機(jī)、空壓機(jī)和液壓泵等組成。該打樁錘的技術(shù)性能詳見(jiàn)下表：S-1000型液壓打樁錘技術(shù)性能表最大錘擊能（knm）1000最小錘擊能（knm）40工作壓力（bar）280液壓油流量（L/min）2800裝機(jī)功率（kw）1700液壓油管（mm）100外徑（mm）1520錘長(zhǎng)（mm）13280錘擊頻率（擊/分）45重量（t）錘膽2.1錘體3施工方法施工船舶駐位：沉樁前，2000t定位方駁、2000t運(yùn)樁方駁和500t起重船分別由2640HP拖輪拖至樁位附近，起錨艇配合進(jìn)行拋錨駐位，定位方駁由RTK-DGPS衛(wèi)星定位儀精確定位后收緊錨纜。吊樁及立樁：鋼管樁上端對(duì)稱(chēng)焊接二個(gè)吊耳板，下端焊接一個(gè)吊耳板。吊樁時(shí)先由500t起重船的一個(gè)主鉤和一個(gè)副鉤將鋼管樁從運(yùn)樁方駁上水平吊起至一定高度（見(jiàn)立樁過(guò)程示意圖步驟1），通過(guò)收放錨纜移動(dòng)500t起重船至樁位附近，然后起主鉤、落副鉤，使鋼管樁由水平狀態(tài)變?yōu)閮A斜狀態(tài)（見(jiàn)立樁過(guò)程示意圖步驟2）。當(dāng)鋼管樁接近豎直狀態(tài)時(shí)，完全松開(kāi)副鉤（見(jiàn)立樁過(guò)程示意圖步驟3），由鋼管樁上端的二個(gè)主鉤吊樁，并通過(guò)調(diào)整二個(gè)主鉤，使鋼管樁處于豎直狀態(tài)（見(jiàn)立樁過(guò)程示意圖步驟4）。裝運(yùn)塊石、拖運(yùn)方駁以及接送施工人員是風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)中必不可少的工作。對(duì)于每臺(tái)機(jī)位，需要拋填護(hù)面塊石約700平方米，需要裝2駁，每天拋填一航次，因此需要2天完成。每臺(tái)機(jī)位的施工周期為拋填護(hù)面塊石2天，風(fēng)浪天影響2天，共計(jì)4天。50臺(tái)風(fēng)機(jī)共需4×50=200天。在多樁方案中，施工順序?yàn)樗洗蜾摴軜?、鋼管樁夾樁、拋填高強(qiáng)土工網(wǎng)袋裝碎石、吊裝鋼套箱、鋼套箱底板封孔、澆注封底混凝土以及拆除鋼套箱。水上打鋼管樁采用常規(guī)的海上打樁工藝，由打樁船配S280液壓打樁錘或D150柴油打樁錘施工。每駁可裝18根鋼管樁。每臺(tái)機(jī)位的施工周期為施工船舶拋錨駐位1天，水上打鋼管樁3天，風(fēng)浪天影響3天，共計(jì)6天。50臺(tái)風(fēng)機(jī)共需6×50=300天。拋填高強(qiáng)土工網(wǎng)袋裝碎石在陸上裝袋后裝在600t自航駁上運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，人工順溜槽往下拋填。拋填袋裝碎石可在承臺(tái)施工期間進(jìn)行施工，因此占用工期。承臺(tái)施工采用鋼套箱、封底混凝土工藝。每臺(tái)機(jī)位沉樁后，先用型鋼進(jìn)行夾樁，在夾樁上搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)，用氣焊切割樁頭，并在樁頂焊接短柱。然后將拼裝好的鋼套箱整體吊安在樁頂上，并在鋼套箱與鋼管樁之間加固固定，鋼套箱底板開(kāi)孔與鋼管樁之間用封孔板密封，然后澆注封底混凝土。封底混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將鋼套箱內(nèi)的水抽干，在鋼套箱內(nèi)綁扎鋼筋后，澆注承臺(tái)混凝土。施工船機(jī)配置包括打樁船、2000t方駁、4000HP拖輪、1670HP拖輪、拋錨艇以及交通艇。每臺(tái)機(jī)位需要不同數(shù)量的施工船機(jī)來(lái)完成不同的任務(wù)，如吊裝鋼套箱、配合鋼筋、安裝鋼套箱、澆注混凝土等。本文介紹了7000噸浮船塢安裝海上風(fēng)機(jī)的施工方案。首先，施工船舶需要組裝運(yùn)輸和鋼套箱，以及拖運(yùn)施工船舶和接送施工人員。其次，工效分析表明每個(gè)承臺(tái)的施工周期為30天，如果同時(shí)開(kāi)5個(gè)作業(yè)面，則平均6天可完成一個(gè)承臺(tái)，50臺(tái)風(fēng)機(jī)共需300天。接下來(lái)，介紹了浮船塢安裝風(fēng)機(jī)的思路，即利用浮船塢作為吊裝風(fēng)機(jī)的作業(yè)平臺(tái)，使用750噸履帶吊機(jī)進(jìn)行吊裝。7000噸浮船塢的技術(shù)性能和作業(yè)海況條件也得到了詳細(xì)說(shuō)明。為了滿(mǎn)足吊裝風(fēng)機(jī)的要求，需要對(duì)浮船塢進(jìn)行加固改造，包括改造船艙、抬高甲板面、更換錨機(jī)以及安裝履帶吊機(jī)等。最后，為防止淤泥的吸附力導(dǎo)致浮船塢座底后起浮困難和沿岸流引起淤泥被沖刷，需要在浮船塢外側(cè)鋪設(shè)砂肋軟體排進(jìn)行防沖刷保護(hù)。施工方法為利用浮船塢作為作業(yè)平臺(tái)，使用750噸履帶吊機(jī)進(jìn)行吊裝。在海上安裝風(fēng)機(jī)時(shí)，惡劣的天氣和海浪可能會(huì)影響安裝精度。為了提高安裝精度，需要先進(jìn)行風(fēng)機(jī)組裝。風(fēng)機(jī)組裝是在掩護(hù)條件良好、風(fēng)浪較小的港池內(nèi)進(jìn)行的。組裝過(guò)程中，使用了2000噸方駁和500噸履帶吊機(jī)組成的方駁吊機(jī)組，將風(fēng)機(jī)的30米長(zhǎng)塔架、機(jī)艙、輪轂和三片葉片組裝在一