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淺海潮汐帶風(fēng)場風(fēng)機平臺吹填砂施工李鋼幕山東電力建設(shè)第二工程公司摘 要 國電濰坊濱海風(fēng)電場一期工程風(fēng)機沿疏港路海邊布置，風(fēng)力資源豐富，但風(fēng)機位置處于海水潮汐處，海水較深，工程量大、施工難度大。為保證樁基礎(chǔ)及后續(xù)施工，根據(jù)工程特點本工程采用船作業(yè)吹填砂，為后續(xù)工作提供工作面。濰坊風(fēng)電項目作為公司第一個3.0MW淺海風(fēng)場項目，在此方面工作經(jīng)驗缺乏，本課題主要針對平臺吹填砂的一些施工方法進行介紹，以填補公司風(fēng)電領(lǐng)域吹填砂的空白，為以后的淺海風(fēng)場施工提供依據(jù)和參考。關(guān)鍵詞 淺海風(fēng)場； 測量；鋪排；吹填砂；引 言：風(fēng)力發(fā)電屬于新興技術(shù)，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)是朝陽產(chǎn)業(yè)，風(fēng)能資源是清潔的可再生能源,隨著時間的推移和科學(xué)技術(shù)的進步,風(fēng)能資源越來越受到重視并被廣泛開發(fā)和應(yīng)用。世界上很多國家,已充分認(rèn)識到風(fēng)電在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、緩解環(huán)境污染等方面的重要性,對風(fēng)電的開發(fā)給予了高度重視。在丹麥、德國、西班牙、瑞典等都在規(guī)劃較大的海上風(fēng)電項目，海上風(fēng)電必定是未來的風(fēng)電發(fā)展的主流趨勢，這是由于陸地上土地資源受限而且海上的風(fēng)速較陸地上大且穩(wěn)定，一般陸地上風(fēng)電場平均設(shè)備利用2000h，而在海上可達到3000h以上，同容量裝機要比陸地成本高，但發(fā)電量可以增加50%以上。風(fēng)機布置全貌一、工程概況國電濰坊濱海風(fēng)電場一期（48MW）工程,場址位于山東省濰坊市濱海開發(fā)區(qū)西北部約25km，西靠疏港路，東鄰濰坊港，交通便利。地貌類型屬于淺海灘涂地區(qū)，潮水水位高3m-6m。二、風(fēng)機施工平臺吹填砂 1.施工準(zhǔn)備在施工前準(zhǔn)備好船舶、排砂管、排水管、施工材料、GPS等，以確保施工連續(xù)。現(xiàn)場實地勘察，在吹填工程區(qū)域內(nèi)的拋石及其它障礙物進行機械清理。2.砂肋加筋軟體排施工（1）砂肋加筋軟體排形式確定 1）排布加強處理針對現(xiàn)場實際情況，參照傳統(tǒng)砂肋排加工情況，砂肋的直徑控制在30cm左右，排肋布置問距約150cm。加筋帶寬5cm、間距為1m，根據(jù)實際流速風(fēng)浪情況進行了兩端各加寬1m左右。加筋帶的縫制也相對其它施工項目保守，從排布受力均勻方面考慮按1m間距進行縫制，并通過計算選擇加筋帶的種類。軟體排垂直向下滑動的過程中，排體受到自身重力和水的浮力作用，卷排滾筒剎車停止，軟體排下滑時將會對軟體排產(chǎn)生一個附加動荷載。T=K(G+F+G)g式中T為每米寬上加筋帶的拉力(NM)；K為附加動力系數(shù)取值1.2；G為排體水上質(zhì)量(NM)；F為動水壓力的垂直方向分力N；G為排體在水面船體干舷高度的質(zhì)量(NM)；當(dāng)鋪排方向與水流方向呈一定角度時排體受力情況發(fā)生變化。2）排布選型基理 當(dāng)鋪排方向與水流方向相反呈一定角度9O。 180。，軟體排將受水流的頂托作用，當(dāng)流較小時動水壓力垂直向上方向分力N小于軟體排浮重時，軟體排每米寬上加筋帶的拉力比在靜水中小，隨流速增大，動水壓力垂直向上方向分力增大，當(dāng)增大至一定程度時動水壓力垂直向上方向分力大于軟體排浮重，軟體排將不能沉落水底，且當(dāng)流速達到一定程度也會出現(xiàn)撕排現(xiàn)象。因此盡量避免在水流速度大時，鋪排方向與水流方向相反。（2）砂肋加筋軟體排的鋪設(shè)1）施工要點 排布加工。單塊軟體排的制作長度L為垂直于引堤軸線按設(shè)計圖紙鋪設(shè)長度取值，富余量為0.8m；寬度B主要根據(jù)鋪排船的滾筒長度確定，本鋪排船為30m。制定尺寸后對軟體排鋪設(shè)位置進行里程編號。砂肋加工直徑為30cm，加工的砂肋袋長度要比軟體排的寬度長15m，因為考慮在排體兩側(cè)砂肋袋口綁扎，要有富裕長度。拋錨定位。在鋪排船上選擇適當(dāng)?shù)奈恢冒仓脙膳_GPS接收機天線。用全站儀測出GPS兩個天線與滑板前沿點與滾筒中點的相互關(guān)系。鋪排時GPS儀器輸出其天線的實時坐標(biāo)值，并輸入到電腦中。電腦根據(jù)設(shè)計坐標(biāo)，通過軟件在屏幕上顯示出施工區(qū)域與鋪排船的相互關(guān)系。計算機顯示施工船舶動態(tài)船位圖形，移船人員根據(jù)GPS定位軟件顯示鋪排位置，將鋪排船移動至鋪排起始位置，當(dāng)電腦顯示偏差值和位移值達到允許誤差范圍內(nèi)，表示施工船舶已經(jīng)到達設(shè)計位置。位置定好后，用起錨艇拖錨去適當(dāng)位置拋錨，要控制鋪排方向錨的錨位與鋪排方向夾角不超過70度，而且錨位不能拋在已鋪設(shè)好的軟體排上。卷排上滾筒。用吊機將排布吊至甲板上，操作工人在吊機協(xié)助下將排布展開，將排尾拉環(huán)和滾筒上鋼纜相系，啟動滾筒開關(guān)將排布自動卷入滾筒，直到排頭布平展在翻板前沿，關(guān)滾筒開關(guān)。在卷排期間，操作工人站在滾筒邊，用人力繃緊排布，使?jié)L筒上排布無皺折，平鋪在甲板和翻板上的排布，用人力拉平、拉直，防止排布皺折、收縮。 砂肋充灌。自航式運砂船從取砂地點抽砂運到沉排地點，靠在沉排船邊。充灌時用1臺22KW沖砂泵從運砂船上抽砂進行充灌。充灌時輔助以人力踩踏砂肋，使砂流暢通。充灌砂肋從一頭充灌，嚴(yán)禁雙向?qū)_。要注意砂水比和充填密實的程度，保證沙肋袋充盈率不小于80方能扎緊袋口。 放排與測量控制。排首三米范圍內(nèi)為砂肋加密區(qū)，且受波浪力影響較強，其定位至關(guān)重要。軟體排的鋪設(shè)考慮鋪排移船會將排布往鋪排方向帶動，因此其排頭在水下著地點位置應(yīng)比設(shè)計位置提前15m左右，排首下排時船位也將視海流方向與鋪排方向關(guān)系、流速、潮位具體而定。考慮的因素較多，因此前期鋪排有潛水員配合下確定 。 軟體排鋪設(shè)潛水員配合 軟體排鋪設(shè)中待首次要沉放的砂肋沖灌好后，根據(jù)定位軟件顯示的船體與排體的相對位置關(guān)系，調(diào)節(jié)主工作點、輔工作點與排頭線起點、終點位置，使其重合。在沉排過程中，根據(jù)定位軟件顯示的主工作點、輔工作點與排體設(shè)計邊線的位置關(guān)系，實時的調(diào)節(jié)船體，使偏差值在允許的范圍內(nèi)。上述定位方法的缺點是只能顯示滑板上的兩個工作點與排體設(shè)計位置的關(guān)系， 由于滑板兩個工作點間的距離始終不變，故此種方法只能顯示排體寬度不變的情況，反映不出排體的實際收縮。因此，在沉排過程中，采用背包GPS輔助定位軟件進行定位。在沉排時，將排體設(shè)計邊線的起點與終點的坐標(biāo)輸入手簿中，進行直線定向，這時手簿中就會顯示背包GPS所在點與排體設(shè)計邊線的關(guān)系，那么將背包GPS置于排體實際邊線，就可以顯示排體的收縮量。實際操作是直接用兩臺背包GPS在滑板的兩側(cè)進行直線定向，以實時調(diào)節(jié)船體，用定位軟件進行校核。首次沉排長度根據(jù)潮位、流速確定，本工程一般控制為5m左右。軟體排首次沉排后，船體位置保持不變，待下一次沉排時，船體同步移動。后續(xù)的每次放排以一個砂肋間距(1.5m)為準(zhǔn)，因為這樣工人操作可以形成循環(huán)作業(yè)，使整個過程不間斷，船體移動速度也與之相適應(yīng)。通過用背包GPS的直線定向模式確定工作點與設(shè)計排頭的距離(背包GPS有顯示)和實際沉排長度(因砂肋間距是一定的，由已沉放砂肋數(shù)量可知)做比較，控制排體沉放長度與移船距離是否相一致。循環(huán)作業(yè)，直至排體沉放結(jié)束。為確保排尾沉放準(zhǔn)確，沉放時，要用繩將丙綸加筋圈穿好，并在鋪排船上將繩的尾端固定好。如水深較大時，則要適當(dāng)增加加筋圈的個數(shù)以及尾繩的直徑，能確保尾部拉直。放完尾部時，要慢慢拉出尾繩，以免拉動或拉翻排尾。下排時的鋪排船船位，通過一段時間的數(shù)據(jù)收集，掌握一定的參數(shù)后可不需要潛水員配合，但水下鋪排質(zhì)量情況仍需潛水員探摸。3.大型充砂袋充填砂施工1）袋裝砂施工工藝流程放樣設(shè)標(biāo)袋體制作調(diào)整袋口、繼續(xù)充填下一只管袋袋體鋪設(shè)充填結(jié)束充砂灌袋2）袋體制作A袋體制作材料的選擇：根據(jù)設(shè)計要求，本工程充填袋采用高強度防老化土工織物380g/m2針刺復(fù)合布，由230g/m2防老化機織土工布+150g/m2無紡布針刺復(fù)合，抗拉強度不小于60Kn/m，伸長率小于20%。B袋體制作：充砂袋在加工場用工業(yè)縫紉機縫制而成，袋體尺寸以棱體斷面不同高度的寬度，加上退擋尺寸縫制，長度一般為20m左右，每個袋體視尺寸大小設(shè)置管口直徑20cm、長50cm的袋口48個。袋的縫合處和按頭處均需縫三道（先縫一道，折疊后再縫兩道），保證縫合牢固。C對于加工好的充砂管袋應(yīng)按現(xiàn)場鋪設(shè)方便的原則進行折疊，并用大紅漆標(biāo)上袋體的尺寸和袋布克重。D編織布以及管袋在制作、運輸、堆放、鋪設(shè)、充填時，注意保護，避免出現(xiàn)破損和老化等現(xiàn)象，袋體施工后，及時做好袋體保護工作，以免潮水沖淘袋體。砂袋鋪放2）充砂袋在大規(guī)模施工前，應(yīng)在灘地進行試充，當(dāng)取得一定經(jīng)驗后，如泥漿濃度、布袋尺寸、屏漿壓力、屏漿時間、固結(jié)速度和沉降率等，再全面施工。3）測量人員預(yù)先按照堤頂前沿線對袋體的位置進行放樣設(shè)標(biāo)，經(jīng)試充成功，在得到監(jiān)理同意后，由人工將袋體攤鋪就位，作好固定和管口的連接，然后開始充填。4）充填過程中及時調(diào)整輸泥管口的方向，以免被充袋體受力不均而導(dǎo)致移位。若袋體一次充填達不到理想厚度，則采用二次充填，并采用人工擾動以加速土的固結(jié)。在袋體逐步充滿時，注意對屏漿壓力的控制，以免袋體破裂。5）管袋施工時，應(yīng)注意分層錯縫堆疊，排列有序，無空隙，袋體平衡上升。每層袋體厚度控制在4050cm之間，每層袋體在瀉水完畢之前，不宜在其上部充填另一只袋體。 充砂袋排列6）袋裝砂在施工過程中，應(yīng)經(jīng)常對袋體進行檢查，如發(fā)現(xiàn)袋布有損壞處要及時在上面覆蓋一張編織布，用針縫合，以防土方流失。7）袋裝砂施工時，要掌握好每天的潮位情況，根據(jù)施工進度情況，合理安排每天的工作，低潮應(yīng)搶吹標(biāo)高較低的袋子，潮水較高時則吹填上上層袋子，以加快施工進度。 充砂吹填中8）吹填標(biāo)高要比設(shè)計標(biāo)高高出0.5m以上,以防止以后沉降，具體工程量以現(xiàn)場實際發(fā)生為準(zhǔn)。9）對吹填后的含水量較大的平臺進行機械降水后在其上部鋪壓0.5m厚石子，以保證大型機械進出及后續(xù)施工的連續(xù)。平臺吹填完畢4.注意事項1）吹填施工時，我單位的船舶、排砂管、排水管等施工設(shè)備不對航運、公路交通、電力通訊、碼頭或港口等設(shè)施的正常運行造成影響。2）吹填施工時，遵循有關(guān)國家和地方環(huán)境保護的有關(guān)法律和規(guī)定。3）吹填施工時，不對吹填區(qū)以外的農(nóng)田、農(nóng)舍、農(nóng)田水利設(shè)施等造成危害。4）在水上作業(yè)的船舶和其他設(shè)施應(yīng)嚴(yán)格遵循國家、地方、行業(yè)等有關(guān)部門頒發(fā)的水上作業(yè)、安全、停泊等規(guī)范、規(guī)程和規(guī)定。并主動向河流、航運管理部門和地方政府聯(lián)系和協(xié)調(diào)辦理必要的手續(xù)和證件。5）吹填時，應(yīng)設(shè)置2個或2個以上排泥區(qū)，輪流交替吹填。6）吹填平臺時，出泥口應(yīng)適時向前延伸或增加出泥支管，不應(yīng)相對固定；每次吹填層厚度不宜超0.5m，并應(yīng)分段間歇施工，分層吹填。7）在施工過程中，采取一切必要的措施，盡可能減少對河勢