上海東海大橋海上風電工程施工方案

上海東海大橋海上風電工程施工方案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厚塊石護面，每臺海上風機拋填塊石護面的工程量約為700m3。多樁方案采用高樁承臺結(jié)構(gòu)，每臺海上風機基礎為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，長度46m，鋼管樁頂標高為+2.5m。樁周泥面則需拋填2m厚高強土工網(wǎng)袋裝碎石護面，每臺海上風機護面的工程量約為600m3。承臺為現(xiàn)澆C40鋼筋混凝土園柱形結(jié)構(gòu)，底標高為+1.3m，直徑為14m，高3.7m，頂表面為直徑15m球體。海上風機在+8.0m標高處有一操作平臺，操作平臺以下部分為海上風機的底座連接件；塔架高度為80m，塔架頂標高+88m，可分節(jié)進行安裝，采用內(nèi)法蘭連接；標高+88m以上安裝風機，風機由機艙、輪轂和3片葉片組成?；A施工方案分為單樁方案和多樁方案。單樁方案的施工順序為：定位駁拋錨就位→500t起重船拋錨駐位→運樁駁拋錨駐位→500t起重船吊樁順導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→錘擊沉樁至設計標高→500t起重船安裝連接件→安裝風機后拋填塊石護面。施打鋼管樁采用二條2000t方駁運樁、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運樁方駁每駁可裝4根鋼管樁和4個風機底座連接件，由2640HP拖輪拖至沉樁現(xiàn)場。在2000t定位方駁上設有定位導向架、RTK-DGPS衛(wèi)星定位儀、液壓打樁錘和動力站等設備。項目總長（m）型寬（m）型深（m）滿載吃水（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型液壓打樁錘由動力站和液壓打樁錘體兩大部分組成，動力站由柴油機、空壓機和液壓泵等組成。該打樁錘的技術(shù)性能詳見下表：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裝機功率（kw）1700液壓油管（mm）100外徑（mm）1520錘長（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：鋼管樁上端對稱焊接二個吊耳板，下端焊接一個吊耳板。吊樁時先由500t起重船的一個主鉤和一個副鉤將鋼管樁從運樁方駁上水平吊起至一定高度（見立樁過程示意圖步驟1），通過收放錨纜移動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)（見立樁過程示意圖步驟2）。當鋼管樁接近豎直狀態(tài)時，完全松開副鉤（見立樁過程示意圖步驟3），由鋼管樁上端的二個主鉤吊樁，并通過調(diào)整二個主鉤，使鋼管樁處于豎直狀態(tài)（見立樁過程示意圖步驟4）。裝運塊石、拖運方駁以及接送施工人員是風電場建設中必不可少的工作。對于每臺機位，需要拋填護面塊石約700平方米，需要裝2駁，每天拋填一航次，因此需要2天完成。每臺機位的施工周期為拋填護面塊石2天，風浪天影響2天，共計4天。50臺風機共需4×50=200天。在多樁方案中，施工順序為水上打鋼管樁、鋼管樁夾樁、拋填高強土工網(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。每臺機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，風浪天影響3天，共計6天。50臺風機共需6×50=300天。拋填高強土工網(wǎng)袋裝碎石在陸上裝袋后裝在600t自航駁上運輸?shù)浆F(xiàn)場，人工順溜槽往下拋填。拋填袋裝碎石可在承臺施工期間進行施工，因此占用工期。承臺施工采用鋼套箱、封底混凝土工藝。每臺機位沉樁后，先用型鋼進行夾樁，在夾樁上搭設作業(yè)平臺，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。封底混凝土達到一定強度后，將鋼套箱內(nèi)的水抽干，在鋼套箱內(nèi)綁扎鋼筋后，澆注承臺混凝土。施工船機配置包括打樁船、2000t方駁、4000HP拖輪、1670HP拖輪、拋錨艇以及交通艇。每臺機位需要不同數(shù)量的施工船機來完成不同的任務，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機的施工方案。首先，施工船舶需要組裝運輸和鋼套箱，以及拖運施工船舶和接送施工人員。其次，工效分析表明每個承臺的施工周期為30天，如果同時開5個作業(yè)面，則平均6天可完成一個承臺，50臺風機共需300天。接下來，介紹了浮船塢安裝風機的思路，即利用浮船塢作為吊裝風機的作業(yè)平臺，使用750噸履帶吊機進行吊裝。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說明。為了滿足吊裝風機的要求，需要對浮船塢進行加固改造，包括改造船艙、抬高甲板面、更換錨機以及安裝履帶吊機等。最后，為防止淤泥的吸附力導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)鋪設砂肋軟體排進行防沖刷保護。施工方法為利用浮船塢作為作業(yè)平臺，使用750噸履帶吊機進行吊裝。在海上安裝風機時，惡劣的天氣和海浪可能會影響安裝精度。為了提高安裝精度，需要先進行風機組裝。風機組裝是在掩護條件良好、風浪較小的港池內(nèi)進行的。組裝過程中，使用了2000噸方駁和500噸履帶吊機組成的方駁吊機組，將風機的30米長塔架、機艙、輪轂和三片葉片組裝在一