海上风电基础施工技术方案.docx

海上风电基础施工技术方案1项目基本情况海上风电场300MW工程示范项目位于河北省海上风电场工程规划中的一号场址，地处唐山市京唐港与曹妃甸港之间的乐亭县海域，东经118°45.-118°51.3',北纬38°55.2'-3903.9'之间。风电场不规则形状，南北长在5.7T1.2km之间，东西宽约7.8km,场址范围面积约为68.2km2O场址水深约7-28m,场址中心距离岸线约18km,西侧距离曹妃甸港区东侧锚地最近约4.8km,南侧距离京唐港至天津新港习惯航路中心线最近约3.6km,东侧距离海上油气田约4.5km,场址距离曹妃甸港约20km,距离京唐港约26km,交通运输方便。2水文、地质条件2. 1地质情况本工程地质由上至下依次为：海床面-17.5m-21.9m粉砂-27m28.Im淤泥：海床面-27m粘土-28.Im-30.8m粉砂-30.8m-35.5m粉质粘土-35.5m-38.Om粉砂-38.0m-46.3m粉质粘土-46.3m-54.Om粉土-54.0m-57.5m粉质粘土57.5m-60.Om粉砂-60.0m-66.Om粉质黏土-66.0m-68.Om粉土-68.0m-74.Om粉砂-74.0m桩尖标高2.2潮位工程场区设计水位直单位：m要素平均高潮位平均低潮位设计高潮位设计低潮位50年遇高潮位50年一遇低潮位1985国家商程基准0.324-0.3861.016-1.0772.589-2.8773意工准备沉班施工前根据设计图纸要求和现场条件，绘制沉柱平面顺序图，校核各桩在允许偏差范围内是否有相碰情况存在，合理布置沉机顺序。3. 1施工现场调查为充分做好前期准备工作，首先开展施工现场的地形地貌、地质条件、水文、气象等自然条件的调查研究，为制定合理的施工工艺、计算施工效率、编制施工进度计划提供科学的依据。3.2 办理各种施工手续开工前，协助甲方单位办理水上、水下施工作业许可证及航行通告等有关手续和事宜。3.3 技术准备（1）熟悉设计文件内容和与本工程有关的各项技术标准和规范，同时根据施工需要，做出补充施工详图，做好图纸会审记录。（2）根据调查的资料、设计文件及业主提出的要求，编制好实施性的施工组织设计。（3）对业主提供的测量控制点，进行复测校核并建立本工程施工控制网和施工基线。钢管机防腐采用防腐涂料和牺牲阳极两种方式进行，其中防腐涂料在制桩时进行，牺牲阳极防腐在打桩后水下进行焊接。防腐馋涂料分两种材料，800Um改性环氧树脂漆(-3.4m(-25.Om-29.Om),800m玻璃鳞片漆(-0.5m-3.4m),牺牲阳极采用铝合金阳板。4.2钢管桩运输(1)装船前应对钢管桩进行数量及严格的质量险收，并由生产厂家提交完整的产品出厂质量合格证书方可进行装驳作业。钢管桩外形尺寸允许偏差偏差名稀允许偏差(m11>)桩长偏差-3000桩瞅轴戏的哥由矢高不大于楼长的0.1$.且不得大于30(2)钢管机的运输采用20OOt方驳，主要根据桩的长度选择运桩驳,需要选择长度不小于90m的驳船。驳船采用自航驳还者由拖轮拖带均可。驳拓上配备符合要求的锚系设施。严格按照装船通知单规定的顺序装驳，做到先用的后装船，后用的先装船。<3)驳船装桩时，桩底下应布置通楞，井均匀放置，楞水顶面置在同一平面上；桩身两侧垫楔形木块，桩外侧焊接槽钢侧向限位，装完桩再用钢丝绳及紧张器将机固定在运桩驳的甲板上，钢管桩之间及钢管桩受力处均垫上土工布，防止防腐涂层被破坏。1 .图中尺寸均以mm计；2 .22槽钢固定架与钢班接触面外面包8iw1.IOmtn厚橡胶皮；3.吊钢桩。30钢丝绳外套高压胶皮吉。5沉桩施工工艺流程5.1 施工部署钢管桩试桩工序安排：本工程共布置2根试验直桩，试脸桩布置在风机中心位置，2根试验直桩布置在2台样机内。试沉桩时，应先沉ZZ1.号试桩，沉桩成功后可试沉第2根试桩。然后根据设计沉桩顺序施工其他沉桩，沉桩完毕后进行平台搭设，截除桩头，清除桩芯内泥土至-35.0m,再浇筑桩芯C30微膨胀芯混凝土；桩芯混凝土灌注完成并满28天后，进行桩基检测试验。5.2 水上沉桩工艺流程施工准备T钢管桩施打T钻孔平台搭设一成孔T下放钢筋笼f下放导管一浇筑水下混凝土f桩基检测5.3 主要施工工序及方法5.3.1 施工船舶设备我公司计划投入的主要大型船机设备有：打桩船、杜搅拌船、拖轮、方驳等。主要施工船机设备表机械名称额定功率（kw）或容量（m3）或吨位（t）数修备注打桩船打桩最大能力108m（考虑水深）I敏打钢管桩驳船2（XX）t甲板驳1艘斜管桩运谕搅拌船15OmIhI艘混凝土井合拖轮2944kwI敏拖运打班船锚艇764kw1®船的起爆、下锚交通船1艘运送工作人员（1）投入的打桩船计划投入打桩船进行钢管桩沉桩施工，要求施工船动作灵活，满足承台类群桩施工；能够抵抗较大风浪，具有比常规的打桩船作业时间更长的优势。（2）投入的打桩锤考虑到本工程钢管桩桩长较长，为确保钢管桩能顺利打入预定的深度并满足施工效率要求，拟选用目前打击能量最大的D-200型德国制造筒式柴油打桩锤进行施打或者选用BSPCG370型液压打桩锤。BSP液压链作业清洁，无废气排放。由英国生产的BSPCG370打桩锤与替打连接在一起，不需再另外加工替打，锤垫也是英国配套生产的高分子材料。BSPCG370液压锤主要技术性能发少,；地大能量冲锂（IIe）总长度加）战大冲程时冲冲击频率理本地本长度工作压力工作流量9整机尺寸米4.0X3.81X7.00IO单机重量吨285.4.2灌注桩成孔施工1)冲击钻(直桩)成孔(1)钻机就位：在钢桩顶找出钢桩中心点，做到钻机塔架头部滑轮、钢丝绳和桩位三点在一条直线上，钻机机身必须牢固，保证施工过程中不位移、不倾斜。(2)开孔造浆：调整钻头中心和钢桩中心点重合后方可开始施工，加入粘土、水进行造浆。(3)冲击成孔：造浆完毕后，可进行正式钻进。钻机用绞车、钢丝绳提放锤头冲击成孔，冲孔时应注意落链高度，正常以IT.5m为宜，开始冲程较小，随后逐步加大冲程。由于本次施工难度大，质量要求高，为确保钻进顺利进行，应根据地层情况随时调节泥浆性能，遇有探头石时应特别注意，以免造成偏孔，若有偏差应及时调整。(4)沉渣处理、换浆：在钻进至设计深度后，采用泥浆循环泵或捞渣筒来进行排渣处理，同时进行换浆，使泥浆比重达到1112左右。2)液压钻(斜桩)成孔当钻机就位后调节钻机底座和钻架液压杆，使钻杆和机架的斜度与钢管桩斜度相同，对中后即可开钻。钻进时采用清水气举反循环钻进，配用滚刀牙轮钻头和D320mm法兰式钻杆，法兰连接处采用。型密封圈密封，在钻杆中间加上扶正器，每根桩总共加3个扶正器，防止钻孔倾斜面下垂而影响钻进效率，保证钻X孔斜度与钢管桩外孔径斜度一致。在土中钻进时应采用快速低压钻进，在砂、卵石夹层中钻进时钻压应稍增加，关键要加送风性，使颗粒较大的砂卵石悬浮起来。在岩层中钻进时，必须加大钻压，减低钻速。钻杆两侧配有送风管，空气压缩机的压缩空气通过安装在钻杆上的送风管，送至钻杆底部，高压气与泥浆混合，在干钻杆底口形成一种密度小于泥浆的浆气混合物，浆气混合物因其比重小而上升，在钻杆底端形成负压，下面的泥浆在负压的作用下上升，并在气压动量的联合作用下不断补浆，从而形成流动，因为钻杆内的面积大大下于钻杆外壁与桩壁间的环状断面积，形成了流速、流量极大的反循环，携带沉法从钻杆内反出，排出桩外。钻孔时，可根据钻机的抖动情况及循环水的颜色来判定土层情况，比如：钻进过程中钻机平稳，循环水位黄褐色的泥浆水，可判定钻头仍在土层中；当钻机出现轻微的抖动，循环水带有灰绿色，泥浆变稀，则说明钻头已进入强风化花岗岩层岩芯呈砂砾状，手捏易散；钻机抖动较大，循环水为青灰色、灰白色或灰黄色，岩芯呈块状、柱状则钻头肯定已进入中风化花岗岩层。为确保主动钻杆与被动钻杆始终处于一轴线，应不断调整导向器的位置，具体操作时主要是操纵副卷扬机，调整导向钢丝绳的松紧度。3）清孔成孔达到设计深度后，先进行检测，满足要求后方进行清孔。采用二次清孔，清孔采用气举反循环工艺清孔。现场准备空压机，一根管道连接空压机送至孔底，通过空压机使孔底沉渣上翻，再注清水使沉渣溢出。清孔时以一清为主，二清为辅，尽量确保一清达到效果，如一清沉港仍大于设计要求，则进行二次清孔，清孔后孔底沉渣严禁大于3cm。斜桩清孔，要将导管进行处理，制作一个导向包，保证导管清孔和灌注混凝土时导管居中，同时防止刮到钢筋笼。为方便导管的安放，底节导管长度采用3.8m,其余均采用2.65m长的标准节，导管外径为250mm（壁厚8mm）,导管接头为粗摞纹连接，斜孔中需加设导管导向器，导管导向器加工成一锥鼓形，导向器采用=311un萍铁皮加工，固定在导管上。导管导向包根据安装位置不同，其外径宜比钢筋笼小IOCin左右,60m左右的钻孔最底端导向器距离导管底口12m处布置即可，往上每隔20m加设另一个导管导向器，导管导向器外径比钢管桩内径小IOCm左右，导向器表面必须平滑无毛剌，以免卡住钢筋笼。5.4.3钢筋笼制作及安装钢筋笼的制作场地设置在岸边，由于柱基的钢筋笼长度不大，因此在陆地加工时，拼装成完整的钢筋笼，钢筋笼制作完成后运输船运至现场，由浮吊安装钢筋笼。1）钢筋笼的加工和制作必须满足规范和设计要求，箍筋与主筋之间必须点焊牢固；钢筋笼主筋连接采用直螺纹套简连接。2）选择采用由专业保护层生产厂家制作的混凝土保护层垫块，混凝土垫块每间隔2M呈梅花形布置。垫块强度和密实性不低于钻孔桩硅强度。该保护层垫块生产工艺先进，外形美观，强度高。3）下放钢筋笼时使用单股双道钢丝绳，当钢饬笼安装完毕后，将固定在钻机顶端的钢丝绳解开，卷扬机把孔内钢丝绳拉到孔上。4）斜机钢筋笼制作时，应设置上下导向坡，下口内收，上口外放。同时将加强箱外置防止下导管时卡到钢筋笼。5）由于钢筋笼为半笼，采用上部定位比较困难，为防止钢筋笼在浇注混凝土时上浮，在钢修笼底620的加强筋上焊上14的钢筋网，靠聆的重力将钢筋笼压紧。5.4.4建浇筑1）硅采用施工能力150m3/h搅拌船自拌，并报请监理及业主审批；胫严格按照监理审批的配合比进行配料。2）硅浇筑用的导管在使用之前，按照实际使用节数和长度进行试拼,并进行压水试验，试验压力不应小于工作压力的1.5倍。3）首灌料必须待料斗灌满龄后再打开塞子，靠硅的自重和向下的冲力将孔内的泥浆翻出，避免导管堵塞。4）做好硅浇筑记录。5）钢筋笼下放时，在笼顶系一根细绳，栓至孔顶，浇筑建时如细绳有松跨现象，需放慢跄浇筑速度，并减小导管在龄中的埋深，根据设计要求必须始终保证导管口埋入混凝土1.Om以上，以使混凝土浇筑密实。6）随时注意测量硅的浇筑标高，防止导管埋管或将导管提出碎面的事故发生；7）按规定要求，桩芯顶部混凝土2.Om高度混凝土应采用振动棒进行振捣密实，每根桩至少留置2组标准试脸块。8）首批灌注硅的数量：混凝土浇筑时首批碎用量须由桩长计算定,根据VNnD2(H+h+O.5t)/4+11d2(0.51.-H-h)/4计算确定。式中：V：首批注所需数量(m3)D：孔直径(m),取1.6m；