上海东海大桥海上风电工程施工方案

上海东海大桥海上风电工程施工方案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地基护面是为了防止桩周泥面冲刷，需要在桩周半径为15m的范围内抛填1m厚块石护面，每台海上风机抛填块石护面的工程量约为700m3。多桩方案采用高桩承台结构，每台海上风机基础为9根直径为1.2m的钢管桩，中心处1根为直桩，周边8根为6∶1斜桩，长度46m，钢管桩顶标高为+2.5m。桩周泥面则需抛填2m厚高强土工网袋装碎石护面，每台海上风机护面的工程量约为600m3。承台为现浇C40钢筋混凝土园柱形结构，底标高为+1.3m，直径为14m，高3.7m，顶表面为直径15m球体。海上风机在+8.0m标高处有一操作平台，操作平台以下部分为海上风机的底座连接件；塔架高度为80m，塔架顶标高+88m，可分节进行安装，采用内法兰连接；标高+88m以上安装风机，风机由机舱、轮毂和3片叶片组成。基础施工方案分为单桩方案和多桩方案。单桩方案的施工顺序为：定位驳抛锚就位→500t起重船抛锚驻位→运桩驳抛锚驻位→500t起重船吊桩顺导向定位架将桩插入泥面→500t起重船吊液压打桩锤和替打置于桩顶→锤击沉桩至设计标高→500t起重船安装连接件→安装风机后抛填块石护面。施打钢管桩采用二条2000t方驳运桩、一条2000t方驳定位、500t起重船吊S-1000型液压打桩锤锤击沉桩的施工工艺。2000t运桩方驳每驳可装4根钢管桩和4个风机底座连接件，由2640HP拖轮拖至沉桩现场。在2000t定位方驳上设有定位导向架、RTK-DGPS卫星定位仪、液压打桩锤和动力站等设备。项目总长（m）型宽（m）型深（m）满载吃水（m）空载吃水（m）单位1000t方驳55.4014.003.303.101.80t2000t方驳62.2018.603.602.551.56t3000t方驳72.0019.054.303.102.02t500t起重船60.3026.005.003.803.20起主钩副钩索具钩重量（t）250×210010×2/53水上吊高（m）舷外吊距（m）60.0030.00液压打桩锤S-1000型液压打桩锤由动力站和液压打桩锤体两大部分组成，动力站由柴油机、空压机和液压泵等组成。该打桩锤的技术性能详见下表：S-1000型液压打桩锤技术性能表最大锤击能（knm）1000最小锤击能（knm）40工作压力（bar）280液压油流量（L/min）2800装机功率（kw）1700液压油管（mm）100外径（mm）1520锤长（mm）13280锤击频率（击/分）45重量（t）锤胆2.1锤体3施工方法施工船舶驻位：沉桩前，2000t定位方驳、2000t运桩方驳和500t起重船分别由2640HP拖轮拖至桩位附近，起锚艇配合进行抛锚驻位，定位方驳由RTK-DGPS卫星定位仪精确定位后收紧锚缆。吊桩及立桩：钢管桩上端对称焊接二个吊耳板，下端焊接一个吊耳板。吊桩时先由500t起重船的一个主钩和一个副钩将钢管桩从运桩方驳上水平吊起至一定高度（见立桩过程示意图步骤1），通过收放锚缆移动500t起重船至桩位附近，然后起主钩、落副钩，使钢管桩由水平状态变为倾斜状态（见立桩过程示意图步骤2）。当钢管桩接近竖直状态时，完全松开副钩（见立桩过程示意图步骤3），由钢管桩上端的二个主钩吊桩，并通过调整二个主钩，使钢管桩处于竖直状态（见立桩过程示意图步骤4）。装运块石、拖运方驳以及接送施工人员是风电场建设中必不可少的工作。对于每台机位，需要抛填护面块石约700平方米，需要装2驳，每天抛填一航次，因此需要2天完成。每台机位的施工周期为抛填护面块石2天，风浪天影响2天，共计4天。50台风机共需4×50=200天。在多桩方案中，施工顺序为水上打钢管桩、钢管桩夹桩、抛填高强土工网袋装碎石、吊装钢套箱、钢套箱底板封孔、浇注封底混凝土以及拆除钢套箱。水上打钢管桩采用常规的海上打桩工艺，由打桩船配S280液压打桩锤或D150柴油打桩锤施工。每驳可装18根钢管桩。每台机位的施工周期为施工船舶抛锚驻位1天，水上打钢管桩3天，风浪天影响3天，共计6天。50台风机共需6×50=300天。抛填高强土工网袋装碎石在陆上装袋后装在600t自航驳上运输到现场，人工顺溜槽往下抛填。抛填袋装碎石可在承台施工期间进行施工，因此占用工期。承台施工采用钢套箱、封底混凝土工艺。每台机位沉桩后，先用型钢进行夹桩，在夹桩上搭设作业平台，用气焊切割桩头，并在桩顶焊接短柱。然后将拼装好的钢套箱整体吊安在桩顶上，并在钢套箱与钢管桩之间加固固定，钢套箱底板开孔与钢管桩之间用封孔板密封，然后浇注封底混凝土。封底混凝土达到一定强度后，将钢套箱内的水抽干，在钢套箱内绑扎钢筋后，浇注承台混凝土。施工船机配置包括打桩船、2000t方驳、4000HP拖轮、1670HP拖轮、抛锚艇以及交通艇。每台机位需要不同数量的施工船机来完成不同的任务，如吊装钢套箱、配合钢筋、安装钢套箱、浇注混凝土等。本文介绍了7000吨浮船坞安装海上风机的施工方案。首先，施工船舶需要组装运输和钢套箱，以及拖运施工船舶和接送施工人员。其次，工效分析表明每个承台的施工周期为30天，如果同时开5个作业面，则平均6天可完成一个承台，50台风机共需300天。接下来，介绍了浮船坞安装风机的思路，即利用浮船坞作为吊装风机的作业平台，使用750吨履带吊机进行吊装。7000吨浮船坞的技术性能和作业海况条件也得到了详细说明。为了满足吊装风机的要求，需要对浮船坞进行加固改造，包括改造船舱、抬高甲板面、更换锚机以及安装履带吊机等。最后，为防止淤泥的吸附力导致浮船坞座底后起浮困难和沿岸流引起淤泥被冲刷，需要在浮船坞外侧铺设砂肋软体排进行防冲刷保护。施工方法为利用浮船坞作为作业平台，使用750吨履带吊机进行吊装。在海上安装风机时，恶劣的天气和海浪可能会影响安装精度。为了提高安装精度，需要先进行风机组装。风机组装是在掩护条件良好、风浪较小的港池内进行的。组装过程中，使用了2000吨方驳和500吨履带吊机组成的方驳吊机组，将风机的30米长塔架、机舱、轮毂和三片叶片组装在一