海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制技術(shù)研究

李雙良

摘要：文章介紹海上風(fēng)電機(jī)組的幾種基礎(chǔ)技術(shù)，重點(diǎn)介紹樁式基礎(chǔ)施工技術(shù)的4種方案，詳細(xì)介紹海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)施工方法以及施工過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量控制的幾點(diǎn)措施，僅供同行參考。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電機(jī)組;基礎(chǔ)施工;質(zhì)量控制

1引言

海洋風(fēng)能資源豐富，海上風(fēng)能具有風(fēng)速大，風(fēng)向穩(wěn)定，湍流強(qiáng)度小的優(yōu)點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)外開發(fā)利用的重點(diǎn)。海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)與陸上風(fēng)電場(chǎng)有著較大的不同，其風(fēng)電機(jī)組設(shè)備所占用的成本占總投資的比例較小，但是機(jī)組的基礎(chǔ)施工費(fèi)用占總投資的比例較高，而且我國(guó)目前的海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)施工技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)還有著較大的差距，不僅缺乏工程項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，而且相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)體系的建設(shè)不夠完善。因此就是針對(duì)此技術(shù)以及質(zhì)量控制措施來(lái)進(jìn)行深入研究。

2海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)技術(shù)

2.1海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)技術(shù)概述

海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本技術(shù)主要分為兩大類：海上風(fēng)電項(xiàng)目，包括通用技術(shù)和專有技術(shù)。其中前者包括海上平臺(tái)、海上樁基、海上橋梁等目前比較成熟的施工技術(shù)，而后者則包括海上風(fēng)資源評(píng)估、海上風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)、施工、安裝、運(yùn)輸和維護(hù)等新技術(shù)。其中的技術(shù)重點(diǎn)和難點(diǎn)為海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)施工和安裝。

目前海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)按照結(jié)構(gòu)形式的不同分為重力式、樁式和浮置式基礎(chǔ)三種，其中重力式基礎(chǔ)比較適用于水深較淺的區(qū)域，且由于其沉箱部分可以在岸上制造，不需要進(jìn)行打樁，因此施工成本較低。樁式基礎(chǔ)適用于水深超過(guò)30m的海域中，由于基巖層離海床較遠(yuǎn)尤其是在遇到較為堅(jiān)硬的巖石海床時(shí)，其施工成本較高，施工難度也較大，其基礎(chǔ)施工技術(shù)主要分為以下幾種。

2.2樁式基礎(chǔ)施工技術(shù)

針對(duì)樁式基礎(chǔ)的特點(diǎn)提出的施工方案中，單樁式基礎(chǔ)是目前比較常用的基礎(chǔ)形式，其施工方法分為兩種，第一是在將管狀樁基使用打樁錘在指定地點(diǎn)打入規(guī)定深度;二是先在海床用鉆機(jī)打孔，然后在樁內(nèi)用水泥進(jìn)行澆注。三腳架組合基礎(chǔ)施工是使用三個(gè)三角形鋼管樁定位在海床上，而樁頂采用鋼管套支撐上部結(jié)構(gòu)。四柱組合基礎(chǔ)由四個(gè)樁組成，在海床上均勻排列成方形。樁頂導(dǎo)管架的四根樁腿固定在這些樁上，且之間采用三層斜撐相連。多樁承臺(tái)群樁基礎(chǔ)是近年來(lái)開始應(yīng)用的新形式，通常應(yīng)用于較深的海域中，且比較適用于淤泥層較厚的海域，其施工技術(shù)為將多根預(yù)制鋼管樁用船舶運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)由打樁船進(jìn)行打樁作業(yè)，基礎(chǔ)的制作是通過(guò)對(duì)樁基礎(chǔ)和缸套箱模板進(jìn)行混凝土澆筑來(lái)進(jìn)行的，并將樁基礎(chǔ)以及缸套箱模板澆筑混凝土來(lái)制作基礎(chǔ)，最后將這些根樁連成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，并將缸套箱進(jìn)行拆除。

3海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)施工方法

3.1鋼管樁安裝

在進(jìn)行鋼管樁安裝時(shí)，所采用的主要的工藝步驟介紹如下：首先是進(jìn)行吊柱，然后在開展工程測(cè)量并確定沉樁的位置之后，開展下樁和穩(wěn)樁操作，保證沉樁施工的穩(wěn)定性。然后在此基礎(chǔ)上來(lái)開展沉樁的錘擊施工，錘擊完成之后檢查鋼樁，在檢查合格之后進(jìn)行劃樁操作。之后進(jìn)行樁船和樁駁駐位的施工，在上述沉樁作業(yè)完成之后，也就是滿足樁頂標(biāo)高的要求之后停止錘擊作業(yè)，然后對(duì)上述打樁過(guò)程的記錄進(jìn)行生成。首先在鋼管樁運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)之后由監(jiān)理人員對(duì)書面合格證等相關(guān)資料以及現(xiàn)場(chǎng)鋼管樁進(jìn)行驗(yàn)收，在確定沉樁順序后進(jìn)行沉樁作業(yè)。提升時(shí)，確保將吊鉤和鋼絲繩輕輕放在樁上。離開樁駁時(shí)要迅速不能出現(xiàn)拖樁和碰樁現(xiàn)象，測(cè)量定位采用GPS系統(tǒng)。在打樁操作中，錘擊類型用于錘擊方法，并且在擊球過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視和控制穿透程度的變化。每座風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的鋼管樁沉樁作業(yè)完成后要進(jìn)行夾樁處理，并在承臺(tái)樁上設(shè)置警戒燈。

3.2缸套箱安裝

首先，使用成型鋼框架將堆垛樁用于將圍堰固定在規(guī)定范圍內(nèi)。在對(duì)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量之后將樁頂割除至設(shè)計(jì)高度，便于進(jìn)行缸套箱的安裝。在樁頂處理完成之后需要進(jìn)行帶鋼底板的缸套箱的整體吊裝和安裝，并進(jìn)行底板加固和封孔。

3.3基礎(chǔ)承臺(tái)施工

首先，通過(guò)渠道焊接，螺旋肋，網(wǎng)肋，澆筑混凝土和混凝土養(yǎng)護(hù)來(lái)加固樁。后蓋混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，進(jìn)行減壓孔堵塞，張拉桿切割和桁架梁拆除工作，采用鋼芯吊籠和鋼筋籠吊裝，以及樁芯混凝土施工。最后進(jìn)行承臺(tái)鋼筋的綁扎、連接鋼管等預(yù)埋件的預(yù)埋作業(yè)、承臺(tái)混凝土的一次性澆筑以及混凝土養(yǎng)護(hù)等工作。

4海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制與保證

在進(jìn)行海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)施工之前，首先要做好項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)部組織機(jī)構(gòu)的設(shè)置。在確定合理的組織機(jī)構(gòu)之后，還要對(duì)組織機(jī)構(gòu)中各個(gè)部門、責(zé)任人和具體崗位的職責(zé)內(nèi)容進(jìn)行明確規(guī)定。其次，在選拔施工人員時(shí)，不應(yīng)從人才市場(chǎng)臨時(shí)招聘沒(méi)有工作經(jīng)驗(yàn)且專業(yè)素質(zhì)較低的人員，而應(yīng)選擇具有相關(guān)專業(yè)資質(zhì)。具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的熟練工人。再次，在施工過(guò)程中應(yīng)保證施工場(chǎng)地內(nèi)的供水和供電正常。最后，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工人員、船舶上的管理人員以及救援部門之間的實(shí)時(shí)溝通和聯(lián)系，確保施工作業(yè)的安全。

在進(jìn)行制樁、運(yùn)樁和沉樁作業(yè)中，不僅需要按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行制造，并按照現(xiàn)骨干技術(shù)規(guī)范進(jìn)行加工，還要在進(jìn)行運(yùn)輸之前進(jìn)行全面嚴(yán)格的質(zhì)量驗(yàn)收，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)對(duì)鋼管樁采取相應(yīng)的防腐涂層的保護(hù)措施。在沉樁錘擊作業(yè)時(shí)還應(yīng)采取避免偏心錘擊的問(wèn)題，沉樁作業(yè)完成后及時(shí)進(jìn)行樁頭連接操作，并在完成區(qū)域設(shè)置標(biāo)志以及相應(yīng)的警示燈。

5結(jié)語(yǔ)

海洋風(fēng)能資源豐富，海上風(fēng)能具有風(fēng)速大，風(fēng)向穩(wěn)定，湍流強(qiáng)度小的優(yōu)點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)外開發(fā)利用的重點(diǎn)。然而，由于其特殊性，海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有很高的施工難度。為了對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行控制，在對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，研究施工過(guò)程中需要進(jìn)行質(zhì)量控制的重點(diǎn)階段，提出具體的基礎(chǔ)施工方法，此外還應(yīng)采取相應(yīng)的質(zhì)量制度、質(zhì)量技術(shù)和材料質(zhì)量的保證措施，確保海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡道亮， 伏廣臣. 海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制技術(shù)分析[J]. 工程技術(shù)：引文版， 2016（5）：00121-00121.

[2] 楊建. 海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)形式及施工工藝研究[J]. 工程技術(shù)：引文版， 2016（5）：00238-00238.