海上风电基础施工技术方案.docx
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1、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11845.-11851.3,北纬3855.2-3903.9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
2、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.
3、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
4、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$
5、.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。5d2被前间距或螺旋间由20nm6搭接单面焊长庾10d3钢筋笼径1.()mm7焊缝宽度0.8d4钢筋茏长度+100mm8焊缝厚度0.3d6承台施工6.1 施工流程施工工艺流程见图:桩头处理一拆除临时平台-(钢吊箱加工及运输)水上安装钢吊箱T安装封孔板、桩间加固、承台封底硬浇筑一封底杜养护到80%强度割除拉压杆,拆除架梁一桩芯吸泥T吊装桩芯钢筋龙、浇筑桩芯
6、硅T绑扎承台钢筋,埋设预埋件一浇筑承台硅T承台砂养护一拆除钢吊箱一承台清理、附属设施及防腐6.2 钢吊箱制作与安装6.2.1钢吊箱制作钢吊箱结构由侧壁、钢底板和桁架梁三个部分组成,承台钢吊箱侧暨分8个单片拼装而成,每个单片均为整体平面(无拼缝),钢吊箱高度5.3(承台高度)m钢吊箱侧壁主要采用228a槽钢、28a槽钢、IOa槽钢与8mm厚钢板以及12mm加强肋板、等组成,具体结构见钢吊箱壁体展开平面图(1):帆吊箱壁体平面联开图.甘1.F干Ji1.,KHH-/叫,涮卜加叫一口附_A拱梁连按布翼图.钢吊箱支撑结构采用两层挑梁,上挑梁与侧壁连接,下挑梁放置于钢管桩桩顶,具体结构见钢吊箱挑架连接布置
7、图(2):钢吊箱底板主要由框架梁“工25a”、主梁工25a、次梁“角铁75”组成,承台钢吊箱底板上预留钢管桩孔洞,钢吊箱底板与桩拼接处采用夹设橡胶条作为止水措施,具体结构见钢吊箱底板详图(3)o钢吊箱底板详图.钢吊箱制作委托专业钢结构加工单位加工制作。先按单片在台架上制作完成,在基地内拼装成型。按图纸要求下料,加工精度满足设计要求,拼装箕平整度误差控制小于3mm。侧壁各单片、侧壁与钢底板均采用螺栓连接,桁架梁牛腿与侧壁采用焊接。采用定制橡胶条拼缝止水,确保结构不漏水、不渗水。根据实测桩位,各边适当放大1525cm进行钢底板桩位割孔。钢吊箱制作时,为增加钢吊箱的周转次数,套箱外侧与海水接触面均采
8、取防锈防腐处理,钢吊箱内侧模板涂脱模剂,保护钢板防腐。钢吊箱出运前,套箱上标明安装方位。钢吊箱吊装采用八点吊(吊点设置在钢吊箱壁体上)。吊装所用钢丝绳规格、角度、吊高等均要满足安全、强度要求。钢吊箱在曹妃甸某码头组装完毕后,利用方驳上运抵施工现场,采用20Ot起重船整体吊装。6.2.2钢吊箱安装(1)桩顶处理沉桩完成后,用GPS测出设计柱顶标高,而后割除桩顶至设计标高,使桩顶形成一个水平面,以利于钢吊箱的安装定位。截桩后测定桩顶偏位,以供钢底板割孔。(2)钢吊箱测量、安装定位钢吊箱底板开孔的测量控制:采用GPS的RTK模式实测桩基的竣工偏位及桩顶标高,经监理复核认可后,交下一道工序进行钢吊箱模
9、板的底板开孔。钢吊箱安装的测量控制:以钢吊箱钢梁主梁边线为控制,在桩顶上放出钢吊箱安装定位的标记,并在桩顶上焊接导向板,以使安装钢吊箱时顺着导向板方便就位。钢吊箱采用整体吊装,起重船高潮位进位,吊箱低潮位安装就位,并及时完成连接加固工作,与钢桩形成整体刚性连接。吊装钢吊箱时承台钢吊箱采用八点吊。起重整进位前,先在承台另一侧进位一坡多功能驳,船上配备发电机及配合安装所用的机具、材料等;起重船吊运钢吊箱至机位,在高平湖进位、抛锚;然后起吊钢吊箱徐徐转向至承台桩位上方,调整安装方位,带紧二根缆风绳,起重工指挥就位下放钢吊箱;为了更精确就位,采用边安装,边测量调整,逐步焊接导向板及限位板的办法。若钢吊
10、箱中心偏位及其倾斜度不符合规范及设计要求时,应及时予以调整,最终满足要求。6. 2.3封底混凝土施工7. 2.3.1承台封底钢饬混凝土施工封底混凝土设计为C30混凝土,厚度为80cm,封底混凝土内钢筋根据施工现场情况确定,一次浇筑完成。由于承台混凝土在设计低潮位以下,施工时应乘低潮位进行施工,浇筑过程中保证浇筑速度大于潮水上涨速度,并保持混凝土在水位以上进行振捣,底层混凝土初凝前不宜受水淹没。按照设计要求,承台结构混凝土(高度4.5m不考虑封底混凝土)需要一次浇筑完成,需要增加封底混凝土与桩基的握裹力措施:封底建中间高度设置剪力键,采取在每根钢管桩四周焊接4根I16工字钢,每根工字钢长3m,下
11、部焊接3块18r三厚的钢板作为支撑牛腿,每块焊接板均采用双面直角焊。通过工字钢下的焊接钢板承受上部现浇混凝土、侧模板及封底的自重,封底中配筋用于承受荷载引起的弯矩。封底混凝土配筋自行根据实际情况确定。8. 2.3.2拉杆、挑梁拆除待封底混凝土达到设计强度80%后,割除拉压杆、拆除桁架梁。9. 2.4风机基础锚栓安装1)基础螺栓预组装将基础螺检按照正式图纸所示,将六角螺母和锥形螺母按照正确的位置和尺寸进行预组装。组装时务必保护好热缩娈管。2)浇筑模板预组装严格按照装配图纸组装浇筑模板,组装时注意各套模板组件中的钢印符号或标志,按顺序配套组装。在组装完毕后要测量其圆周度,并按照图纸确定对应吊点的螺
12、栓孔,画上明显记号。3)锚固环预组装偌固环的组装尽量选择在硬化过且相对较平整的地面上进行,本工程临时码头后方场地已经做好硬化处理,可直接用作组装场地。组装时将锚固环按照首尾相接的顺序,大致平放在支撑物上(支撑物可为方木等,高度应在30-40Cm以上,以保证能在下方布置千斤顶)。使用连接板将锚固环首尾连接并固定。将组装好的锚固环用千斤顶顶起。千斤顶的布置位置为锚固环连接处。千斤顶与锚固环的接触面应避开螺栓螺母的安装区域,同时千斤顶与地面之间应布置垫板,防止沉降。最后使用水平仪将锚固环调平。在锚固环调平后,在四个对角摞栓孔处(与浇注模板起吊位置对应)做好记号。4)浇筑模板定位在锚固环做好记号的位置
13、安装四组(八根)地脚螺栓,在保证能够紧固螺栓的前提下,锚固环上下表面的六角螺母尽量往螺栓端头布置,为后续安装吊具螺杆留出富余调节量。将浇筑模板水平吊起,同时系扣导向绳。浇筑模板吊至锚固环地脚螺栓上方后,通过导向绳将标有的记号的螺栓孔的相临孔对应安装好的四组地脚螺栓,然后落下模板使摞栓穿入螺孔,并在模板上方安装锥形螺母,此时不需要完全紧固,只保证螺母完全旋入。5)安装起吊块在标有记号的螺孔位置,插入螺杆,并将四只起吊块安装到四组蝶栓上,接着完全紧固链形螺母。此时螺栓只固定上端,下端应能正好对i准对应的螺栓孔。最后将吊带或者钢索移至起吊块上,使得吊点始终在吊块上,防止浇筑模板受力越来越大造成损伤变
14、形。6)安装地脚螺栓使用吊车将浇筑模板提起。提升高度以保证吊钩完全受力,但浇筑模板不触碰四个未完全旋紧的锥形螺母为准,并使用导向绳进行牵引固定(使用导向绳的目的是减少定住螺杆的损伤,浇筑模板受力会越来越重,发生偏移损伤摞杆。此时提起浇筑模板的目的是防止模板受力越来越重,避免四组定位螺杆受轴向应力变形)。将剩余地脚螺栓上端全部插入浇筑模板,但只保证浇筑模板上沸锥形摞母旋入,不需完全旋紧(目的是保证螺杆有足够的余量对准锚固环螺孔,一般情况下可保证螺杆下端插入螺孔)。剩余摞杆全部安装完成后,调节四组定位螺杆的下端摞母与其他螺母一致,将浇筑模板连同螺杆缓缓放下直至完全贴合到锚固环,紧固所有螺母。7)锚
15、栓笼安装锚栓笼组装完成后通过方驳运至施工机位处,利用方驳吊机组吊装。锚栓笼找正和固定措施如下:在侧模顶部每90度的位置上焊接一拉环,用拉绳将上锚板与拉环连接在一起,调整四个方向的法兰螺栓,使上下锚板垂直对齐,用经纬仪测量垂直度,共测量4个点,每90度一个点,使上下锚板中心对齐,允许偏差5mmo测量垂直度后再调节上下锚板的水平度,测量尼龙螺母处上平面上内外8个点的水平度,通过调节尼龙螺母和临时铜螺母使上锚板上平面达到设计标高,保证浇筑前上锚板8个点的水平度不大于1.5mm。找正后用酒精喷灯将热络管分别封堵在上下两端的螺栓和PVC套管上。整体找正后用4根钢筋将锚板的上锚板与预埋板焊接,加强锚栓组合
16、件的整体刚度。并在4根钢笳交叉处焊接牢固。混凝土浇筑前要对上锚板的水平度进行复测,水平度检验合格后方能继续浇筑。8)混凝土浇筑时注意事项庵凝土浇筑过程中应注意保护锚栓笼,用塑料布将上锚板及锚栓上部全部包好,避免晓筑时上锚板和锚栓受到污染或损坏。混凝土振捣时会对上锚板水平度有所影响,混凝土下料时不能直接冲击锚栓组合件,在组合件的两侧下料。振捣棒不能对着锚栓组合件进行振捣应用导流的方式。对于上锚板的水平面在混凝土浇筑过程中应随时监控调整,混凝土浇筑完成上锚板水平度应保持不大于2mm。6. 2.5承台钢筋混凝土施工7. 2.5.1钢筋的制作及绑扎1) 钢饬的加工(1)钢筋的表面应洁净、无损伤,使用前
17、应将表面的油渍、漆皮、鳞锈等清除干净,带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。(2)钢筋应平直、无局部弯折。钢筋材料采用HPB300和HRB400,钢筋使用前按混凝土结构工程施工质量验收规范GB5020”2002(2011版)的相关规定进行检验。(3)钢筋的形状、尺寸应按照设计的规定加工。加工后的钢饬,其表面不应有消弱钢笳截面的痕迹,钢筋的下料长度可根据实际情况进行调整。(4)钢筋的弯制和端部的弯曲应符合设计图纸要求。2) 钢筋安装(1)钢筋的规格、直径、根数、间距等应符合设计的规定。(2)对多层多排钢筋,宜根据安装的需要在其间隔处按照设计图纸的要求设立一定数量的架立钢筋,架立筋应均匀布置。(3)
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