海上风电工程基础施工效率优化措施

发表时间:2020/6/30   来源:《建筑实践》2020年2月第5期   作者:周中宁 袁海华
[导读] 近年来,我国的工程建设越来越多,海上风电工程也有了很大进展。
        摘要:近年来,我国的工程建设越来越多,海上风电工程也有了很大进展。但在享受资源优势的同时,较好的风力资源也带来了较大的风浪,限制了每年的有效施工作业天数。而海上风电项目船机设备投入巨大,海上施工停滞所带来的安全风险及经济压力都将是难以接受的。本文介绍了在恶劣海况下施工效率较低所会带来的安全风险和进度风险。随后介绍了在工程实际过程中遇到的部分影响基础施工效率的原因,同时介绍了优化解决的措施。
        关键词:海上风电场;基础施工;效率优化
        引言
        我国是一个能源消耗的大国,各类的风电场工程建设都是为了更好的满足社会发展的需求和人们日益提升的生活水平,这些建筑工程的施工技术和施工质量是需要重点关注的内容。风电机基础的大体积混凝土施工技术是业界正在关注的重点内容,这主要是因为基础大体积混凝土的强度等级C40,水泥水化释放出的热量是比较大的,在水泥水化产生热量的同时,内部的混凝土温度与外界的差距是比较大的,在这样的内外温差之下,就很容易会在混凝土的而表面引起巨大的拉应力,但拉应力比混凝土的极限抗拉强度还大的时候,就会导致混凝土产生裂缝的情况。在这样的情况中,就必须要对混凝土的浇筑技术进行重视,防止出现裂缝。
         1我国海上风电产业发展概况
         (1)政策制约方面。海上风电项目相对而言起步较晚,对其的政策扶持方面也相对较少。(2)在海上建立风电项目。海上的风电项目要求要比陆地上风电项目要高。另外相比于国外,国内企业在核心技术方面掌握不足,所以海上风电项目的发展容易稳定性不强。(3)陆地上风电项目和海上风电项目都面临着联网效率不高的问题。
        2加强海上基础施工效率的优化措施
        2.1机具准备及检查
        泵车、运输车、振动器等机具设备按需要准备充足,并在浇筑前进行认真检查。重要机具如泵车两辆、搅拌运输车15~20辆、振动器、振动棒,应有一定的备用数量。应急处理机械、材料准备充足;包括搅拌站准备一台备用泵车,施工现场配备料斗、备用振动棒、手推车等。搅拌站在混凝土浇筑同时,施工现场配有专职技工,随时检修。
        2.2大体积混凝土施工顺序
        首先是从基础中心向周边进行浇筑,混凝土采用的是斜面分层浇筑的方法,即一个坡度,循序渐进,分层的厚度主要是30cm。想要对上层的混凝土衔接时间进行保证,需要在浇筑的过程中由专职的质检人员对混凝土的凝结情况进行跟踪检查,做到在混凝土初凝之前就使混凝土及时覆盖;二是要在接近浇筑基础环底部的时候,从基础环底下部的200mm出开始铺设混凝土,厚度保持在500mm以上;三是等到浇筑到模板底部的时候,要先将该部位的混凝土进行振捣密实,然后要将模版外部的混凝土进行铺高,将缝隙堵严,防止在振捣的时候出现漏浆的情况,对混凝土的密实程度进行保证;最后就是在进行混凝土浇筑的时候,要安排专人对模板、钢筋、预埋管线和基础环等的情况进行观察,一旦发现问题要进行及时的解决,尤其是发现变形或者是位移的时候,要立刻的停止浇筑,并且需要在已浇筑的混凝土初凝之前修整好。
        2.3优化套笼减少海上作业的施工时间
        海上风电工程需要将凡是能在陆上解决的问题,绝不带到海上完成,所以需要尽最大可能地对海上施工的工艺流程进行优化。单桩需要起吊翻身势必需要吊耳,但在本工程原有设计中,吊耳的存在却又与后续的附属构件产生干涉。按照原设计方案,为避免后继整体式附属构件圈梁无法安装到位,需要在单桩自稳摘钩后由人工在稳桩平台上将吊耳进行割除施工。由于海上作业环境苛刻,考虑到涌浪、机械设备等因素,海上割除两个吊耳后还需进行打磨平整、油漆防腐,这需要耗费5~6小时。

同时,因各个机位的软土覆盖层厚度不一、单桩长度不一,在主吊绳脱钩的时间,翻身吊耳距离平台顶面的高度不一,也就是割除吊耳时的可操作高度存在差异性,使吊耳割除的时间可能进一步增加。为节省割除吊耳的时间,工程最终优化了套笼的设计。在套笼底部增加了两个槽口,避免吊耳和套笼相互干扰,以解决附属构件圈梁无法安装到位的问题。
        2.4主要部件
        (1)对于单桩稳桩平台结构,上部是导向架结构,下部是立柱结构,是钢管焊接的桁架结构。最后在平面下层铺设防沉板以保证稳桩平台结构整体放入海底后的稳定。(2)另外,油缸导向装置与底座通过螺栓连接,底座螺栓孔预留孔位,用于油缸导向装置的移位安装。油缸导向装置通过放置于下部平台上的液压站提供动力和控制作业。同层的4套抱桩油缸即可同步动作也可单独动作,开闭油缸和插拔销油缸均为单独动作,无联动作业工况,高低位抱桩器配备视频监控设施。(3)对于定位桩,它是一种钢板卷制的焊管。为了保障施工人员的安全,需要安装辅助设施,在下部平台及上层抱箍四周设置栏杆。(4)对于电气及液压这种控制系统,将临时桩顶部和稳桩平台采用挂索的装置进行连接。对于电脑操作的操控台、配备高清显示屏幕,各类打桩作业数据、监控画面实时显示,打桩作业时,在操控台显示器上可看到钢管桩倾斜仪传感器显示的数据、可显示抱箍油缸位移传感器的位移数据,可看到打桩作业高低位抱桩器视频监控画面。
        2.5加强机械设备的日常检修
        在工程施工过程中,不可避免地会发生机械设备故障的问题,尤其在平潭这种风浪较大的海域,船舶摆动较大,对锚机和锚缆的损耗将进一步加大。在某工程施工中,现场遇到一次锚机油管爆裂事件,抢修事件约3小时;一次锚缆断裂更换事件,影响约半个工作日;一次震动锤故障,无法使用,错过了一个5天的良好窗口期。其中,震动锤的故障原因具有明显的平潭地区海上施工特点。由于海上窗口期较少,尤其冬季两个窗口期可能间隔很长,工艺桩震动锤正是因为在海上闲置了将近2个月的时间后,因为缺少日常的检修维护,导致了投入施工时故障、无法作业。为了尽最大可能降低设备故障而导致影响窗口期的问题,现场加强了机械设备的检查力度,尽可能利用避风期发现设备隐患问题并解决问题,绝不浪费宝贵的施工窗口期。为了达成这一效果,除了要求施工单位制定设备保养维护规程并填写保养维护记录外,监理单位在非窗口期也会定期在锚地登船,除检查维护记录外,也会要求各项主要设备开机运行,观察设备是否能够正常工作。
        2.6防腐
        对于稳桩平台结构,在运行中需要考虑防腐的问题。要求所有钢管两端必须严格焊接密封。在封闭箱梁内部,要在封闭前涂装环氧富锌防锈底漆两道,并且要求厚度不得小于70μm。
        结语
        综上所述,风电产业作为全球最为热门的可再生清洁能源发电产业之一,它对国家的经济发展和社会进步都具有举足轻重的地位。通过加大基础设施的建设力度,强化政策对风电产业的支持力度,整合风电产业链,来促进风电产业的自主创新,提升风电产业的自身运营管理水平。本文中所介绍的问题和解决措施都是在工程施工过程中实际遇到的,解决方式并不一定完美,但对其他类似工程具有一定的参考价值。
        参考文献
        [1]崔旭阳.探究风电场风机基础大体积混凝土浇筑技术[J].现代物业(中旬刊),2018(11):231.
        [2]苗广威.风电工程风机基础大体积混凝土施工与质量控制[J].科技创新导报,2018(31):18-19.
        [3]王现飞,蔡宇飞.风机基础施工技术[J].科技创新与应用,2018(25):157-158.
        [4]陈绍峰.风力发电场工程风机基础混凝土施工方案[J].中国西部科技,2018(6):17-19.
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