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1、上海东海大桥海上风电工程施工方案中港第一航务工程局第一工程公司 2006 年 7 月中港第一航务工程局第一工程公司1目录1、工程概况 . . 11.1 基础工程 . 11.2 海上风机 . 22、基础施工方案 . . 22.1 单桩方案 . 22.2 多桩方案 . 73、风机的安装方案 . . 93.1 7000t浮船坞安装风机的施工方案 . 93.2 1800t起重船安装风机的施工方案 12 4、安装进度 . 15 4.1 单桩方案 15 4.2 多桩方案 15 中港第一航务工程局第一工程公司11、工程概况上海东海大桥海上风电工程位于上海南汇外侧的东海面上，在预可研报告中总共安装50 台风机
2、，风机型号暂按最大型号3600KW 考虑，风机平行于东海大桥布置，大桥东侧布置4 排，大桥西侧布置2 排，南北向间距为 600m ，东西向排距为 800m 。海上风电工程施工可分为基础施工和海上风机安装两大部分。1.1 基础工程1.1.1 单桩方案1.1.1.1 钢管桩基础风机基础为单根大直径钢管桩，钢管桩直径为4.8m，壁厚 45mm ，桩长 50m ，重量 282.3t ；钢管桩顶标高为 +3.0m，底标高为 -47m，泥面标高约-10.0m。 钢管桩穿越的土层自上而下分别为： 4.6m厚1灰色淤泥、7.9m厚灰色淤泥质粘土、 4.6m厚灰色粘土、 9m厚1-1黄砂质粉土、 10.9m厚1
3、-2 黄色粉砂。1.1.1.2 地基护面为防止桩周泥面冲刷， 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：700 m3。1.1.2 多桩方案1.1.2.1 钢管桩基础多桩方案采用高桩承台结构，每台风机基础为 9 根直径为 1.2m 的钢管桩，中心处 1 根为直桩，周边8 根为 61 斜桩，长度 46m ，钢管桩顶标高为+2.5m。钢管桩穿越的土层同单桩方案。1.1.2.2 护面桩周泥面抛填 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： 600 m3。1.1.2.2 承台中港第一航务工程局第一工程公司2承台为现浇C40 钢筋混凝土园柱
4、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。为形成承台混凝土干施工条件，钢套箱底部浇注 80cm厚 C30封底混凝土。1.2 海上风机海上风机在 +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。海上风机组装部件的尺寸和重量见下表：海上风机组装部件尺寸重量表技术指标组 装 部 件名称尺寸（ m ）重量（ t ）厂家Ge 底座连接件高 5m 机型3.6S 塔架高 80m 200 单机容量（ KW ）
5、3600 叶片73 叶轮直径（ m ）104 机舱1044 220 扫风面积（ m2）8495 轮毂15 2、基础施工方案2.1 单桩方案2.1.1 施工顺序定位驳抛锚就位 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。2.1.2 施打钢管桩2.1.2.1 施工工艺施打钢管桩采用二条2000t 方驳运桩、一条2000t 方驳定位、 500t中港第一航务工程局第一工程公司3起重船吊 S-1000 型液压打桩锤锤击沉桩的施工工艺。2.1.2.2 主要施工
6、设备 2000t 运桩方驳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。 2000t 定位方驳在 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；方驳技术性能表类型 项目单位1000t 方驳2000t 方驳3000t 方驳总长m 55.40 62.20 72.00 型宽m 14.00 18.60 19.05 型深m 3.30 3.60 4.30 满 载 吃 水m 3.10 2.55 3.10 满 载 吃 水t 1.80 1.56 2.02 500t 起重船500t 起重船为固定扒杆，舷外吊距30m
7、 ，水上吊高60m 时可吊重500t，可以满足施打钢管桩的技术要求。500t 起重船技术性能表总长（m ）60.30 起 重 量 （t ）主钩2502 型宽（m ）26.00 副钩100 型深（m ）5.00 索具钩102/5 中港第一航务工程局第一工程公司4满载吃水（ m ）3.80 水上吊高（ m ）60.00 空载吃水（ m ）3.20 舷外吊距（ m ）30.00 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，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工 作 参 数最大锤击能knm 1000 液 压 系
8、 统 参 数工作压力bar 280 最小锤击能knm 40 液压油流量L/min 2800 锤击频率击/ 分45 装机功率kw 1700 液压油管mm 100 重 量锤胆t 46 尺 寸外径mm 1520 锤体t 106 锤长mm 13280 2.1.2.3 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
9、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，完中港第一航务工程局第一工程公司5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）。立桩过程示意图钢管桩吊耳板主钩 1 主钩 2 副 钩副 钩主钩 1 主钩 2 主钩 1 主钩 2 副 钩主钩 1 主钩 2 立桩步骤 1：一个主钩和一个副钩 将钢管桩水平吊起至一定高度。立桩步骤 2：起主钩、落副钩，使钢 管桩由水平
10、状态变为倾斜状态。立桩步骤 3：当钢管桩接近竖直状 态时，完全松开副钩。立桩步骤 4：通过调整二个主钩， 使钢管桩处于竖直状态。中港第一航务工程局第一工程公司6 施打钢管桩吊起钢管桩处于竖直状态后，通过收放锚缆移动500t 起重船，钢管桩顺定位方驳上的导向架插入泥面，使其垂直下沉，钢管桩自沉稳定后，将钢管桩与导向架临时固定，500t 起重船脱钩，通过俯扒杆从定位方驳上吊起液压打桩锤和替打，然后起扒杆，落钩头，将液压打桩锤和替打对准钢管桩桩顶，将替打套在桩顶，开启液压打桩锤，使钢管桩锤击下沉至设计标高。锤击钢管桩结束后， 500t 起重船吊起液压打桩锤和替打放回定位方驳上。 安装风机底座连接件沉
11、桩完毕后，由 500t 起重船从运桩方驳上吊起底座连接件安装在已沉桩完毕的桩顶上，安装时由辅助船上的人员在连接件与桩顶之间填塞专利胶泥材料，并调整连接件的垂直度。风机底座连接件安装完毕后，定位方驳、运桩方驳和500t 起重船等工作船由 2640HP拖轮拖至下一台风机位置，重复上述过程，直至50 台风机的桩和底座连接件全部安装完毕。2.1.2.4 主要施工船机配置主要施工船机配置表序号船机设备名称单位数量用途1 500t 起重船艘1 沉桩、安装底座连接件2 2640HP拖轮艘2 拖运施工船舶3 2000t 方驳艘1 定位、导向、放打桩锤等4 2000t 方驳艘2 运输钢管桩和底座连接件5 100
12、0t 辅助船艘1 配合施工6 抛锚艇艘1 施工船舶抛锚中港第一航务工程局第一工程公司77 交通艇艘1 接送施工人员2.1.2.5 工效分析每台机位的施工周期为：施工船舶抛锚驻位1 天，振沉钢管桩和安装底座连接件 1 天， 风浪天影响 3 天， 共计 5 天。 50 台风机共需 550=250天。2.1.3 抛填块石护面2.1.3.1 施工工艺抛填护面块石采用1000t 方驳装运块石后，用1670HP拖轮拖运到现场，运输方驳靠在方驳钩机组一侧后，方驳钩机组上的钩机钩块石进行抛填。抛填时方驳钩机组上设专人指挥移船、测量水深，控制抛石均匀和抛石面的标高。2.1.3.2 主要施工船机配置主要施工船机配
13、置表序号船机设备名称单位数量用途1 1000t 方驳钩机组艘1 定位、测深、抛填2 1000t 方驳艘2 装运块石3 1670HP拖轮艘1 拖运方驳4 交通艇艘1 接送施工人员2.1.6.3 工效分析每台机位需要抛填护面块石约为700 m2，需要装 2 驳，按每天抛填一航次计，则需要的作业天数为2 天。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 450=200天。2.2 多桩方案2.2.1 施工顺序中港第一航务工程局第一工程公司8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浇注封底混凝土拆除钢套箱2.2.
14、2 水上打钢管桩2.2.2.1 施工工艺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，二条2000t 方驳运桩，每驳可装18 根钢管桩。2.2.2.2 主要施工船机配置主要施工船机配置表序号船机设备名称单位数量用途1 打桩船艘1 水上打桩2 2000t 方驳艘2 装运钢管桩3 4000HP拖轮艘1 拖运打桩船4 1670HP拖轮艘1 拖运方驳5 抛锚艇艘1 施工船舶抛锚6 交通艇艘1 接送施工人员2.2.2.3 工效分析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 650=300天。2.2.
15、3 抛填高强土工网袋装碎石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，抛填时设专人指挥移船、测量水深，控制抛填均匀和抛填面的标高。抛填袋装碎石可在承台施工期间进行施工，因此占用工期。2.2.4 承台施工中港第一航务工程局第一工程公司92.2.4.1 施工工艺承台混凝土采用钢套箱、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，形成干
16、施工条件，在钢套箱内绑扎钢筋后，浇注承台混凝土。2.2.4.2 主要施工船机配置主要施工船机配置表序号船机设备名称单 位数量用途1 155t 起重船艘1 吊装钢套箱2 2000t 多功能驳艘5 配合钢筋、安装钢套箱3 120m3/h 混凝土拌和船艘1 浇注混凝土4 2000t 方驳艘2 组装运输、钢套箱5 26400HP拖轮艘2 拖运施工船舶6 抛锚艇艘1 施工船舶抛锚7 交通艇艘1 接送施工人员2.2.4.3 工效分析每个承台的施工周期为30天，如同时开 5 个作业面，则平均6 天可完成一个承台， 50 台风机共需 650=300天。3、风机的安装方案3.1 7000t浮船坞安装风机的施工方案3.1.1 浮船坞安装风机的思路国外通常采用带液压支腿的移动平台安装海上风机，原因主要就是中港第一航务工程局第一工程公司10为了吊装时避开海浪对施工船舶的影响。浮船坞可以座底作业，如将座底后的浮船坞作为吊装风机的作业平台，利用该作业平台上的750t 履带吊机进行吊装风机，同样能达到避开海浪颠簸的目的。
