江苏滨海海上风电30万千瓦特许权项目施工方案

江苏滨海海上风电30万千瓦特许权项目施工方案编制：三一电气有限责任公司葛洲坝集团第五工有限程公司2010年7月11风机工程位置及施工条件该项目位于江苏省滨海县废黄河口至扁担港口以东海域，离海岸线距离约21公里，海底地形变化较小，国家1985高程-17.5~-22m，在勘测期间水深17~19m，场区海域面积150km²，计划安装100台3.0MW风机，装机容量300MW。由于受海上风、浪、潮、雾、雷暴等天气的影响，春季风速大，秋季风速小，风暴潮伴随台风和寒潮而来，对施工影响较大时船舶需回港避风。根据海上风机安装施工特点，采取陆上整体拼装后运输到风电场进行整体安装方案，以减少海上作业环节和作业时间。表1.1为滨海风电场年施工有效条数统计表。表1.1年施工有效天数统计项目多年平均天数降水日数12天平均雷暴天数25.8天平均雾天数39.3天平均大风天数39天波高1m78天年施工有效天数（常规设备）171天2场地条件2.1岸上基地选择海上风场建设必须确定一个岸上基地作为桩基础及风机部件的转运场地，转运场地应尽量靠近风场以降低运输成本，提供安装效率。与本工程直线距离为100km以内的陆域施工基地由近及远分别为滨海港、陈家港、射阳港、连云港、大丰港。2图2.1江苏省沿海港口分布图滨海港与本工程距离约25km的。目前滨海港共建有1000t级杂货泊位3个，通过能力35万t/年，但由于翻身河口缺乏必要的挡沙防淤设施的掩护，港池和港道水深难以维护，能满足800t浅吃水杂货船舶进出。港口基础条件差，不适合作为本工程的港口基地。陈家港与本工程风场的直线距离50km以内，可建万吨级码头13座，现有3万吨级宏铭专用码头一座，3000吨级码头2座，1000吨级码头10余座，且有1730m河岸线闲置可供利用。灌河水深13m，正常停靠5000～8000吨级船只不受潮水限制。道路均为混凝土硬化路面，可通行大型车辆。水电等基础设施条件较好，可满足本工程的施工要求。同时，港区内有江苏宏铭船舶有限公司、江苏海丰造船有限公司具备大型钢结构的制造能力。射阳港与本工程风场的直线距离50km以内，现有千吨级泊位5个，目前正在进行万吨级码头的建设工作和航道疏浚工作，2009年8月8日射阳港进港航道整治工程正式开工，2011年内可具备3-5万吨级船舶通航能力，远期规划为10万吨级。港口基础条件差，不适合作为本工程的港口基地。连云港距离风场直线距离为100km以内，为江苏唯一的深水良港，万吨级以上泊位30个。基础设施齐全，满足本工程建设需求。由于连云港为货运码头，吞吐量大，难以长期租用泊位和堆场。大丰港距离风场直线距离为100km以内，已建成万吨级码头2个，在建5-8万吨级码头6个，港口正在筹建风电专用大件码头，计划于2011年底投入使用。该3码头可满足300t平板车（运输5MW机舱）的运输和装载要求。另外码头就近规划风机堆放堆场，供水、供电等基础设施齐全。由于到大丰港附近海上风电项目多，因而难以长期使用该码头，该码头只适合作为风机部件的出港码头。综上，考虑到港口位置、场地道路条件、航道通航条件、基础设施条件及港区配套钢结构制造加工能力，选择陈家港为港口本工程的岸上基地。2.2岸上基地规划灌河是江苏省唯一的在干流上尚未建闸的天然入海潮汐河道，全长74.5公里，在响水境内流程近40公里。河宽水深，四季不冻，终年可以通航，是十分难得的“黄金水道”，称为“苏北的黄浦江”。主航道水深7米，入海口水深10~11米。响水境内属大陆性季风气候区，四季分明，温和湿润，年平均气温14℃左右，年均降水1000毫米左右，无霜期209天。响水县陈家港系国家二类开放口岸，南临省道327公路，西接国道204公路，省道326公路横穿全境，距宁连、宁沪高速50公里，盐连高速15公里。陈家港港口常年不冻，南距上海港374海里，北距连云港29海里。境内可建万吨级码头10余座，年吞吐量500万吨以上。图2.2陈家港港区规划图拟设码头位置，有4个方案，均设置在灌河南岸，均可保证3.5m吃水深度。方案1：距出海口20km的陈家港镇下辛村，有1730m河岸线可供选择，S326路与河岸线粗平，相距2.1km；可取200m河岸线，征地尺寸200m×250m。方案2：距出海口10km的陈家港镇蟒牛村2×60万千瓦的陈家港火力发电厂，4可租用发电厂外营5000t级码头；拼装厂布置位置原规划是物流基地，目前未使用，可租用面积尺寸200m×250m。方案3：距出海口7km的陈家港镇宏铭造船厂，20000~30000t级码头；可租用其码头及相邻闲置用地，租用面积尺寸200m×250m。方案4：距出海口1km的灌云县宏基造船厂；可租用其码头及相邻闲置用地，租用面积尺寸200m×250m。经技术经济比较，优先选用方案1，即在距出海口20km的陈家港镇下辛村河岸设置码头。3施工交通运输3.1场外运输本工程的机组设备由国内生产，最重件为风机机舱，机舱自重136t，轮毂重30t。最长部件为叶片，单片长度50.3m，单片重11.4t，塔筒采用钢管塔架。桩基采用钢管桩和导管架，其中导管架重332t，每台风机基础设计3根Φ2.2m，长68.5m的钢管桩，单桩重约105t。设备运输采用如下方案：1）钢管桩及导管架：由响水县具备大型钢结构制造能力及海岸线的厂家，如江苏宏铭船舶有限公司、江苏海丰造船有限公司，将钢结构制造完成后由厂家直接运输到本工程施工场地。2）风电机组运输方案a）风机厂商至陈家港根据风机厂商与陈家港之间的交通运输条件确定。陈家港陆路和水路交通条较好，可满足风机部件运输要求。由于风机部件的重量大、尺寸大，因而推荐尽量采用水上运输。b）陈家港至风机施工区域场区离岸距离和水深适中，施工条件较为优越，可考虑采用大型驳船进行基础施工物料和风机部件运输。3.2场内运输本工程属于近海区域，水深条件可满足常规船只航行，因而场内交通可通过自航或拖轮牵引进行航行。54机基础施工方案一（三桩导管架方案）风机基础采用三桩导管架组合式基础结构型式，导管架基础为导管架结合桩基的结构。每台风机基础为三根钢管桩，钢管桩直径为2.2m，桩长68.5m，单桩重约105t；导管架采用钢桁架结构，其上部为基础段，下部的导管桁架为正三角形的钢桁架结构，各杆段采用焊接钢管，每个导管架及附属设施重约372t。4.1钢管桩、导管架制作企业选择管桩与导管架均属于大型钢构件，如在工程现场进行加工，其加工质量难以满足要求，因此可考虑：1）钢管桩与导管架均选择响水县及周边区域内的大型钢结构工厂进行卷制、焊接，2）钢管桩与导管架均属特殊型号与尺寸的大型钢构件，陆路运输受公路运输条件限制，选择位于陈家港附近并具备大型钢结构装船的能力。江苏宏铭船舶有限公司位于江苏省盐城市响水县陈家港沿海经济区，总面积约2450亩，岸线长约2000米，地处陈家港镇以北3公里的灌河东岸，以船舶制造为龙头、船舶修理作辅助、钢结构加工是核心。具备本工程的需要的钢结构制造及装船基地。江苏海丰造船有限公司是在浙江海丰和浙江方圆造船有限公司的基础上建立的一家新兴的股份制船舶修造企业，公司座落于江苏响水陈家港港区，占地总面积1200亩，建筑面积达400亩，岸线长度1100米。具备本工程的需要的钢结构制造及装船基地。具备本工程的需要的钢结构制造及装船基地。我方拟选用这两家船厂作为本项目导管架和钢管桩的成品供货商。4.2设备配置表表4.1导管架基础施工设备配置表序号设备名称单位数量用途备注11000t起重船艘1吊放导管架租赁2打桩船艘1钢管桩沉桩自有35000t平板驳艘2钢管桩、基础导管架运输自有41000t平板驳艘1抛填袋装碎石自有5混凝土搅拌船艘1灌浆自有6辅助作业船1艘2混凝土物料运输自有67辅助作业船2艘1配合基础导管架安装和灌浆自有83000HP拖轮艘1拖运施工船租赁92000HP拖轮艘2拖运施工船自有10抛锚艇艘2施工船抛锚自有11交通艇艘5接送施工人员租赁4.3施工流程为保证基础施工的可行性，根据基础的型式，采用先安放导管架后施打钢管桩方案。三桩导管架基础施工流程如下：图4.1导管架基础施工流程4.3.1导管架与钢管桩的运输导管架采用定型钢板螺旋法卷制，自动埋弧焊焊接而成，基础底部的导管采用定型钢管加工而成。导管架各部分组件在陆地上进行防腐处理后，利用船厂的导管架制作导管架运输铺水下辅助平台安装导管架钢管桩沉桩高强度注浆安装上部附件、基础防冲刷处理钢管桩制作钢管桩运输海上沉辅助桩钢管桩、导管架连接调平7出运码头，采用船厂现有的200t起重机吊装到5000t甲板驳上进行组装成成品，并进行临时加固措施，而后用2000HP拖轮拖运至施工现场。在导管架装船运输前，要对所有灌浆管线进行压力试验。灌浆管线段先在地面上进行预试压。当所有灌浆管线焊接到导管架上之后，对整个系统进行试压。钢管桩采用定型钢板螺旋法卷制，自动埋弧焊焊接而成。钢管桩在陆地上进行防腐处理后，利用船厂的出运码头，采用船厂现有的200t起重机吊装到5000t甲板驳上，用2000HP拖轮拖运至施工现场。钢管桩运输过程中，支点必须满足两点法的位置（支点距离桩端0.207L）处，并垫以楔形木，防止滚动，保证层与层间垫木与桩端的距离相等。甲板驳甲板设置垫枕，并保持同一平面。4.3.2海上沉辅助桩由于海床底部为淤泥，为保证导管架安放水平，首先打辅助桩，然后在辅助桩上面安放辅助平台，再安放导管架。每个导管架需要施打辅助桩（钢管桩）4根，桩位布置在导管架位置下部，桩顶控制在泥面附近并尽量保持在同一个高程。辅助桩采用葛洲坝打桩船施打，沉桩施工流程如下：图4.2海上沉辅助桩施工施工流程沉桩船的锚缆布置根据施工现场的地形、水深、风向、土质、障碍物和船舶性能等具体情况，进行锚缆的布置，在船的两侧分别抛八字锚，前后设中心锚缆，水上锚缆的长度大于150m，其与船身的纵横轴线的夹角应分别控制在20度内，同时布设的锚缆与已沉的桩保持一定的距离，防止碰桩。在沉桩前进行锚位的试拉，以便确保锚缆力满足施工要求。压锤定位、收紧缆绳调整龙口垂直度（或斜度）移船就位吊、立桩入龙口取桩复核桩偏位、调整船机龙口调整偏位沉桩移船取桩起锤和替打沉桩记录锤击沉桩8吊桩、运桩钢管桩用甲板驳运输，采用捆桩、二点吊桩工艺。桩尖吊桩扣φ44mm桩顶吊桩扣φ44mm大配扣捆桩扣稳桩扣0.207L0.586L0.207L图4.3钢管桩吊桩工艺图桩定位在岸上设置RTK基准站，在打桩船配备的三台RTK移动站，与船体和桩架倾角检测组件、锤击检测组件、激光测距仪、桩顶标高检测组件、单片机数据采集、A/D转换、接口扩充、系统供电电源、微机及测控软件等部分一起组成打桩定位系统，进行海上沉桩精确定位。沉桩控制及技术要求沉桩以贯入度控制为主，桩顶标高为作校核。当出现贯入度达到规范要求但桩顶标高高出设计标高1m以上时应通知设计人员解决。正式沉桩前，会同设计、业主、监理商定选择有代表性的桩位进行试打桩，通过试桩校验打入桩设备的技术性能、工艺参数及其技术措施的适宜性，为正式沉桩提供确切终锤依据。钢管桩沉桩技术要求如下：（1）开始沉桩时用自重小沉，待桩身有足够的稳定性后，再采用正常锤击沉桩，要求“重锤慢打”。（2）锤、替打和桩在沉桩的时候，其轴线应保持在一条直线，以免偏击和蹩劲沉桩。（3）在自沉或压上锤和替打后，为纠正偏位，只能“微”调船位和龙口，以免过大的调整而造成桩的断、裂。（4）水位变化时时，应随水位的涨、落适时松、紧锚缆，以保持船位不变和防止个别锚缆受力过大。（5）沉桩记录要准确反映停锤时前几阵的贯入度和锤击的反跳高度。（6）沉桩应连续，不要中途停锤，以免土体恢复而增加其对沉桩的阻力。（7）根据起吊锤和替打前、后测量的桩的偏位值，减去定位时偏差和因桩9身（斜桩）自重产生的下垂挠度值，估验是否蹩劲沉桩，给后续沉桩提出警惕。（8）如风力大于6级、波高大于0.5m或水流流速大于1.25m/s，应停止沉桩作业。（9）定期更换锤垫和桩垫，以免因过于击实，使桩承受过大的锤击力。沉桩过程（1）沉桩作业前检查管桩的质量，检查合格证，核对桩长、桩型，