海上风电机组的基础施工质量控制技术研究

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　　摘要：文章介绍海上风电机组的几种基础技术，重点介绍桩式基础施工技术的4种方案，详细介绍海上风电机组的基础施工方法以及施工过程中进行质量控制的几点措施，仅供同行参考。
　　关键词：海上风电机组;基础施工;质量控制
　　1引言
　　 海洋风能资源丰富，海上风能具有风速大，风向稳定，湍流强度小的优点，已成为国内外开发利用的重点。海上风电场的建设与陆上风电场有着较大的不同，其风电机组设备所占用的成本占总投资的比例较小，但是机组的基础施工费用占总投资的比例较高，而且我国目前的海上风电机组的基础施工技术与国外先进技术还有着较大的差距，不仅缺乏工程项目技术经验，而且相关的技术标准和服务体系的建设不够完善。因此就是针对此技术以及质量控制措施来进行深入研究。
　　2海上风电机组的基础技术
　　2.1海上风电机组的基础技术概述
　　海上风力发电机的基本技术主要分为两大类：海上风电项目，包括通用技术和专有技术。其中前者包括海上平台、海上桩基、海上桥梁等目前比较成熟的施工技术，而后者则包括海上风资源评估、海上风电场的设计、施工、安装、运输和维护等新技术。其中的技术重点和难点为海上风电场风电机组的基础施工和安装。
　　目前海上风电机组的基础按照结构形式的不同分为重力式、桩式和浮置式基础三种，其中重力式基础比较适用于水深较浅的区域，且由于其沉箱部分可以在岸上制造，不需要进行打桩，因此施工成本较低。桩式基础适用于水深超过30m的海域中，由于基岩层离海床较远尤其是在遇到较为坚硬的岩石海床时，其施工成本较高，施工难度也较大，其基础施工技术主要分为以下几种。
　　2.2桩式基础施工技术
　　针对桩式基础的特点提出的施工方案中，单桩式基础是目前比较常用的基础形式，其施工方法分为两种，第一是在将管状桩基使用打桩锤在指定地点打入规定深度;二是先在海床用钻机打孔，然后在桩内用水泥进行浇注。三脚架组合基础施工是使用三个三角形钢管桩定位在海床上，而桩顶采用钢管套支撑上部结构。四柱组合基础由四个桩组成，在海床上均匀排列成方形。桩顶导管架的四根桩腿固定在这些桩上，且之间采用三层斜撑相连。多桩承台群桩基础是近年来开始应用的新形式，通常应用于较深的海域中，且比较适用于淤泥层较厚的海域，其施工技术为将多根预制钢管桩用船舶运至施工现场由打桩船进行打桩作业，基础的制作是通过对桩基础和缸套箱模板进行混凝土浇筑来进行的，并将桩基础以及缸套箱模板浇筑混凝土来制作基础，最后将这些根桩连成一个整体结构，并将缸套箱进行拆除。
　　3海上风电机组的基础施工方法
　　3.1钢管桩安装
　　在进行钢管桩安装时，所采用的主要的工艺步骤介绍如下：首先是进行吊柱，然后在开展工程测量并确定沉桩的位置之后，开展下桩和稳桩操作，保证沉桩施工的稳定性。然后在此基础上来开展沉桩的锤击施工，锤击完成之后检查钢桩，在检查合格之后进行划桩操作。之后进行桩船和桩驳驻位的施工，在上述沉桩作业完成之后，也就是满足桩顶标高的要求之后停止锤击作业，然后对上述打桩过程的记录进行生成。首先在钢管桩运至现场之后由监理人员对书面合格证等相关资料以及现场钢管桩进行验收，在确定沉桩顺序后进行沉桩作业。提升时，确保将吊钩和钢丝绳轻轻放在桩上。离开桩驳时要迅速不能出现拖桩和碰桩现象，测量定位采用GPS系统。在打桩操作中，锤击类型用于锤击方法，并且在击球过程中应严格监视和控制穿透程度的变化。每座风机基础的钢管桩沉桩作业完成后要进行夹桩处理，并在承台桩上设置警戒灯。
　　3.2缸套箱安装
　　首先，使用成型钢框架将堆垛桩用于将围堰固定在规定范围内。在对设计桩顶标高进行测量之后将桩顶割除至设计高度，便于进行缸套箱的安装。在桩顶处理完成之后需要进行带钢底板的缸套箱的整体吊装和安装，并进行底板加固和封孔。
　　3.3基础承台施工
　　 首先，通过渠道焊接，螺旋肋，网肋，浇筑混凝土和混凝土养护来加固桩。后盖混凝土达到设计强度的80%后，进行减压孔堵塞，张拉杆切割和桁架梁拆除工作，采用钢芯吊笼和钢筋笼吊装，以及桩芯混凝土施工。最后进行承台钢筋的绑扎、连接钢管等预埋件的预埋作业、承台混凝土的一次性浇筑以及混凝土养护等工作。
　　4海上风电机组的基础施工质量控制与保证
　　在进行海上风电机组的基础施工之前，首先要做好项目经济部组织机构的设置。在确定合理的组织机构之后，还要对组织机构中各个部门、责任人和具体岗位的职责内容进行明确规定。其次，在选拔施工人员时，不应从人才市场临时招聘没有工作经验且专业素质较低的人员，而应选择具有相关专业资质。具有丰富施工经验的熟练工人。再次，在施工过程中应保证施工场地内的供水和供电正常。最后，加强现场施工人员、船舶上的管理人员以及救援部门之间的实时沟通和联系，确保施工作业的安全。
　　在进行制桩、运桩和沉桩作业中，不仅需要按照设计图纸进行制造，并按照现骨干技术规范进行加工，还要在进行运输之前进行全面严格的质量验收，在运输过程中应对钢管桩采取相应的防腐涂层的保护措施。在沉桩锤击作业时还应采取避免偏心锤击的问题，沉桩作业完成后及时进行桩头连接操作，并在完成区域设置标志以及相应的警示灯。
　　5结语
　　 海洋风能资源丰富，海上风能具有风速大，风向稳定，湍流强度小的优点，已成为国内外开发利用的重点。然而，由于其特殊性，海上风电机组的基础结构具有很高的施工难度。为了对其施工质量进行控制，在对海上风电机组的基础施工技术进行分析的基础上，研究施工过程中需要进行质量控制的重点阶段，提出具体的基础施工方法，此外还应采取相应的质量制度、质量技術和材料质量的保证措施，确保海上风电机组的基础施工质量。
　　参考文献：
　　[1] 胡道亮， 伏广臣. 海上风电机组的基础施工质量控制技术分析[J]. 工程技术：引文版， 2016（5）：00121-00121.
　　[2] 杨建. 海上风力发电机组基础形式及施工工艺研究[J]. 工程技术：引文版， 2016（5）：00238-00238.
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