CN104727336A - 浅海风电场大型单管桩基础施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浅海风电场大型单管桩基础施工方法，其包括如下步骤：a、浮箱的定位与固定；b、单管桩捶击沉桩；c、浮箱的撤离；d、安装附属件。本发明的优点在于：1、浮箱造价低廉，总造价约1000万，远低于自升式平台；2、与自升式平台相比，操作简单，不需要复杂的抬升，施工风险低；利用了海水潮涨潮落的特点，在潮落至低潮时浮箱离开水面，具有与自升式平台相同的功能，打桩时不受风浪的影响。

Description

浅海风电场大型单管桩基础施工方法

技术领域

本发明涉及浅海风电行业的施工工程，具体涉及浅海风电场大型单管桩基础施工方法。

背景技术

随着海上风电行业的快速发展，近十几年来，海上风电建设的施工日趋专业化，衍生出多种不同形式的施工船与施工方式。其中，自升式吊船散装施工方式由于有效地避开了海况对安装的影响，在浅海领域中应用最广。

一般的自升式平台配备了起重吊机和4～8根桩腿，在到达现场之后桩腿插入海底支撑并固定驳船，通过液压升降装置可以调整驳船完全或部分露出水面，形成不受波浪影响的稳定平台。平台起重吊机完成对风机基础的起吊，平台配备打桩锤完成对风机基础的沉桩。

该套方法存在如下缺点：

1）自升式平台制造成本高，制造周期长；

2）不适合远距离作业，水深受到限制；

3）需要提前做地质可行性分析，安全风险较大；

有鉴于此，设计一种全新的浅海大型单管桩沉桩工艺，使用普通浮吊船，解决了自升式起重船成本高，安全风险较大的缺点；同时配合使用专门设计的浮箱，克服了使用普通浮吊船抱桩器稳定性无法保障的难题。综合比较，节省了大量的施工成本，同时由于不需要频繁的插拔桩，提高了施工效率，降低了施工风险。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种浅海风电场大型单管桩基础施工方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

浅海风电场大型单管桩基础施工方法，其包括如下步骤：

a、浮箱的定位与固定；

b、单管桩捶击沉桩；

c、浮箱的撤离；

d、安装附属件。

    作为优选方案，步骤A包括如下操作：

a1、先用浮箱装载GPS定位装置，将浮箱抱桩器中心坐标拖至以设计机位为中心方圆1.5~2.5m的位置；

a2、将浮箱4个定位锚拖送抛入海底；

a3、浮箱通过绞锚将抱桩器中心坐标精确定位在设计机位上，控制中心误差小于200mm；

a4、将1000T浮吊船靠泊，将4根锚桩打入定位桩孔后，待涨潮时进行插销固定；

a5、将运输船行驶至浮吊船侧面，并抛4个定位锚定位。

作为优选方案，步骤B包括如下操作：

b1、将两套索具分别挂于一个1000T起重机的2个钩头上，然后将两套索具下端分别挂于单管桩两个吊耳上；

b2.将钢管桩沿着运输船甲板上滑道滑行，当钢管桩抬起至安全高度，同时起升两个钩头，直至钢管桩竖立；

b3.旋转所述1000T起重机臂架，将单管桩放入抱桩器，然后抱紧以抓住所述钢管桩；

b4.下降所述1000T起重机钩头，自沉单管桩；

b5.所述单管桩自沉完毕后，拆除上端吊耳索具，并放置在甲板上；

b6.利用所述1000T起重机将打桩锤起吊至所述单管桩上端，并压锤；

b7.启动打桩锤开始连续沉桩，直至设计高度。

作为优选方案，步骤C包括如下操作：

c1、在高潮位解除锚桩与浮箱间的插销；

c2、松开抱桩器夹臂，使用M200振动锤分别将4根锚桩拔出；

c3、绞锚使浮箱离开机位。

    作为优选方案，步骤D包括如下操作：

     用浮吊船安装防撞管、电缆管或过渡段等相关附属件。

    作为优选方案，所述浮箱包括箱体，所述箱体的底部四角各设有一个锚机，底部两端各设有一个GPS定位装置，两个所述GPS定位装置之间各设有一对定位桩孔。

作为优选方案，所述索具包括1个吊梁、8个卸扣、4套钢丝绳。

本发明具有如下特点：

1、适用于浅海风电场单桩基础施工。

2、使用浮吊船，施工成本低，操作方便，施工风险小。

3、使用一种专门设计的浮箱，解决了在浅海无法坐滩的情况下使用浮吊船，抱桩器稳定性受影响较大，从而无法保障沉桩垂直度的难题。

因此，本发明的优点在于：

1、浮箱造价低廉，总造价约1000万，远低于自升式平台；

2、与自升式平台相比，操作简单，不需要复杂的抬升，施工风险低；

利用了海水潮涨潮落的特点，在潮落至低潮时浮箱离开水面，具有与自升式平台相同的功能，打桩时不受风浪的影响。

附图说明

图1为本发明中的浮箱的结构示意图；

图中：1、箱体；2、锚机；3、定位桩孔；4、GPS定位装置；5、双层抱桩器。

具体实施方式

本发明所提供的浅海风电场大型单管桩基础施工方法，其包括如下步骤

一、浮箱的定位与固定；

1.1浮箱装载GPS，利用锚艇，将浮箱抱桩器中心坐标拖至设计机位中心附近（偏差2米左右）。

1.2利用3艘锚艇将浮箱4个定位锚拖送抛入海底。

1.3浮箱通过绞锚将抱桩器中心坐标精确定位在设计机位上（中心误差小于200mm）。

1.41000T浮吊船靠泊。

1.5浮吊船使用振动锤M200将4根锚桩分别打入海底。

1.5在高平潮期间用插销将浮箱与锚桩固定；低平潮时，浮箱离开水面。

1.6运输船行驶至浮吊船侧面，并抛4个定位锚定位。

以上浮箱的定位、固定与浮吊船、运输船的定位用时约1天。

二、单管桩锤击沉桩

2.1将两套索具（包括1个800T吊梁、8个300T卸扣、2个φ146*16米钢丝绳和2个φ146*32米钢丝绳）分别挂于1000T起重机2个钩头上，然后将两套索具下端分别挂于单管桩两个吊耳上。

2.2钢管桩沿着运输船甲板上滑道滑行，当钢管桩抬起至安全高度，同时缓慢起升两个钩头，直至钢管桩竖立。

2.3旋转1000T起重机臂架，将单管桩放入抱桩器，然后抱紧以抓住钢管桩。

2.4缓慢下降1000T起重机钩头，自沉单管桩。

2.5单管桩自沉完毕后，拆除上端吊耳索具，并放置在甲板上。

2.6利用1000T起重机将打桩锤起吊至单管桩上端，并压锤。

2.7启动打桩锤开始连续沉桩，直至设计高度。

以上单管桩竖立和沉桩用时约1天。

三、浮箱的撤离

3.1在高潮位解除锚桩与浮箱间的插销。

3.2松开抱桩器夹臂，使用M200振动锤分别将4根锚桩拔出。

3.3绞锚使浮箱离开机位。

以上后续作业用时约1天。

四、安装附属件

以上船舶定位、锤击沉桩、安装附属件所有施工过程，所需时间约为4天。

其中，浮箱的结构如图1所示，箱体1的底部四角各设有一个锚机2，箱体1的底部两端各设有一个GPS定位装置4，所述GPS定位装置4之间各设有一对定位桩孔3，两对定位桩孔3之间设有一个双层抱桩器5。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.浅海风电场大型单管桩基础施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、浮箱的定位与固定；

b、单管桩捶击沉桩；

c、浮箱的撤离；

d、安装附属件。

2.如权利要求1所述的浅海风电场大型单管桩基础施工方法，其特征在于，步骤A包括如下操作：

a1、首先利用浮箱装载的GPS设备，将抱桩器中心定位在以设计机位为中心，方圆1.5~2.5m的范围内；

a2、将浮箱4个定位锚拖送抛入海底；

a3、浮箱通过绞锚将抱桩器中心坐标精确定位在设计机位上，控制中心误差小于200mm；

a4、将1000T浮吊船靠泊，将4根锚桩打入定位桩孔后，待涨潮时进行插销固定；

a5、将运输船行驶至浮吊船侧面，并抛4个定位锚定位。

3.如权利要求1所述的浅海风电场大型单管桩基础施工方法，其特征在于，步骤B包括如下操作：

b1、将两套索具分别挂于一个1000T起重机的2个钩头上，然后将两套索具下端分别挂于单管桩两个吊耳上；

b2.将钢管桩沿着运输船甲板上滑道滑行，当钢管桩抬起至安全高度，同时起升两个钩头，直至钢管桩竖立；

b3.旋转所述1000T起重机臂架，将单管桩放入抱桩器，然后抱紧以抓住所述钢管桩；

b4.下降所述1000T起重机钩头，自沉单管桩；

b5.所述单管桩自沉完毕后，拆除上端吊耳索具，并放置在甲板上；

b6.利用所述1000T起重机将打桩锤起吊至所述单管桩上端，并压锤；

b7.启动打桩锤开始连续沉桩，直至设计高度。

4.如权利要求1所述的浅海风电场大型单管桩基础施工方法，其特征在于，步骤C包括如下操作：

c1、在高潮位解除锚桩与浮箱间的插销；

c2、松开抱桩器夹臂，使用M200振动锤分别将4根锚桩拔出；

c3、绞锚使浮箱离开机位。

5.如权利要求1所述的浅海风电场大型单管桩基础施工方法，其特征在于，步骤D包括如下操作：

    用浮吊船安装防撞管、电缆管或过渡段等相关附属件。

6.如权利要求2所述的浅海风电场大型单管桩基础施工方法，其特征在于，所述浮箱包括箱体，所述箱体的底部四角各设有一个锚机，底部两端各设有一个GPS定位装置，两个所述GPS定位装置之间各设有一对定位桩孔。

7.如权利要求3所述的浅海风电场大型单管桩基础施工方法，其特征在于，所述索具包括1个吊梁、8个卸扣、4套钢丝绳。