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CN112411603A - 一种海上风电升压站的安装施工工艺 - Google Patents

一种海上风电升压站的安装施工工艺 Download PDF

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CN112411603A
CN112411603A CN202011315423.4A CN202011315423A CN112411603A CN 112411603 A CN112411603 A CN 112411603A CN 202011315423 A CN202011315423 A CN 202011315423A CN 112411603 A CN112411603 A CN 112411603A
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CN
China
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steel pipe
pile
pipe pile
lifting
jacket
Prior art date
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Pending
Application number
CN202011315423.4A
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English (en)
Inventor
陈伟球
朱军
安志才
邹涛
裴立勤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Huadian Heavy Industries Co Ltd
Nantong Taisheng Blue Island Offshore Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Huadian Heavy Industries Co Ltd
Nantong Taisheng Blue Island Offshore Co Ltd
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Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU, Huadian Heavy Industries Co Ltd, Nantong Taisheng Blue Island Offshore Co Ltd filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202011315423.4A priority Critical patent/CN112411603A/zh
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Abstract

本发明涉及一种海上风电升压站的安装施工工艺,海上风电升压站包括由下至上依次连接的桩基础、导管架以及上部组件,桩基础由四根钢管桩组成,包括准备船舶、抛锚就位、预调查、安装定位模架装置、插打钢管桩、清理钢管桩内泥土、复打钢管桩与测量、导管架安装、水下灌浆、切割止滑块、上部组件安装及焊接。本发明具有如下优点:保证钢桩的定位精度以及承载力,保证风电升压站的安装稳定度。

Description

一种海上风电升压站的安装施工工艺
技术领域:
本发明涉及海上风电安装领域,具体地说是一种海上风电升压站的安装施工工艺。
背景技术:
海上升压站包括桩基础、导管架以及上部组件,桩基础、导管架以及上部组件由下至上依次设置,桩基础竖直打入海底泥面,海上升压站的桩基础由四根钢桩组成。目前海上风电升压站在安装施工时,通常将桩基础插打入海底泥面,再将导管架下方的支撑腿对应插入钢管桩内,最后将上部组件与导管架焊接固定,在安装施工过程中,具有如下缺陷:
专利号201810622174.X一种海上风力发电机组桩基承台基础及其施工方法,公开了关于桩基础打桩的工艺,通过一种便于钢桩(钢管桩)沉桩的定位模架,如图6所示,由桁架支撑桩10、围绕于桁架支撑桩10外部的定位桁架11及双层钢套筒24组成,定位模架在安装使用时,先将桁架支撑桩10竖直打入海底,然后通过水上起重平台吊起后将定位桁架11及双层钢套筒24插入桁架支撑桩10,并通过锁紧螺栓锁紧,再插打钢桩(钢管桩),钢桩插打完毕后拆除定位模架的定位桁架11及双层钢套筒24,再拆除桁架支撑桩10;
首先,桁架支撑桩10为单个桩体结构,为支撑插打的钢桩,需要桁架支撑桩10的长度较长,因此对于桁架支撑桩在海上作业中的吊装及插打本身在垂直度方面无法得到保证,无法为插打钢桩提供有效的定位作用,而定位模架的水平度决定了钢桩的垂直度,再将定位桁架11及双层钢套筒24通过锁紧螺栓与桁架支撑桩10实现锁紧固定,在桁架支撑桩10的垂直度无法得到精确保证的前提下,再通过人工锁紧的结构精度更差,定位精确度无法得到保证;
其次,采用桁架支撑桩10的定位模架装置的结构,拆除时需要启动振动锤和卷扬机往上拔桁架支撑桩10,由于桁架支撑桩10的长度较长,在拆除过程中一旦发生晃动,则影响周围的已经插打完毕的钢桩的垂直度,桁架支撑桩10在上拔过程中对海底泥面产生一定波动,影响钢桩的插打稳定度,而钢桩的稳定度、垂直精度无法得到精确保证时,整个风电升压站的稳定度无法得到保证。
发明内容:
本发明的目的是为了克服以上的不足,提供一种海上风电升压站的安装施工工艺,保证钢桩的定位精度以及承载力,保证风电升压站的安装稳定度。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种海上风电升压站的安装施工工艺,海上风电升压站包括由下至上依次连接的桩基础、导管架以及上部组件,桩基础由四根钢管桩组成,包括准备船舶、抛锚就位、预调查、安装定位模架装置、插打钢管桩、清理钢管桩内泥土、复打钢管桩与测量、导管架安装、水下灌浆、切割止滑块、上部组件安装及焊接;具体步骤包括:
S1、准备船舶:工作现场准备1500t起重工程船以及4000t全回转起重船;
S2、抛锚就位:按起抛锚作业程序进行抛锚作业,采用八点锚泊方式进行抛锚就位,1500t起重工程船通过绞紧锚缆使其到达设计的安装位置;
S3、预调查:安排潜水员下水对设计安装区域海床面进行预调查;
S4、安装定位模架装置:定位模架装置包括多个圆筒以及多个打桩套筒,每个圆筒的上端均固定连接有抽泥泵,圆筒的上端还设有注水机构,圆筒上侧的外侧壁上设有姿态传感器,任一打桩套筒的外侧壁上折弯向上设有一L型状的测量柱,测量柱的上端设有棱镜,棱镜与全站仪连接,全站仪、注水机构以及抽泥泵通过PLC系统控制;安装时,通过圆筒外侧壁上的姿态传感器对定位模架装置的水平度实时监测,通过全站仪测量棱镜,并结合姿态传感器的数据,推算出每个打桩套筒的高程数据,并将信号反馈到PLC控制系统,PLC控制系统向圆筒顶端的抽泥泵发出指令从而控制抽泥泵的抽泥速度,通过抽泥泵的抽泥速度来控制定位模架装置的最终水平度以及高程;
S5、插打钢管桩:在钢管桩的首部区域焊接起桩用吊耳,利用浮吊船主钩起桩,将吊装索具挂至起桩吊耳上,起重船起钩,使得钢管桩竖立,之后将钢管桩吊放入水,套入定位模架装置上的打桩套筒内,利用打桩锤将钢管桩打桩至对应的打桩套筒内,四根钢管桩打桩完毕后通过注水机构向圆筒底部进行注水,再使用浮吊船将定位模架装置进行吊离;
S6、清理钢管桩内泥土:钢管桩内的泥土使用气升式抽泥器进行清除,气升式抽泥器按照抽泥深度设计成指定长度,预先制作完成,利用起重船的吊钩将气升式抽泥器吊放入钢管桩内,气升式抽泥器的抽泥端倾斜于钢管桩的延伸方向设置,由空压机供应压缩空气至抽泥器内进行抽泥作业,抽泥完成后,安排潜水员下水,携带高压水枪至钢管桩内,进一步冲洗钢管桩内泥土;
S7、复打钢管桩与测量:在完成钢管桩打桩作业的7-14天后,对其中的一根钢管桩进行复打作业并安排测量人员对钢管桩顶高程进行测量;
S8、导管架安装:根据钢管桩顶高程测量的数据,调整导管架底部垫板的高度,并在钢管桩内泥土清理完成后,潜水员水下安装25cm-30cm的混凝土隔层至钢管桩内,将导管架通过1500t浮吊船进行吊装,1500t浮吊船将导管架吊放入水后,进行插入钢管桩作业,并安排潜水员下水观察,指挥人员根据水下清下进行吊机方向及跨度的调整,使导管架下端的支撑腿插入对应的钢管桩内;
S9、水下灌浆:在导管架下端的支撑腿与对应的钢管桩之间形成的环形空间内通过灌浆机进行灌浆,灌浆机将灌浆材料压入环形空间内,直至环形空间顶部出现溢浆位置;
S10、切割止滑块:待泥浆凝固后,安排潜水人员下水切割导管架底部的止滑块;
S11、上部组件安装及焊接:采用4000t全回转起重船吊装上部组件,上部组件通过起重船的吊装索具实现四点竖直起吊,吊绳与铅垂线的夹角不超过5°;起吊上部组件,上部组件上的立柱完全放置在导管架上后,安排焊工进行上部组件与导管架之间进行焊接。
本发明的进一步改进在于:步骤S4中,所述多个打桩套筒置于多个圆筒的外部,多个圆筒形成的中心与多个打桩套筒形成的中心呈同心设置,多个圆筒与多个打桩套筒通过支撑架组固定连接,圆筒的上端面凸出打桩套筒的上端面设置;抽泥泵的出口端连通管路,管路由上至下贯穿圆筒设置。
本发明的进一步改进在于:注水机构包括置于圆筒上端的离心泵、压力表以及注水管,注水管由上至下贯穿圆筒设置。
本发明的进一步改进在于:支撑架组包括连接相邻两圆筒的第一支撑杆以及连接相对角位置的两圆筒的第二支撑杆,第一支撑杆与第二支撑杆水平设置,第一支撑杆与第二支撑杆置于圆筒的上侧位置;
支撑架组还包括连接相邻两打桩套筒的第三支撑杆,圆筒的外侧壁向着对应的打桩套筒倾斜延伸有第一倾斜杆,第一支撑杆的中心位置向两侧对应的打桩套筒别倾斜延伸有第二倾斜杆。
本发明的进一步改进在于:圆筒包括上下嵌合的上筒体以及下筒体,下筒体的上端向上筒体的方向凸出设置,上筒体的下端面具有容下筒体的上端嵌入的槽口,下筒体的两侧的分别设有竖向设置的液压缸,液压缸的驱动端与上筒体的下端面固定连接,同时上筒体与支撑架组固定连接;
当定位模架装置的最终水平度以及高程没有在预定数值内时,PLC控制系统对液压缸发出信号指令,驱动液压缸升降,使多个打桩套筒各个位置的水平度以及高程在预定数值内。
本发明的进一步改进在于:打桩套筒的上端具有向外扩散的导向口。
本发明的进一步改进在于:步骤S1中,1500t起重工程船用于现场导管架和桩基础的施工及安装、灌浆施工、物料设备,4000t全回转起重船用于上部组件的安装。
本发明的进一步改进在于:步骤S3中,预调查的内容包括调查安装区域海床面的平整度以及海管、海缆、锚缆的存在。
本发明的进一步改进在于:步骤S11中,起重船的吊装索具包括两水平对应设置的吊梁,吊梁的上端设有第一卸扣,吊梁的下端设有第二卸扣,第一卸扣与起重船的吊钩之间通过第一钢丝绳圈连接,上部组件的上端具有四个第三卸扣,第三卸扣形成矩形状结构,第三卸扣与对应的第二卸扣之间通过第二钢丝绳圈连接,第二钢丝绳圈竖直设置。
本发明的进一步改进在于:第一卸扣的额定载荷为1250T,第二卸扣与第三卸扣的额定载荷均为1000T,第一钢丝绳圈的规格为Φ282mm×15m,第二钢丝绳圈的规格为Φ258mm×10m,第一钢丝绳圈与吊梁的夹角为65°,第二钢丝绳圈与上部组件的夹角为77°。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明改变传统的定位模架装置,采用多个相互连接的圆筒结构来替代长度较长的桁架支撑桩,既能保证定位模架装置的水平稳定性,同时又可大大缩短圆筒的纵向长度,便于定位模架装置快速定位至海底泥面层,定位模架装置定位安装时,通过抽泥泵抽出预定位置的海底泥面层的泥浆以及抽泥泵的速度来控制定位模架装置的高程,拆除定位模架装置时通过注水机构向海底泥面层注水以及吊装工作实现快速拆除;全站仪精确测量棱镜,并结合姿态传感器的姿态数据,推算出每个打桩套筒的高程数据,通过圆筒圆周上的姿态传感器对定位模架装置的水平度实时监测,通过控制圆筒上端的抽泥泵的速度来控制各个圆筒入泥速度,以达到控制整个定位模架装置的水平度以及最终高程,而液压缸对打桩套筒的高度进行精调平,从而保证定位模架装置的水平度以及程高,保证钢管桩插打定位模架装置的打桩套筒内的定位精度。
2、对插装完毕后的钢管桩通过倾斜设置的气升式抽泥器进行抽泥工作,倾斜设置的抽泥器对抽泥端的泥浆具有一定的导向作用,提高了抽泥效率;利用抽泥器的内水和气的混合密度小于抽泥器周围的水密度,造成压力差从而对抽泥器内的泥浆产生提升力。
附图说明:
图1为本发明的定位模架装置的结构示意图。
图2为图1的A-A向剖视图。
图3为本发明的吊装索具与上部组件的连接示意图。
图4为本发明的吊装索具与上部组件的连接侧视图。
图5为本发明的上部组件吊装至导管架上方的位置示意图。
图6为本发明的现有技术的定位模架的结构示意图。
图中标号:
1-圆筒、2-打桩套筒、3-支撑架组、4-抽泥泵、5-注水机构、6-管路、7-姿态传感器、8-测量柱、9-棱镜、10-导向口、11-上筒体、12-下筒体、13-槽口、14-液压缸、15-钢管桩、16-吊梁、17-第一卸扣、18-第二卸扣、19-第一钢丝绳圈、20-第二钢丝绳圈、21-第三卸扣、22-导管架、23-上部组件、24-吊钩;
31-第一支撑杆、32-第二支撑杆、33-第三支撑杆、34-第一倾斜杆、35-第二倾斜杆;
51-离心泵、52-压力表、53-注水管;
60-吊装组件、601-第一吊耳、602-第二吊耳、603-第三吊耳、604-第四吊耳、605-吊绳组、6051-卸扣a、6052-第一钢丝绳、6053-卸扣b、6054-第二钢丝绳、6055-第三钢丝绳。
具体实施方式:
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
本实施例一种海上风电升压站的安装施工工艺,海上风电升压站包括由下至上依次连接的桩基础、导管架22以及上部组件23,桩基础由四根钢管桩15组成,包括准备船舶、抛锚就位、预调查、安装定位模架装置、插打钢管桩、清理钢管桩内泥土、复打钢管桩与测量、导管架安装、水下灌浆、切割止滑块、上部组件安装及焊接;具体步骤包括:
S1、准备船舶:工作现场准备1500t起重工程船以及4000t全回转起重船;
S2、抛锚就位:按起抛锚作业程序进行抛锚作业,采用八点锚泊方式进行抛锚就位,1500t起重工程船通过绞紧锚缆使其到达设计的安装位置;
S3、预调查:安排潜水员下水对设计安装区域海床面进行预调查;
S4、安装定位模架装置:定位模架装置包括多个圆筒1以及多个打桩套筒2,每个圆筒1的上端均固定连接有抽泥泵4,圆筒1的上端还设有注水机构5,圆筒1上侧的外侧壁上设有姿态传感器7,任一打桩套筒2的外侧壁上折弯向上设有一L型状的测量柱8,测量柱8的上端设有棱镜9,棱镜9与全站仪连接,所述全站仪、注水机构5以及抽泥泵4通过PLC系统控制;安装时,通过圆筒1外侧壁上的姿态传感器7对定位模架装置的水平度实时监测,通过全站仪测量棱镜9,并结合姿态传感器7的数据,推算出每个打桩套筒2的高程数据,并将信号反馈到PLC控制系统,PLC控制系统向圆筒1顶端的抽泥泵4发出指令从而控制抽泥泵4的抽泥速度,通过抽泥泵4的抽泥速度来控制定位模架装置的最终水平度以及高程;
S5、插打钢管桩:在钢管桩15的首部区域焊接起桩用吊耳,利用浮吊船主钩起桩,将吊装索具挂至起桩吊耳上,起重船起钩,使得钢管桩15竖立,之后将钢管桩15吊放入水,套入定位模架装置上的打桩套筒2内,利用打桩锤将钢管桩15打桩至对应的打桩套筒2内,四根钢管桩15打桩完毕后通过注水机构5向圆筒1底部进行注水,再使用浮吊船将定位模架装置进行吊离;
S6、清理钢管桩内泥土:钢管桩15内的泥土使用气升式抽泥器进行清除,气升式抽泥器按照抽泥深度设计成指定长度,预先制作完成,利用起重船的吊钩将气升式抽泥器吊放入钢管桩15内,气升式抽泥器的抽泥端倾斜于钢管桩15的延伸方向设置,由空压机供应压缩空气至抽泥器内进行抽泥作业,抽泥完成后,安排潜水员下水,携带高压水枪至钢管桩15内,进一步冲洗钢管桩15内泥土;
S7、复打钢管桩与测量:在完成钢管桩15打桩作业的7-14天后,对其中的一根钢管桩15进行复打作业并安排测量人员对钢管桩15顶高程进行测量;
S8、导管架安装:根据钢管桩15顶高程测量的数据,调整导管架22底部垫板的高度,并在钢管桩15内泥土清理完成后,潜水员水下安装25cm-30cm的混凝土隔层至钢管桩15内,将导管架22通过1500t浮吊船进行吊装,1500t浮吊船将导管架22吊放入水后,进行插入钢管桩15作业,并安排潜水员下水观察,指挥人员根据水下清下进行吊机方向及跨度的调整,使导管架22下端的支撑腿插入对应的钢管桩15内;
S9、水下灌浆:在导管架22下端的支撑腿与对应的钢管桩15之间形成的环形空间内通过灌浆机进行灌浆,灌浆机将灌浆材料压入环形空间内,直至环形空间顶部出现溢浆位置;
S10、切割止滑块:待泥浆凝固后,安排潜水人员下水切割导管架22底部的止滑块;
S11、上部组件安装及焊接:采用4000t全回转起重船吊装上部组件23,上部组件23通过起重船的吊装索具实现四点竖直起吊,吊绳与铅垂线的夹角不超过5°;如图5所示,起吊上部组件23,上部组件23上的立柱完全放置在导管架22上后,安排焊工进行上部组件23与导管架22之间进行焊接。
进一步的,步骤S4中,如图1、图2所示,多个打桩套筒2置于多个圆筒1的外部,多个圆筒1形成的中心与多个打桩套筒2形成的中心呈同心设置,多个圆筒1与多个打桩套筒2通过支撑架组3固定连接,圆筒1的上端面凸出打桩套筒2的上端面设置;抽泥泵4的出口端连通管路6,管路6由上至下贯穿圆筒1设置,注水机构5包括置于圆筒1上端的离心泵51、压力表52以及注水管53,注水管53由上至下贯穿圆筒1设置。
进一步的,支撑架组3包括连接相邻两圆筒1的第一支撑杆31以及连接相对角位置的两圆筒1的第二支撑杆32,第一支撑杆31与第二支撑杆32水平设置,第一支撑杆31与第二支撑杆32置于圆筒1的上侧位置;
支撑架组3还包括连接相邻两打桩套筒2的第三支撑杆33,圆筒1的外侧壁向着对应的打桩套筒2倾斜延伸有第一倾斜杆34,第一支撑杆31的中心位置向两侧对应的打桩套筒2分别倾斜延伸有第二倾斜杆32。
进一步的,圆筒1包括上下嵌合的上筒体11以及下筒体12,下筒体12的上端向上筒体11的方向凸出设置,上筒体11的下端面具有容下筒体12的上端嵌入的槽口13,下筒体12的两侧的分别设有竖向设置的液压缸14,所述液压缸14的驱动端与上筒体11的下端面固定连接,同时上筒体11与支撑架组3固定连接;
当定位模架装置的最终水平度以及高程没有在预定数值内时,PLC控制系统对液压缸14发出信号指令,驱动液压缸14升降,使多个打桩套筒2各个位置的水平度以及高程在预定数值内。
本发明改变传统的定位模架装置,采用多个相互连接的圆筒结构来替代长度较长的桁架支撑桩,既能保证定位模架装置的水平稳定性,同时又可大大缩短圆筒的纵向长度,便于定位模架装置快速定位至海底泥面层,定位模架装置定位安装时,通过抽泥泵4抽出预定位置的海底泥面层的泥浆以及抽泥泵的速度来控制定位模架装置的高程,拆除定位模架装置时通过注水机构5向海底泥面层注水以及吊装工作实现快速拆除;全站仪精确测量棱镜9,并结合姿态传感器7的姿态数据,推算出每个打桩套筒2的高程数据,通过圆筒1圆周上的姿态传感器7对定位模架装置的水平度实时监测,通过控制圆筒1上端的抽泥泵4的速度来控制各个圆筒1入泥速度,以达到控制整个定位模架装置的水平度以及最终高程,而液压缸14对打桩套筒2的高度进行精调平,从而保证定位模架装置的水平度以及程高,保证钢管桩15插打定位模架装置的打桩套筒2内的定位精度。
对插装完毕后的钢管桩通过倾斜设置的气升式抽泥器进行抽泥工作,倾斜设置的抽泥器对抽泥端的泥浆具有一定的导向作用,提高了抽泥效率;利用抽泥器的内水和气的混合密度小于抽泥器周围的水密度,造成压力差从而对抽泥器内的泥浆产生提升力。
进一步的,打桩套筒2的上端具有向外扩散的导向口10。
进一步的,步骤S1中,1500t起重工程船用于现场导管架22和桩基础的施工及安装、灌浆施工、物料设备,4000t全回转起重船用于上部组件23的安装。
进一步的,步骤S3中,预调查的内容包括调查安装区域海床面的平整度以及海管、海缆、锚缆的存在。
进一步的,步骤S11中,如图3、图4所示,起重船的吊装索具包括两水平对应设置的吊梁16,吊梁16的上端设有第一卸扣17,吊梁16的下端设有第二卸扣18,第一卸扣17与起重船的吊钩24之间通过第一钢丝绳圈19连接,上部组件23的上端具有四个第三卸扣21,第三卸扣21形成矩形状结构,第三卸扣21与对应的第二卸扣18之间通过第二钢丝绳圈20连接,第二钢丝绳圈20竖直设置;
第一卸扣17的额定载荷为1250T,第二卸扣18与第三卸扣21的额定载荷均为1000T,第一钢丝绳圈19的规格为Φ282mm×15m,第二钢丝绳圈20的规格为Φ258mm×10m,第一钢丝绳圈19与吊梁16的夹角为65°,第二钢丝绳圈20与上部组件23的夹角为77°。
上部组件23通过起重船的吊装索具实现四点竖直起吊,保证上部组件23在起吊过程中的稳定度。
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种海上风电升压站的安装施工工艺,所述海上风电升压站包括由下至上依次连接的桩基础、导管架(22)以及上部组件(23),所述桩基础由四根钢管桩(15)组成,其特征在于,包括准备船舶、抛锚就位、预调查、安装定位模架装置、插打钢管桩、清理钢管桩内泥土、复打钢管桩与测量、导管架安装、水下灌浆、切割止滑块、上部组件安装及焊接;具体步骤包括:
S1、准备船舶:工作现场准备1500t起重工程船以及4000t全回转起重船;
S2、抛锚就位:按起抛锚作业程序进行抛锚作业,采用八点锚泊方式进行抛锚就位,1500t起重工程船通过绞紧锚缆使其到达设计的安装位置;
S3、预调查:安排潜水员下水对设计安装区域海床面进行预调查;
S4、安装定位模架装置:所述定位模架装置包括多个圆筒(1)以及多个打桩套筒(2),每个所述圆筒(1)的上端均固定连接有抽泥泵(4),所述圆筒(1)的上端还设有注水机构(5),所述圆筒(1)上侧的外侧壁上设有姿态传感器(7),任一所述打桩套筒(2)的外侧壁上折弯向上设有一L型状的测量柱(8),所述测量柱(8)的上端设有棱镜(9),所述棱镜(9)与全站仪连接,所述全站仪、注水机构(5)以及抽泥泵(4)通过PLC系统控制;安装时,通过圆筒(1)外侧壁上的姿态传感器(7)对定位模架装置的水平度实时监测,通过全站仪测量棱镜(9),并结合姿态传感器(7)的数据,推算出每个打桩套筒(2)的高程数据,并将信号反馈到PLC控制系统,PLC控制系统向圆筒(1)顶端的抽泥泵(4)发出指令从而控制抽泥泵(4)的抽泥速度,通过抽泥泵(4)的抽泥速度来控制定位模架装置的最终水平度以及高程;
S5、插打钢管桩:在钢管桩(15)的首部区域焊接起桩用吊耳,利用浮吊船主钩起桩,将吊装索具挂至起桩吊耳上,起重船起钩,使得钢管桩(15)竖立,之后将钢管桩(15)吊放入水,套入定位模架装置上的打桩套筒(2)内,利用打桩锤将钢管桩(15)打桩至对应的打桩套筒(2)内,四根钢管桩(15)打桩完毕后通过注水机构(5)向圆筒(1)底部进行注水,再使用浮吊船将定位模架装置进行吊离;
S6、清理钢管桩内泥土:钢管桩(15)内的泥土使用气升式抽泥器进行清除,气升式抽泥器按照抽泥深度设计成指定长度,预先制作完成,利用起重船的吊钩将气升式抽泥器吊放入钢管桩(15)内,气升式抽泥器的抽泥端倾斜于钢管桩(15)的延伸方向设置,由空压机供应压缩空气至抽泥器内进行抽泥作业,抽泥完成后,安排潜水员下水,携带高压水枪至钢管桩(15)内,进一步冲洗钢管桩(15)内泥土;
S7、复打钢管桩与测量:在完成钢管桩打桩作业的7-14天后,对其中的一根钢管桩(15)进行复打作业并安排测量人员对钢管桩(15)顶高程进行测量;
S8、导管架安装:根据钢管桩(15)顶高程测量的数据,调整导管架(22)底部垫板的高度,并在钢管桩(15)内泥土清理完成后,潜水员水下安装25cm-30cm的混凝土隔层至钢管桩(15)内,将导管架(22)通过1500t浮吊船进行吊装,1500t浮吊船将导管架(22)吊放入水后,进行插入钢管桩(15)作业,并安排潜水员下水观察,指挥人员根据水下清下进行吊机方向及跨度的调整,使导管架(22)下端的支撑腿插入对应的钢管桩(15)内;
S9、水下灌浆:在导管架(22)下端的支撑腿与对应的钢管桩(15)之间形成的环形空间内通过灌浆机进行灌浆,灌浆机将灌浆材料压入环形空间内,直至环形空间顶部出现溢浆位置;
S10、切割止滑块:待泥浆凝固后,安排潜水人员下水切割导管架(22)底部的止滑块;
S11、上部组件安装及焊接:采用4000t全回转起重船吊装上部组件(23),上部组件(23)通过起重船的吊装索具实现四点竖直起吊,吊绳与铅垂线的夹角不超过5°;起吊上部组件(23),上部组件(23)上的立柱完全放置在导管架(22)上后,安排焊工进行上部组件(23)与导管架(22)之间进行焊接。
2.根据权利要求1所述一种海上风电升压站的安装施工工艺,其特征在于,所述步骤S4中,所述多个打桩套筒(2)置于多个圆筒(1)的外部,所述多个圆筒(1)形成的中心与多个打桩套筒(2)形成的中心呈同心设置,所述多个圆筒(1)与多个打桩套筒(2)通过支撑架组(3)固定连接,所述圆筒(1)的上端面凸出打桩套筒(2)的上端面设置;所述抽泥泵(4)的出口端连通管路(6),所述管路(6)由上至下贯穿圆筒(1)设置。
3.根据权利要求2所述一种海上风电升压站的安装施工工艺,其特征在于,所述注水机构(5)包括置于圆筒(1)上端的离心泵(51)、压力表(52)以及注水管(53),所述注水管(53)由上至下贯穿圆筒(1)设置。
4.根据权利要求2所述一种海上风电升压站的安装施工工艺,其特征在于,所述支撑架组(3)包括连接相邻两圆筒(1)的第一支撑杆(31)以及连接相对角位置的两圆筒(1)的第二支撑杆(32),所述第一支撑杆(31)与第二支撑杆(32)水平设置,所述第一支撑杆(31)与第二支撑杆(32)置于圆筒(1)的上侧位置;
所述支撑架组(3)还包括连接相邻两打桩套筒(2)的第三支撑杆(33),所述圆筒(1)的外侧壁向着对应的打桩套筒(2)倾斜延伸有第一倾斜杆(34),所述第一支撑杆(31)的中心位置向两侧对应的打桩套筒(2)分别倾斜延伸有第二倾斜杆(32)。
5.根据权利要求4所述一种海上风电升压站的安装施工工艺,其特征在于,所述圆筒(1)包括上下嵌合的上筒体(11)以及下筒体(12),所述下筒体(12)的上端向上筒体(11)的方向凸出设置,所述上筒体(11)的下端面具有容下筒体(12)的上端嵌入的槽口(13),所述下筒体(12)的两侧的分别设有竖向设置的液压缸(14),所述液压缸(14)的驱动端与上筒体(11)的下端面固定连接,同时所述上筒体(11)与支撑架组(3)固定连接;
当定位模架装置的最终水平度以及高程没有在预定数值内时,PLC控制系统对液压缸(14)发出信号指令,驱动液压缸(14)升降,使多个打桩套筒(2)各个位置的水平度以及高程在预定数值内。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述一种海上风电升压站的安装施工工艺,其特征在于,所述打桩套筒(2)的上端具有向外扩散的导向口(10)。
7.根据权利要求1所述一种海上风电升压站的安装施工工艺,其特征在于,所述步骤S1中,1500t起重工程船用于现场导管架(22)和桩基础的施工及安装、灌浆施工、物料设备,4000t全回转起重船用于上部组件(23)的安装。
8.根据权利要求1所述一种海上风电升压站的安装施工工艺,其特征在于,所述步骤S3中,预调查的内容包括调查安装区域海床面的平整度以及海管、海缆、锚缆的存在。
9.根据权利要求1所述一种海上风电升压站的安装施工工艺,其特征在于,所述步骤S11中,所述起重船的吊装索具包括两水平对应设置的吊梁(16),所述吊梁(16)的上端设有第一卸扣(17),所述吊梁(16)的下端设有第二卸扣(18),所述第一卸扣(17)与起重船的吊钩(24)之间通过第一钢丝绳圈(19)连接,所述上部组件(23)的上端具有四个第三卸扣(21),所述第三卸扣(21)形成矩形状结构,所述第三卸扣(21)与对应的第二卸扣(18)之间通过第二钢丝绳圈(20)连接,所述第二钢丝绳圈(20)竖直设置。
10.根据权利要求9所述一种海上风电升压站的安装施工工艺,其特征在于,所述第一卸扣(17)的额定载荷为1250T,所述第二卸扣(18)与第三卸扣(21)的额定载荷均为1000T,所述第一钢丝绳圈(19)的规格为Φ282mm×15m,所述第二钢丝绳圈(20)的规格为Φ258mm×10m,所述第一钢丝绳圈(19)与吊梁(16)的夹角为65°,所述第二钢丝绳圈(20)与上部组件(23)的夹角为77°。
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