海上風電機組的基礎施工質量控制技術研究

李雙良

摘要：文章介紹海上風電機組的幾種基礎技術，重點介紹樁式基礎施工技術的4種方案，詳細介紹海上風電機組的基礎施工方法以及施工過程中進行質量控制的幾點措施，僅供同行參考。

關鍵詞：海上風電機組;基礎施工;質量控制

1引言

海洋風能資源豐富，海上風能具有風速大，風向穩定，湍流強度小的優點，已成為國內外開發利用的重點。海上風電場的建設與陸上風電場有著較大的不同，其風電機組設備所占用的成本占總投資的比例較小，但是機組的基礎施工費用占總投資的比例較高，而且我國目前的海上風電機組的基礎施工技術與國外先進技術還有著較大的差距，不僅缺乏工程項目技術經驗，而且相關的技術標準和服務體系的建設不夠完善。因此就是針對此技術以及質量控制措施來進行深入研究。

2海上風電機組的基礎技術

2.1海上風電機組的基礎技術概述

海上風力發電機的基本技術主要分為兩大類：海上風電項目，包括通用技術和專有技術。其中前者包括海上平臺、海上樁基、海上橋梁等目前比較成熟的施工技術，而后者則包括海上風資源評估、海上風電場的設計、施工、安裝、運輸和維護等新技術。其中的技術重點和難點為海上風電場風電機組的基礎施工和安裝。

目前海上風電機組的基礎按照結構形式的不同分為重力式、樁式和浮置式基礎三種，其中重力式基礎比較適用于水深較淺的區域，且由于其沉箱部分可以在岸上制造，不需要進行打樁，因此施工成本較低。樁式基礎適用于水深超過30m的海域中，由于基巖層離海床較遠尤其是在遇到較為堅硬的巖石海床時，其施工成本較高，施工難度也較大，其基礎施工技術主要分為以下幾種。

2.2樁式基礎施工技術

針對樁式基礎的特點提出的施工方案中，單樁式基礎是目前比較常用的基礎形式，其施工方法分為兩種，第一是在將管狀樁基使用打樁錘在指定地點打入規定深度;二是先在海床用鉆機打孔，然后在樁內用水泥進行澆注。三腳架組合基礎施工是使用三個三角形鋼管樁定位在海床上，而樁頂采用鋼管套支撐上部結構。四柱組合基礎由四個樁組成，在海床上均勻排列成方形。樁頂導管架的四根樁腿固定在這些樁上，且之間采用三層斜撐相連。多樁承臺群樁基礎是近年來開始應用的新形式，通常應用于較深的海域中，且比較適用于淤泥層較厚的海域，其施工技術為將多根預制鋼管樁用船舶運至施工現場由打樁船進行打樁作業，基礎的制作是通過對樁基礎和缸套箱模板進行混凝土澆筑來進行的，并將樁基礎以及缸套箱模板澆筑混凝土來制作基礎，最后將這些根樁連成一個整體結構，并將缸套箱進行拆除。

3海上風電機組的基礎施工方法

3.1鋼管樁安裝

在進行鋼管樁安裝時，所采用的主要的工藝步驟介紹如下：首先是進行吊柱，然后在開展工程測量并確定沉樁的位置之后，開展下樁和穩樁操作，保證沉樁施工的穩定性。然后在此基礎上來開展沉樁的錘擊施工，錘擊完成之后檢查鋼樁，在檢查合格之后進行劃樁操作。之后進行樁船和樁駁駐位的施工，在上述沉樁作業完成之后，也就是滿足樁頂標高的要求之后停止錘擊作業，然后對上述打樁過程的記錄進行生成。首先在鋼管樁運至現場之后由監理人員對書面合格證等相關資料以及現場鋼管樁進行驗收，在確定沉樁順序后進行沉樁作業。提升時，確保將吊鉤和鋼絲繩輕輕放在樁上。離開樁駁時要迅速不能出現拖樁和碰樁現象，測量定位采用GPS系統。在打樁操作中，錘擊類型用于錘擊方法，并且在擊球過程中應嚴格監視和控制穿透程度的變化。每座風機基礎的鋼管樁沉樁作業完成后要進行夾樁處理，并在承臺樁上設置警戒燈。

3.2缸套箱安裝

首先，使用成型鋼框架將堆垛樁用于將圍堰固定在規定范圍內。在對設計樁頂標高進行測量之后將樁頂割除至設計高度，便于進行缸套箱的安裝。在樁頂處理完成之后需要進行帶鋼底板的缸套箱的整體吊裝和安裝，并進行底板加固和封孔。

3.3基礎承臺施工

首先，通過渠道焊接，螺旋肋，網肋，澆筑混凝土和混凝土養護來加固樁。后蓋混凝土達到設計強度的80%后，進行減壓孔堵塞，張拉桿切割和桁架梁拆除工作，采用鋼芯吊籠和鋼筋籠吊裝，以及樁芯混凝土施工。最后進行承臺鋼筋的綁扎、連接鋼管等預埋件的預埋作業、承臺混凝土的一次性澆筑以及混凝土養護等工作。

4海上風電機組的基礎施工質量控制與保證

在進行海上風電機組的基礎施工之前，首先要做好項目經濟部組織機構的設置。在確定合理的組織機構之后，還要對組織機構中各個部門、責任人和具體崗位的職責內容進行明確規定。其次，在選拔施工人員時，不應從人才市場臨時招聘沒有工作經驗且專業素質較低的人員，而應選擇具有相關專業資質。具有豐富施工經驗的熟練工人。再次，在施工過程中應保證施工場地內的供水和供電正常。最后，加強現場施工人員、船舶上的管理人員以及救援部門之間的實時溝通和聯系，確保施工作業的安全。

在進行制樁、運樁和沉樁作業中，不僅需要按照設計圖紙進行制造，并按照現骨干技術規范進行加工，還要在進行運輸之前進行全面嚴格的質量驗收，在運輸過程中應對鋼管樁采取相應的防腐涂層的保護措施。在沉樁錘擊作業時還應采取避免偏心錘擊的問題，沉樁作業完成后及時進行樁頭連接操作，并在完成區域設置標志以及相應的警示燈。

5結語

海洋風能資源豐富，海上風能具有風速大，風向穩定，湍流強度小的優點，已成為國內外開發利用的重點。然而，由于其特殊性，海上風電機組的基礎結構具有很高的施工難度。為了對其施工質量進行控制，在對海上風電機組的基礎施工技術進行分析的基礎上，研究施工過程中需要進行質量控制的重點階段，提出具體的基礎施工方法，此外還應采取相應的質量制度、質量技術和材料質量的保證措施，確保海上風電機組的基礎施工質量。

參考文獻：

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