海上风电机组导管架基础水下灌浆施工技术 卓豪海
深远海海上风电导管架基础安装技术与实践探索
method is analyzed. Key issues and difficulties of the installation technology are discussed. Corresponding solutions and
improvement measures are then proposed for the construction of far ̄reaching offshore wind farms.
油工程行业平台制作技术虽成熟ꎬ但其开发成本高ꎬ不
适用于追求低成本建设的海上风电项目ꎮ
长乐 A 区测风塔项目导管架安装采用后桩法施
工ꎬ其主要工序有导管架沉放、钢管桩沉桩、水下灌浆
等ꎮ 本文通过总结项目实施经验ꎬ并结合深远海环境
工况以及实施过程中出现的问题ꎬ对深远海导管架安
装提出建议ꎬ为大规模开发深远海海上风电基础设计
量 80 t / 根ꎻ导管架底部尺寸 22. 7 m × 22. 7 mꎬ上部平
台 10. 2 m × 10. 2 mꎬ高度 50. 9 mꎬ重量 380 tꎮ 设计如
图 1、2 所示ꎮ 设计中心点绝对位置偏差≤500 mmꎬ桩
顶水 平 位 置 的 相 对 偏 差 ≤ 200 mmꎬ 高 程 允 许 偏 差
1) 导管架底部设计防沉板ꎬ扩大导管架底部与淤
泥接触面ꎬ增加下沉阻力并使导管架受力均匀ꎬ以保证
缓慢沉放并且有效控制沉放水平度ꎮ
2) 在导管架上安装 GPS 罗经、倾斜仪以及无线网
桥等设备ꎮ 吊装作业中ꎬ将位置和方位数据实时传输
到吊装控制中心ꎬ实现动态实时显示导管架位置以及
设计位置ꎮ 根据倾斜仪的数值ꎬ监测导管架的水平度
兰世平ꎬ周 通ꎬ贾小刚
海上风电场工程基础结构灌浆连接技术规程_概述及解释说明
海上风电场工程基础结构灌浆连接技术规程概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在对海上风电场工程基础结构灌浆连接技术规程进行概述和解释说明。
随着可再生能源的迅速发展,海上风电场工程作为清洁能源的重要组成部分,得到了广泛关注。
而在海上风电场的建设中,基础结构的稳固连接是确保风机安全运行和延长寿命的关键环节。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分。
首先在引言部分对文章内容进行简要介绍。
第二部分概述海上风电场基础结构,并对灌浆连接技术进行简单介绍。
接下来第三部分对海上风电场工程基础结构灌浆连接技术规程进行详细解释说明,包括灌浆材料选择与性能要求、连接方式和工艺流程以及施工质量控制与检验要求。
第四部分是总结和展望,总结文章的主要内容并展望未来该领域的发展趋势。
最后一个部分是参考文献,列出本文所引用的相关资料。
1.3 目的本文旨在提供一份清晰明确且全面的海上风电场工程基础结构灌浆连接技术规程概述,帮助读者更加深入了解这一重要领域的相关知识。
通过对灌浆连接技术规程进行详细解释说明,读者可以了解到灌浆材料选择与性能要求、连接方式和工艺流程以及施工质量控制与检验要求等方面的具体内容。
同时,通过总结和展望部分,读者可以对未来海上风电场工程基础结构灌浆连接技术的发展趋势有一定的了解。
通过本文的阅读,读者将能够更好地理解和应用海上风电场工程基础结构灌浆连接技术规程,并为相关领域的研究和实践提供参考。
2. 海上风电场工程基础结构灌浆连接技术规程概述2.1 海上风电场基础结构概述海上风电场是指将风力发电机组安装在海洋中的固定或浮动式平台上,利用海洋中的风能来发电。
为了确保海上风电场的稳定性和可靠性,需要建立合适的基础结构。
海上风电场的基础结构通常包括桩基和桩帽两个主要部分。
桩基是通过钢管桩或混凝土滨海墙将发电机组固定在海床上,而桩帽则与桩基相连,支撑起发电机组。
2.2 灌浆连接技术简介灌浆连接技术是在海上风电场工程中用于固定和加固桩帽与桩基之间连接的一种关键技术。
海上风机桩基础与导管架的灌浆连接
术要求 ,但 将导管架腿柱 与桩 基础的灌浆连接应用 在海上 风电场建设 中,需要充分考虑海上风机承受 较大 的水平 荷载 ,连接段 承受弯矩较大 ,对灌浆连 接 的质 量和 作用效果提 出了采 用剪切键的灌浆连接 方式 。 与采用普通管连接方式在力学计算 中相 比较 , 设置剪切键 的模 型其承载能力得到了 2倍 以上 的提
抗 压 能 力 、收 缩 性 能 都 极 其 良好 ,但 价 格 昂贵 , 不
递给桩基 。另外 由于钢 管 内管壁并不平整 ,也会 造 成 部 分 竖 向 摩擦 力 产 生 于 结 石 体 与 管 壁 接 触 面 上 ,
且 随着 钢 管 直径 增 加 , 摩 擦 力 会 相 对 降低 。 实 际 运 用 中 ,所 使 用 的 钢 管 桩 其 直 径 大 ,并 不 考 虑 这 部 分
城市 建筑 I 地基・ 基础 l U R B A N I S M A N D AR C H I T E C T U R E I S U B G R A D E ・ F O U N D A T I O N
海上风机桩基础与导管架的灌浆连接
■ 林 晓 强
【 摘 要】随着环 保意识 的提 高,且考虑到经济 效益 问题 ,
以上 ;有早强 、高强的特点 ,无 收缩现象 ;考虑经 济 问题 ,其 价 格 适 中 , 加 工 简 单 方 便 。 而 普 通 水 泥 灌浆 的原材料虽然 容易得到 ,价格 较高强灌浆料相 对便 宜 ,但其容 易收缩,粘结能 力与抗压能力相对 较低 也不适合作 为连接材料 。环 氧胶 泥粘结能力 、
矩 和 剪 力 形 式通 过 连 接 段 处 表 现 的压 力 、摩 擦 力 传
一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
、
海上风电导管架结构与桩基灌浆连接施工探讨
产业科技创新 Industrial Technology Innovation 56Vol.1 No.24产业科技创新 2019,1(24):56~57Industrial Technology Innovation 海上风电导管架结构与桩基灌浆连接施工探讨黎富浩(中国能源建设集团广东火电工程有限公司,广东 广州 510000)摘要:灌浆技术属于导管架安装的重要技术之一,其主要作用为连接海床-钢管桩-导管架,灌浆质量会直接影响到风电机组的运行安全及发电效率。
在开展海上风电工程施工中,必须注重导管架灌浆操作。
灌浆施工质量,对风机基础结构服役寿命、环境载荷抵抗力的影响非常大。
此次研究主要是探讨分析导管架结构灌浆工艺,联合某工程项目,讨论导管架灌浆工艺与施工过程难点,希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词:海上风电;后桩法导管架结构;桩基灌浆连接施工中图分类号:U69 文献标识码:A 文章编号:2096-6164(2019)24-0056-02在我国风力发电行业发展过程中,海上风电发电发展速度快,出现了较多海上风电场项目。
目前海上风电导管架基础采用的多为先桩法导管架基础,即先进行沉桩后,再安装导管架,最后进行灌浆作业。
1 海上风电导管架灌浆程序灌浆设备准备注入润滑材料搅拌灌浆材料开始灌浆灌浆用量和灌浆时间控制压力“屏浆”灌浆结束,停泵连续灌浆管线管线压力测试检查管线受损位置,并进行修复或更换灌浆材料密度重新配置灌浆材料关闭阀门、拆除管线灌浆口溢浆重新配置灌浆材料不合格不合格不合格合格合格合格图1 海上风电导管架灌浆程序在灌浆施工前,应对灌浆管线进行水密性试验,同时在陆上对进行原型1∶1灌浆试验,以确保海上实施的顺利进行。
2 海上风电导管架灌浆施工难点在风电基础结构施工中,导管架灌浆比较重要,当灌浆操作成功时,将会加强风机结构对于环境载荷的抵抗力,布设灌浆管线、灌浆量、封浆结构与性能,均会影响灌浆擦做的成功性。
一种海上风机导管架基础水下封堵式灌浆连接结构[实用新型专利]
专利名称:一种海上风机导管架基础水下封堵式灌浆连接结构专利类型:实用新型专利
发明人:田振亚,朱荣华,李凤
申请号:CN201520692035.6
申请日:20150908
公开号:CN205046588U
公开日:
20160224
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种海上风机导管架基础水下封堵式灌浆连接结构,所述导管架基础的桩腿分别插装入固定于海床上的钢管桩内,其插入的部位采用灌浆固定,进而在钢管桩内形成有一段灌浆段;且在安装导管架基础前,即将导管架基础的桩腿插入钢管桩前,所述钢管桩内填充有沙袋和砂石这些填充料,用于灌浆操作时对浆料进行封堵,并确保填充后的填充料面与钢管桩顶端位置的高度差不超过灌浆段长度;所述钢管桩的外侧固定安装有带灌浆软管的灌浆管,该灌浆管的灌浆头伸进钢管桩内,用于对灌浆段进行灌浆。
本专利结构不用安装价格高昂的封堵器,降低了基础建设成本,避免了导管架桩腿与钢管桩对中问题引起的灌浆漏浆问题。
申请人:广东明阳风电产业集团有限公司
地址:528437 广东省中山市火炬高新技术产业开发区火炬路22号明阳工业园
国籍:CN
代理机构:广州市华学知识产权代理有限公司
代理人:梁莹
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海上风电导管架结构与桩基灌浆连接施工方法浅谈
海上风电导管架结构与桩基灌浆连接施工方法浅谈发表时间:2016-08-30T11:43:28.903Z 来源:《低碳地产》2016年第10期作者:潘晓亮[导读] 自2008年开始,欧洲国家已在大力发展海上风电,英国、德国、丹麦等风力发电先进国家已经把风力发电发展中心由陆地转移到了海上。
潘晓亮广州华申建设工程管理有限公司【摘要】目前,国内海上风电基础型式常用的有砼承台、单桩、导管架等结构,导管架与桩基需要通过灌浆连接。
本文重点论述了海上风电导管架基础采用水下灌浆连接的缺点,并提出了一种新型干法灌浆的施工方法。
【关键词】海上风电;导管架;灌浆连接自2008年开始,欧洲国家已在大力发展海上风电,英国、德国、丹麦等风力发电先进国家已经把风力发电发展中心由陆地转移到了海上。
据欧洲风能协会预测,预计到2020年欧洲海上风电总装机容量将达到7000万千瓦。
中国沿海岸线长,有广阔的海洋空间和丰富的海上风能资源,海上可开发风能资源约7.5亿千瓦,具有开发利用风电的良好市场条件和巨大资源潜力。
我国自2009年开始起步海上风电的建设,截止目前,我国风电装机累计完成100余万千瓦,远远没有完成国家“十二五”规划的500万千瓦。
其主要原因,由于海上风电投资巨大,上网电价不足,使得投资开发企业积极性不高。
例如一个200MW的风电场,投资约40亿元,后期维修运行费用也居高不下。
海上风电目前定义为离岸10km,水深10m的外海,需在海上立起塔架结构,在上部安装运行风机。
海上风机塔架结构基础具有重心高、承受水平力和弯矩较大等受力特点,且与海床地质结构情况、海上风和浪的荷载以及海流等诸多因素有关,同时海上施工条件复杂,受安装、施工设备能力的影响很大,设备的使用和调遣费用也非常昂贵。
因此,海上风电机组的基础被认为是造成海上风电成本较高的主要因素之一。
合理选择基础结构型式对结构安全、施工难以程度及工程造价具有重要影响。
目前国内海上风电基础结构型式,大多采用高桩承台、单桩结构(如下图所示)。
海上风电机组基础灌浆技术应用与发展
海上风电机组基础灌浆技术应用与发展摘要:随着科技的不断发展,人们对于能源的需求也是越来越大。
在使用水力、燃煤和核能发电的同时,风力发电也相对应用而生。
我国的辽阔海域上风力资源充足,建立起海上发电机组,可以为沿海城市提供电能。
海上风力发电机组建立在海上,基础形式大多为桩式基础,桩式基础又可以分为单桩基础,多桩导管架基础等形式。
关键词:海上风电机组;基础灌浆技术;应用与发展1灌浆连接段类型1.1圆柱形灌浆连接段圆柱形单桩灌浆连接段是目前工艺最成熟的连接形式之一,是对海上石油平台导管架灌浆连接段的一种沿用,研究者对于圆柱形灌浆连接段的研究最早可以追溯到上世纪70年代,对该连接类型有着比较丰富的经验。
但是由于主要受力形式的改变,使得单桩基础圆柱形灌浆连接段受力性能的研究仍有许多方面值得发展。
圆柱形灌浆连接段可分为带剪力键型和无剪力键型,典型的带剪力键圆柱形单桩基础灌浆连接段。
剪力键能明显增加灌浆连接段的轴向承载能力,但由于剪力键附近明显的应力集中现象,对灌浆连接段的疲劳性能有不利影响。
在2009年以前,业界普遍认为轴向承载力可以由钢管与浆体间界面的摩擦作用承担,但是,由于单桩基础灌浆连接段受到反复弯矩荷载作用,荷载循环次数高达107~108次,反复弯矩作用下可能出现钢管与浆体界面失效的情况。
在2009年之前的一系列设计规范都未明确规定是否需要使用剪力键,可由设计人员自行决定,但此举为2009年以来大量出现的已建成海上风机基础无剪力键灌浆连接段滑移沉降的病害埋下了隐患。
1.2先桩法导管架基础灌浆连接段先桩法导管架基础的灌浆连接段是钢管桩在外,导管架腿柱在内,一般在导管架腿柱上设置灌浆管线及灌浆孔,往内外管形成的环向空间中灌注灌浆料,对于导管架基础灌浆连接段设计,重要的是要避免往复循环荷载引起的开裂。
荷载只在一个方向,或轴向荷载主要沿着某一方向时,裂缝仍可以传递荷载。
在先桩法导管架基础的灌浆连接段中,从灌浆连接段最底部往上至一半弹性长度范围内,受弯矩影响不大,而从灌浆连接段最顶部往下至一半弹性长度范围内,受弯矩影响很大,为了避免由于剪力键在这部分区域引起初始裂纹,最好不要在此范围内布置剪力键。
海上风电项目中导管架基础施工技术易万剑
海上风电项目中导管架基础施工技术易万剑发布时间:2021-11-02T02:00:46.957Z 来源:基层建设2021年第23期作者:易万剑[导读] 近年来,我国对电能的需求不断增加,海上风电项目建设越来越多中国电建四川工程有限公司四川成都 610058摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,海上风电项目建设越来越多。
已建和在建海上风电项目中,单桩基础和高桩承台基础是主要基础结构形式,最近几年开始使用导管架基础。
随着海上风电建设向深水化、大型化方向发展,导管架基础将越来越多地被采用。
文中分析海上风电项目深水导管架基础施工关键技术进行分析。
关键词:海上风电;导管架;调平;沉桩;水下灌浆引言随着全球对能源类型的要求不断升级,风电作为新型清洁无污染的可再生能源,已先后成为世界各国能源开发的重点领域。
目前,世界上已有超过100个国家先后发展了风电能源。
风电能源包括陆上风电和海上风电,陆上风电发展早于海上风电。
虽然海上风电发展较晚,但其发展迅速。
从1990年第1台风力发电机在瑞典建成并投入运营开始,经过30年的发展,海上风电建设已初具规模,成为了风电建设领域的重要板块之一。
海上风电基础是海上风电发展的关键,在开发不同海域风场中,为了适应不同的地基条件,使风机安全稳定地运行,发展了不同基础形式,主要包括导管架基础、单桩基础、吸力桶基础和高桩承台基础。
1导管架的起吊安装及调平1)导管架运输船自航至机位附近。
2)测量人员在导管架运输船上测量导管架中心位置,根据实际机位中心坐标指导运输船就位,使导管架中心与实际机位中心基本重合;在导管架平台上设置2个GPS测点,法兰面布置1台测倾仪。
3)待运输船精确就位后,起重船进行挂钩,保持吊带处于即将受力的状态。
施工人员拆除工装,同时布置的2根缆风绳将导管架与起重船锚机连接。
4)在导管架起吊后,GPS实时测量导管架位置,实时反馈导管架3个支腿的平面位置及标高。
5)根据导管架与钢管桩的相对位置数据,缓慢调整导管架位置,直至导管架最长支腿插尖对准钢管桩,落钩使最长支腿缓缓插入钢管桩,继续调整使其余2根支腿插入钢管桩,安装结束并及时测量导管架的法兰水平度。
海上风电机组导管架基础水下灌浆施工技术 卓豪海
海上风电机组导管架基础水下灌浆施工技术卓豪海摘要:文章以海上风电导管结构及桩基灌浆连接施工技术为研究对象,首先对海上风电导管架结构进行了阐述分析,随后分析探讨导管架基础灌浆连接段与导管架施工难点,最后结合实际案例对海上风电导管桩基灌浆连接施工技术进行了探讨,以供参考。
关键词:海上风电;导管架构;桩基灌浆连接施工技术前言我国沿海风能资源丰富,有着非常高的有效利用小时数,并且用电负荷中心也比较近,因此在海上风电发展上有着得天独厚的地利优势。
随着国家越来越重视绿色可持续能源开发利用,为海上风电发展带来了空前的机遇。
风机导管架基础是海上风电建设的重要组成部分,做好海上风电导管结构及桩基灌浆连接施工技术分析,对于促进我国海上风电产业发展具有重要的意义。
一、海上风电导管架结构分析导管架结构形式一般包括两种,一种是先桩法导管架,另一种是后桩法导管架。
两种导管架有着相同的主体结构,即都是框架对称结构,结构材料均为钢制材料。
但在结构细节部分有着明显的差异。
对于先打桩导管架而言,在自身支撑腿末端不需要进行桩靴设置,而后打桩导管架则需要设置桩靴。
导管架结构一般分为两部分,一部分是导管架结构基础,一部分是过渡段,过渡段主要包括平台甲板、主斜撑、主筒体等。
在实际开展灌浆施工作业时,一般地点会选择专业灌浆船上,并在完成打桩、下部导管架施工等工序后,正式开始进行桩基灌浆作业。
在具体进行灌浆施工时,需要遵循如下施工流程,首先稳步停靠灌浆船,保证船体在有灌浆终端面板的导管架一侧,方便灌浆管连接,然后连接好灌浆管,并向环形空间内进行淡水压注;接着在正式灌浆前,需要做好环形空间气密性检查,并向灌浆管进行润管料压注,使得灌浆管道处于湿润状态,随后将拌制好的灌浆料由灌浆泵灌入灌浆区域,一般完成单桩灌浆的标志是在溢浆口处有浓浆溢出,然后将灌浆管拔出,连接导管架同侧的另一根导管线,继续进行灌浆,在完成导管架同侧灌浆后,移动灌浆管到导管架另一侧,重复上述步骤,对另外两个单桩进行灌浆,全面完成灌浆工作。
浅谈海上风机桩基础与导管架水下灌浆连接施工质量控制
通过 灌浆管路泵送至 环形空 间。在高 流量前提下 ,通过灌 浆 管线对 环空 内进行清洗 ,总 的冲洗 时间必须 达到 3 0 mi n 以 上 。此时环形空间冲洗用水量达到 2倍灌浆体积 ,密切监控
灌浆 泵出 口处压力表 数据 ,压力表一直显示 低压 时,说 明灌 浆管 路没有堵塞 。当管路 压力不正常 ,且 无法立 即修复 时 ,
6 . 停 止 工序
压力 出现 巨大变化 , 先检 查是否是软管发生堵塞 , 若证 实发 生
堵塞 ,采取 以下方法进行处理 :先把软管从导管架上拆 下来 , 施工人 员一边用锤子 或其他类 似东西敲打软管 ,一边 继续泵 送 ,找出堵塞位置 ,此时应采 用最小流量保持泵送 , 并派专人
开始溢浆节点 的确 定 。灌浆材料 的用量大于溢浆前 的理 论材 料用量 ,环形 空间顶部有溢浆 发生 ,同时满足 以上两点 即可确 定溢浆 开始 。 溢浆 量 的确定 。根 据工艺要求及本 项 目完全在水 下灌 浆
5 . 泵 送 工 序
灌浆泵 出现停机 故障 ,专业工程师应立 即修理 ,并保持 搅拌机持续搅拌 ;如发现灌浆料不符合施 工要求 ,应倒掉 ,
待灌浆泵修复 后 ,重新开始搅拌和泵送 。必须配备两 台或以 上搅拌机 。发 生搅 拌机停止工作情 况时 ,由专业工程师确认
正式泵 送前 ,再次确认管 路上所有 的阀门均 处于打开状
第 3期
梁迎宾 :浅谈海上风机桩基础与导管架水 下灌浆连接施 工质 量控制 7 、拆 卸清洗
2 8 9
变化 。 观察灌浆料 已搅拌均匀 , 并做 灌浆料流动度 、 密度检测 ,
灌浆料流动度应大于 2 9 0 mm ,密度 2 , 2 5 0  ̄ 2 , 4 5 0 k g / m。 。
海上风电机组导管架基础水下灌浆技术应用分析
海上风电机组导管架基础水下灌浆技术应用分析作者:冯勇来源:《山东工业技术》2017年第17期摘要:我国是一个资源消耗大国,对于电力资源需求极为庞大。
在资源需求和环境保护的压力下,寻找电力资源的目光瞄向了风力发电。
我国的海上风力资源充足,建立起了海上风电机组,进行风力发电已是一种必然趋势。
在海上建立发电机组需要用到导管架基础水下灌浆技术,导管架基础需要能够承受风电机组设备的长期动力荷载,这就要求导管架基础灌浆具备高强度、高抗疲劳、高抗离析等性能。
面对不同的海域情况,又要进行区别对待,我们因此对海上风电机组导管架基础水下灌浆技术进行研究分析。
关键词:海上风电机组;导管架基础;水下灌浆技术DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.17.1520 引言随着科技的不断发展,人们对于能源的需求也是越来越大。
在使用水力、燃煤和核能发电的同时,风力发电也相对应用而生。
我国的辽阔海域上风力资源充足,建立起海上发电机组,可以为沿海城市提供电能。
海上风力发电机组建立在海上,基础形式大多为桩式基础,桩式基础又可以分为单桩基础,多桩导管架基础等形式。
这些基础都建立在海水中,我们使用的是先进的水下灌浆技术,然而不同的海域条件还会对技术有不同的要求。
一些复杂的海域条件,会导致水下灌浆难度提升,对海上风电机组基础的支撑结构安装起到不良影响。
在这里我们对导管架基础水下灌浆技术进行研究。
1 导管架基础结构导管架基础是一种应用较为广泛的海上风电机组,具有重量轻、地理条件适应性好和稳定性极佳等优点,在较深海域也可以广泛应用。
导管架结构是一种钢制框架结构,主要分为过渡段和导管架基础。
导管架基础一般分为先打桩导管架和后打桩导管架两种结构形式。
先打桩导管架是在海底先做出固定模架,然后打入四根呈正方形分布的钢管桩,然后再进行整体吊装,之后进行水下灌浆,连接并固定钢管桩和导管架基础。
另外的后打桩导管架则是在导管架的支腿底部安置桩靴,在导管架吊装结束后,钢管桩通过桩靴打入海底,在进行水下灌浆连接起来。
海上风电五桩导管架基础灌浆连接施工关键技术分析
海上风电五桩导管架基础灌浆连接施工关键技术分析
李成
【期刊名称】《港工技术与管理》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】导管架基础是一种常见的海上风电基础,导管架基础与钢管桩之间通过高强度灌浆料连接后固定于海底",能有效提高支撑结构刚度,适用于大容量风电基础。
本文依托如东H3号海上风电五桩导管架基础施工工艺,结合现场灌浆材料选用、设备选型及灌浆质量控制研究,验证了该海域内五桩导管架基础灌浆连接的可行性,系统地总结了五桩导管架基础灌浆连接施工关键技术。
【总页数】5页(P20-23)
【作者】李成
【作者单位】中交港湾(上海)科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TV5
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海上风电项目中导管架基础施工技术综述
中国港湾建设China Harbour EngineeringSummary of jacket foundation construction technologyin offshore wind power projectTIAN Wei-li 1,WANG Dong-dong 2*,GAO Jian-yue 2(CC Third Harbor Engineering Co.,Ltd.,Shanghai 200032,China;pany of China Communication ConstructionHarbor (Shanghai )Science and Technology Co.,Ltd.,Shanghai 200032,China )Abstract :Single pile foundation and high-rise pile cap foundation are the main types of foundation in the existing and under construction offshore wind power projects.In recent years,jacket foundation has been used in recent years.With the development of offshore wind power construction towards deep water and large scale,the jacket foundation will be used more and more.In this paper,we analyzed the key technical problems in the construction of deep water jacket foundation of offshore wind power project,and its application prospect in offshore wind power project.Key words :offshore wind power ;jacket;leveling;pile driving;underwater grouting;deepwater摘要:已建和在建海上风电项目中,单桩基础和高桩承台基础是主要基础结构形式,最近几年开始使用导管架基础。
浅谈海上风电机组基础灌浆技术应用与展望
浅谈海上风电机组基础灌浆技术应用与展望作者:孙永明来源:《中国科技博览》2019年第06期[摘要]海上风电机组基础灌浆是影响海上风力发电的一项重要的技术,由于风电机组设备长期载荷的作用,使得海上风电设备的灌浆在灌浆材料和连接类型,以及受力点等方面与普通的的常规海洋工程是不一样的。
海上风电机的基础灌浆技术具有抗疲劳、抗离析、高早强的优良特点,本文就是对于海上风电机组的灌浆材料进行论述,对其要求进行了详细的介绍,并对单桩基础和导管基础在海上发电的工程应用和发展进行了介绍,最后简单叙述了对灌浆的危害并进行检测和修复,也对海上风电的灌浆技术的未来进行展望。
[关键词]海上风电机组;基础灌浆技术;应用与展望中图分类号:J62 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)06-0225-01一、对于海上风电机组基础灌浆技术的概述海上风电机组最早开始于欧洲,并在瑞典安装了世界上第一台单机容量的海上风电机组。
紧接着,在丹麦建立了世界上第一座商业海上风电场。
自从海上风电技术开始迅速发展,也是在对海上风电组的电机容量的不断提高,其基础类型也在不断改进,并涌现出一些新型的基础型和混合型。
海上风电机组的基础型是根据结构型进行安装的,它的类型有桩柱型,重力型,吸力型和悬浮型。
其中,桩柱型是最为基础和常用的,分别为:基础型,单桩型,多桩型,高桩型。
目前来说,欧洲的海上风电场的风电机组基础是与桩柱灌浆进行连接的,一方面是减少焊接带来劳作中的疲劳,另一方面就是可以起到调节平衡的作用。
对于海上灌浆连接来说,最早是应用于连接石油的平台和桩柱,其工艺有将近40多年的历史。
与现在的海洋石油灌浆平台进行对比,无论在材料上,还是受力机理上,海上风电机组都有着自身的特点,这也是因为基础的风机设备导致的[1]。
二、对于灌浆材料的总结灌浆材料是根据灌浆连接和设计要求进行分析,其中,可以选择普通的水泥浆和高强度的水泥浆材料。
普通的水泥浆材料价格较为低廉,材料也容易得到,在海洋石油工程中也可以得到较为广泛的应用,但是普通的水泥浆的收缩性,抗压能力,粘结强度就会较差。
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海上风电机组导管架基础水下灌浆施工技术卓豪海
发表时间:2019-06-13T10:15:33.617Z 来源:《电力设备》2019年第3期作者:卓豪海
[导读] 摘要:文章以海上风电导管结构及桩基灌浆连接施工技术为研究对象,首先对海上风电导管架结构进行了阐述分析,随后分析探讨导管架基础灌浆连接段与导管架施工难点,最后结合实际案例对海上风电导管桩基灌浆连接施工技术进行了探讨,以供参考。
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摘要:文章以海上风电导管结构及桩基灌浆连接施工技术为研究对象,首先对海上风电导管架结构进行了阐述分析,随后分析探讨导管架基础灌浆连接段与导管架施工难点,最后结合实际案例对海上风电导管桩基灌浆连接施工技术进行了探讨,以供参考。
关键词:海上风电;导管架构;桩基灌浆连接施工技术
前言
我国沿海风能资源丰富,有着非常高的有效利用小时数,并且用电负荷中心也比较近,因此在海上风电发展上有着得天独厚的地利优势。
随着国家越来越重视绿色可持续能源开发利用,为海上风电发展带来了空前的机遇。
风机导管架基础是海上风电建设的重要组成部分,做好海上风电导管结构及桩基灌浆连接施工技术分析,对于促进我国海上风电产业发展具有重要的意义。
一、海上风电导管架结构分析
导管架结构形式一般包括两种,一种是先桩法导管架,另一种是后桩法导管架。
两种导管架有着相同的主体结构,即都是框架对称结构,结构材料均为钢制材料。
但在结构细节部分有着明显的差异。
对于先打桩导管架而言,在自身支撑腿末端不需要进行桩靴设置,而后打桩导管架则需要设置桩靴。
导管架结构一般分为两部分,一部分是导管架结构基础,一部分是过渡段,过渡段主要包括平台甲板、主斜撑、主筒体等。
在实际开展灌浆施工作业时,一般地点会选择专业灌浆船上,并在完成打桩、下部导管架施工等工序后,正式开始进行桩基灌浆作业。
在具体进行灌浆施工时,需要遵循如下施工流程,首先稳步停靠灌浆船,保证船体在有灌浆终端面板的导管架一侧,方便灌浆管连接,然后连接好灌浆管,并向环形空间内进行淡水压注;接着在正式灌浆前,需要做好环形空间气密性检查,并向灌浆管进行润管料压注,使得灌浆管道处于湿润状态,随后将拌制好的灌浆料由灌浆泵灌入灌浆区域,一般完成单桩灌浆的标志是在溢浆口处有浓浆溢出,然后将灌浆管拔出,连接导管架同侧的另一根导管线,继续进行灌浆,在完成导管架同侧灌浆后,移动灌浆管到导管架另一侧,重复上述步骤,对另外两个单桩进行灌浆,全面完成灌浆工作。
二、导管架基础灌浆连接段分析
(一)先桩法导管架基础灌浆连接阶段
对于先桩法导管架基础的灌浆连接而言,一般是钢管桩在外,导管架腿柱在内,在导管架腿柱之上,会设置有灌浆管线与灌浆孔,从而在内外管之间形成一个环形空间,在实施灌浆作业时即是通过灌浆孔向该环形空间进行浆料灌注,具体如图一所示。
在导管架基础的灌浆连接阶段设计上,需要注意防止灌浆过程产生的循环往复荷载引发的裂缝问题。
对于先桩法导管架基础连接阶段来说,从灌浆连接段底部朝上,一直到连接段一半范围内,不会受到较强的弯矩影响,而自灌浆连接段顶部朝下,一直到连接段一半范围内,则会受到较大的弯矩影响,因此为防止在该区域内出现裂纹,应尽量避免设置剪力键。
三、导管架施工难点分析
(一)布置导管架管线
导管架管线布置对灌浆施工质量有着非常大的影响,在实际进行管线布置时,一般会选择双管线系统,即一个管线用于灌浆,另一个管线用于备用,当出现管线堵塞突发问题时,能够及时替换导管,避免影响正常施工。
在灌浆管线材质选择上,一般会选择橡胶软管或钢管,直径应大于50mm。
灌浆管设置在灌浆空间的底部,通过焊接的方式固定在导管架套筒外壁上,管口为圆形外包管形式,内部沿圆周方向,设置有6或8只灌浆嘴。
在这种设计方式下,能够有效提升灌浆的均匀、平稳性,为灌浆质量提供有力的保障。
通过上文叙述可知,一般会在灌浆船上开展灌浆作业,但在实际作业过程中,受船自身体积影响,作业钢管桩很难贴近船机,并且导管架桩腿之间的距离比较大,因此需要灌浆管长度够长,并且需要一定的弯曲度,才能够成功与预制灌浆管线对接。
(二)灌浆材料选择
灌浆材料选择是海上风电桩基灌浆连接施工的关键所在,在实际选择时,会以灌浆连接段分析结果与设计要求为依据,选择普通水泥灌浆料或高强水泥灌浆料。
对于普通水泥灌浆料而言,自身价格低、取材方便,广泛应用于海洋石油工程中,但缺点也很明显,容易浆结收缩,抗压强度与粘结强度较低。
高强水泥灌浆料相对于普通水泥灌浆料来说,主要采用了收缩补偿技术,因此灌浆料比较均匀,流动性强,更容易进行泵送灌浆,因此更加适合海上风电基础灌浆要求,除此之外,在海上风电桩基灌浆连接施工方面,高强水泥灌浆料还具备
以下指标,一是含气率,即高强水泥灌浆料含气率更低,一般要求在4%以内;二是早期高强度,在20℃环境下,24h以内的抗压强度应大于50MPa;三是后期超高强度,一般在28d后,灌浆抗压强度应达到110MPa;四是高体积稳定性,在实际灌浆施工时,灌浆连接段需要传递并吸收来自上部结构的所有荷载,灌浆料自身只有具备良好的体积稳定性,才能够保障灌浆连接施工质量。
除此之外,高强灌浆料还包括弹性模量、抗折强度、凝结时间等指标。
(三)资源协调难度较大
在实际进行海上灌浆作业时,需要同时考虑多种因素,例如灌浆船体、灌浆设备、灌浆材料等,需要进行灌浆专用设备调配,协调统筹不同驳船、交通船、吊机等机械设备。
还要做好专用管线设置,准备好淡水等资源,加强整体的施工控制等,整体资源协调难度较大,需要结合实际需求,做好科学的资源协调调配。
在实际施工中,还要充分考虑外界环境因素等,例如温度、水量变化等,以免这些因素对灌浆材料性能造成不利影响,最终导致桩基灌浆连接段施工质量降低。
四、实际案例分析
(四)管架基础施工
首先利用驳船将导向平台运输至施工位置,然后利用起吊船起吊平台定位桩,完成插桩,然后利用振动锤进行定位桩施工;在定位桩顶锚固系统的帮助下,成功转换导向架重量由定位桩进行承受,起吊完成基础钢桩受,升起重船吊钩,另一只重船吊钩则保持不动,成功实现翻桩。
待结构桩进入导向平台后,先顶紧导向装置,有效固定钢管桩,防止其晃动,然后再顶进上层导向装置。
接着借助上、下层导向装置,对结构桩位置及垂直度进行调整,待调整到位后,可下放结构桩,使得依靠自重下沉;然后利用液压振动打桩锤,在钢管桩桩头固定好夹实器,依次将结构桩插打至土体,使其保持稳定竖立;随后将导向平台与定位桩间锚固系统进行解除,并拆除导向平台拆除。
然后将筒状锤裙套入钢管桩顶,并将钢管桩分两次插打,直至设计标高,最后依次完成所有结构桩插打,并将定位桩进行拔除处理。
五、总结
综上所述,海上风电作为我国绿色能源产业重要的组成部分,在推动我国绿色能源经济发展中发挥着重要的作用。
风机导管架基础是海上风电建设的重要分项工程,并且其与海上风电建设发展有着密切的关系,因此需要相关人员进一步加强海上风电灌浆连接施工技术的应用,有效推动我国海上风电产业实现平稳顺利发展。
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