龍源江蘇蔣家沙沉樁施工專項方案樣本

龍源江蘇蔣家沙300MW海上風(fēng)電項目基本施工工程鋼管樁沉樁專項施工方案南通市海洋水建工程有限公司12月第1章工程概況及特點1工程概況1.1工程簡述龍源江蘇蔣家沙300MW海上風(fēng)電場位于江蘇省海安縣省管區(qū)海域，場區(qū)四周為東臺、海安和如東海域，風(fēng)電場中心離岸距離約17km。風(fēng)電場初擬安裝75臺4.0MW風(fēng)力發(fā)電機組，總裝機容量300MW。本階段代表性機型為4MW風(fēng)力發(fā)電機組，為變槳變速機型，轉(zhuǎn)輪直徑136m，輪轂高度90～96m。風(fēng)電場配套建設(shè)一座220KV海上升壓站，擬以一回220KV海底電纜就近接入陸上集控中心。本項目風(fēng)機基本中46臺風(fēng)機采用單樁基本型式，29臺風(fēng)機采用三樁導(dǎo)管架基本型式，本項目Ⅱ標段為29臺風(fēng)機基本采用三樁導(dǎo)管架基本型式，三樁導(dǎo)管架基本中有14臺基本平均高潮位時水深達8米以上(深水區(qū))。風(fēng)電場地理位置示意圖見圖1.1-1。蔣家沙300MW海上風(fēng)場蔣家沙300MW海上風(fēng)場圖1.1-1風(fēng)電場地理位置示意圖1.2工程地質(zhì)1.2.1地形地貌及環(huán)境條件本項目位于東沙南部，東沙墾區(qū)邊沿，緊鄰如東海域，風(fēng)電場區(qū)域大某些水深在8m以內(nèi)，某些在理論最低潮面以上，風(fēng)電場場區(qū)呈不規(guī)則多邊形，東西最長約為22km，南北寬約為7km，規(guī)劃海域面積約100km2。屬濱海相沉積地貌單元。場區(qū)東南側(cè)局部存在溝槽，溝槽深約5m，寬約100m。1.2.2地基土構(gòu)成與特性本場區(qū)勘探深度范疇內(nèi)上部①～③層為第四系全新統(tǒng)（Q4）沖海相粉土、粉砂，下部為上更新統(tǒng)（Q3）陸相、濱海相沉積物。共分五個大層，依照土性及物理力學(xué)性質(zhì)細分為9個亞層。1.3工程重點1.3.1進度控制重點本工程項目風(fēng)機基本在海上潮間帶（布置15基）、深水區(qū)（布置14基）均有布置，海上施工狀況復(fù)雜、不可碰見性事比較多，海上潮間帶海域灘面相對較高，對施工船舶移船和運送船舶靠泊影響較大；遇有大風(fēng)大浪天氣將會嚴重影響施工進度。因此在施工進度控制方面將面臨較大挑戰(zhàn)。例如海上天氣狀況、潮汐狀況等都是進度控制重點。1.3.2施工船舶及與之配套船舶多為了滿足江蘇蔣家沙300MW海上風(fēng)電項目風(fēng)機基本施工工程Ⅱ標段施工需要，風(fēng)機基本施工船舶重要涉及鋼構(gòu)運送、沉樁、導(dǎo)管架吊裝、灌漿、拖輪錨艇等，本我司將在海上設(shè)立海上指揮中心并設(shè)現(xiàn)場船舶調(diào)度一名，及時有效對各施工船舶進行合理調(diào)配，保證各施工船舶有效施工。第2章基本沉樁方案2.1潮間帶鋼管樁沉樁2.1.1沉樁船沉樁設(shè)備配備我司投入蘇連海起重8#作為本項目沉樁工程船，蘇連海起重8#上重要配備600T全回轉(zhuǎn)海工吊、PVE-200M液壓振動錘1套、IHCS600液壓沖擊錘1套、翻樁系統(tǒng)一套（用于半浮態(tài)沉樁，重要由1個翻樁臺架、2個馬鞍形臺架、1臺輔助卷揚機、樁端托樁工裝件構(gòu)成）。2.1.2潮間帶沉樁工藝流程本節(jié)是三樁導(dǎo)管架基本承臺風(fēng)機基本施工核心，關(guān)系到上部導(dǎo)管架鋼構(gòu)造承臺制作、安裝及整體力學(xué)性能。下面就單臺導(dǎo)管架基本承臺鋼管樁沉樁施工工藝流程進行闡明。各樁位點測量定位（采用2米φ18鋼筋作定位樁）→打樁船舶定位（依照沉樁船舶蘇連海起重8#上600T全回轉(zhuǎn)海工吊工作半徑和工作荷載綜合考慮定位）→鋼管樁運樁船靠泊→將待沉鋼管樁平吊至沉樁船上設(shè)立馬鞍形臺架與翻樁臺架上→安裝鋼管樁樁端托樁工裝件→300T主鉤（兩個300T主鉤頭，吊重共計600T）與150T副鉤平吊液壓振動錘并夾緊鋼管樁樁頭→安裝豎向起樁扁擔(dān)橫梁→300T主鉤與翻樁系統(tǒng)配合起吊豎樁→將振動錘連同鋼管樁起吊至沉樁點位置并精準定位對樁→液壓振動錘施打鋼管樁（定樁）→樁位及垂直度進行校正→液壓振動錘至極限（依照地質(zhì)報告振動錘沉樁深度約為40m）后吊離→S600液壓沖擊錘吊裝→二次進行樁位及垂直度觀測校正→沉樁至設(shè)計標高→成樁后測量并繪制成圖。蘇連海起重8#打樁船潮間帶沉樁工藝流程見圖2.5-5。2.1.3船舶定位由于本項目沉樁作業(yè)采用是吊打施工工藝，因而沉樁船舶定位無需特別精準到詳細沉樁點位，船舶定位需依照船舶配備600T全回轉(zhuǎn)海工吊工作半徑和工作負載綜合考慮擬定。進行船舶定位時，應(yīng)遵循海水漲落潮規(guī)律，船舶應(yīng)與漲落潮方向平行，以減少潮水對船舶沖擊位移。在退潮時再進行相對精準船舶定位，通過樁位點上浮標及拉繩，確認樁位點，然后通過錨機收縮四角錨繩進行精準定位，定位后船舶位置滿足吊機起吊工作半徑規(guī)定即可，保證船舶座灘后能進行沉樁施工，最后拉緊錨繩，即可開始鋼管樁沉樁施工準備工作。吊打工藝中一次船舶定位可沉多根樁減少了船舶定位次數(shù)。依照我司以往在各海上風(fēng)電項目施工經(jīng)驗綜合考慮，技術(shù)文獻中沉樁方案樁長按65m，單根樁重124T進行論述，PVE-200M液壓振動錘36T（連同液壓油管路），鋼管樁與振動錘聯(lián)合體最大重約160T，IHCS600液壓沖擊錘重約130T，因而蘇連海起重8#打樁船定位時所配備600T全回轉(zhuǎn)海工吊工作半徑和負荷能滿足鋼管樁與振動錘聯(lián)合體（沉樁時所吊物件最大重量）起吊至各樁位點位置即可。鋼管樁運送船趁高潮位進場，停泊于蘇連海起重8#船舷，并用纜繩拉錨好。圖2.5-5潮間帶沉樁工藝流程圖600T全回轉(zhuǎn)海工吊起重能力工況數(shù)據(jù)表見圖2.5-6。圖2.5-6600T全回轉(zhuǎn)海工吊起重能力工況數(shù)據(jù)表蘇連海起重8#打樁船潮間帶沉樁時平面布置圖見投附-2.5-01潮間帶鋼管樁沉樁平面布置圖。2.1.4鋼管樁與振動錘聯(lián)合體起吊方案為提高工效，鋼管樁運送船靠泊完畢即可進行沉樁作業(yè)。鋼管樁與振動錘聯(lián)合體起吊操作環(huán)節(jié)如下：（1）為提高功能，用600T海工吊上280T副鉤（副鉤起重速度相對較快，單根樁重約124T）將運送船上待沉鋼管樁平吊至沉樁船上特設(shè)馬鞍形臺架和翻樁臺架上，目一是將鋼管樁整體墊高，以以便PVE200M液壓振動錘橫向夾樁，二是通過翻樁系統(tǒng)中樁端托樁工裝件能起對600T海工吊保護作用，防止鋼管樁在豎向起樁時當樁成一定斜度樁重心位置處在船外時，樁端瞬間下墜作用力對吊機產(chǎn)生損傷。鋼管樁平吊至沉樁船上馬鞍形支架和翻樁臺架上示意見圖2.5-7。馬鞍形臺架翻樁臺架馬鞍形臺架馬鞍形臺架翻樁臺架馬鞍形臺架圖2.5-7鋼管樁平吊至沉樁船上馬鞍形支架、翻樁臺架示意圖（2）600T海工吊上300T主鉤（共2個）與280T副鉤配合起吊PVE200M液壓振動錘，將振動錘從豎向狀態(tài)轉(zhuǎn)為平躺方向，兩個鉤頭配合將振動錘精確夾住樁頭，并啟動液壓振動錘夾緊待沉鋼管樁樁頭，安裝樁端托樁工裝件。PVE200M液壓振動錘平吊夾樁示意圖見圖2.5-8。圖2.5-8PVE200M液壓振動錘平吊夾樁示意圖（3）檢查PVE200M液壓振動錘夾具，確認液壓振動錘夾樁成功后，300T吊鉤和280T吊鉤松鉤，將300T主鉤頭與豎樁橫梁上部吊點鋼絲繩掛鉤，與此同步豎樁橫梁下部所設(shè)兩根鋼絲繩與鋼管樁樁頭預(yù)留對稱起吊孔用卸扣連接，PVE200M液壓振動錘頂端吊點與橫梁中心吊點用鋼絲繩連接，以做保險增長安全系數(shù)，此吊點將作為沉樁結(jié)束吊離液壓振動錘時吊點使用。鋼管樁、振動錘聯(lián)合體豎向起吊工作準備完畢，600T海工吊300T主鉤慢慢起鉤，指揮人員指揮吊機在豎樁起吊時與輔助卷揚機同步操作，保持卷揚機鋼絲繩受力，從而使樁端托樁工裝件穩(wěn)住樁端，防止當鋼管樁起吊成一定角度，鋼管樁重心位置處在船尾之外時瞬間下墜所起作用力對600T海工吊吊臂產(chǎn)生損傷和不安全因素。鋼管樁、液壓振動錘聯(lián)合體豎向起吊示意圖見圖2.5-9。圖2.5-9鋼管樁、PVE200M液壓振動錘聯(lián)合體豎向起吊示意圖輔助卷揚機和樁端托樁工裝件共同作用示意圖見2.5-10。樁端托樁工裝件卷揚機鋼絲繩輔助卷揚機樁端托樁工裝件卷揚機鋼絲繩輔助卷揚機圖2.5-1045T卷揚機和樁端托樁工裝件共同作用示意圖鋼管樁與振動錘聯(lián)合體起吊圖見投附-2.5-02鋼管樁與振動錘聯(lián)合體豎向起吊圖。2.1.5振動錘和鋼管樁聯(lián)合體起吊對樁并施打鋼管樁鋼管樁和液壓振動錘聯(lián)合體起吊至豎直狀態(tài)時，600T吊機將鋼管樁慢慢起吊回轉(zhuǎn)至沉樁點處進行對樁，以樁中心點為圓心畫所沉鋼管樁直徑圓，并做好圓象限點標示，在鋼管樁下放過程中，指揮人員指揮吊機通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)位置，保證鋼管樁圓心與樁位圓心盡量切合，保證樁位偏差在容許誤差范疇內(nèi)。在鋼管樁與樁位契合后，慢慢松鉤，此時300T主鉤頭承受30-40T力即可，防止所有松鉤導(dǎo)致樁體傾斜過大，鋼管樁由于重力作用自由下沉，并校正鋼管樁垂直度，在鋼管樁垂直度滿足設(shè)計規(guī)定后，啟動PVE200M液壓振動錘進行沉樁操作。PVE—200M液壓振動錘參數(shù)見表2.5-1。表2.5-1PVE-200M液壓振動錘參數(shù)表偏心力距（kgm）最高振頻（vpm）最大振打力（kN）最大振幅（mm）容許拔力（KN）重量（Kg）2001400440012360033000PVE—200M液壓振動動力站重要技術(shù)指標參數(shù)見表2.5-2。表2.5-2PVE-200M液壓振動錘動力站重要技術(shù)指標參數(shù)表發(fā)動機功率（KW）轉(zhuǎn)速（rpm）驅(qū)動油壓（bar）驅(qū)動流量（1/min）夾樁器油壓（bar）夾樁器夾緊力（KN）重量（kg）長度（Cm）寬度（Cm）高度（Cm）VoIvo113021003501600300150016000582250253PVE—200M液壓振動錘吊打沉樁現(xiàn)場見圖2.5-11。圖2.5-11PVE-200M液壓振動錘現(xiàn)場吊打沉樁圖當液壓振動錘沉樁至極限狀態(tài)時，停止液壓振動錘，解除扁擔(dān)梁與鋼管樁連接卸扣，松開液壓振動錘夾具并起吊振動錘至船舶甲板面，更換IHCS600液壓沖擊錘進行鋼管樁補打，并將樁沉至設(shè)計標高。IHCS600液壓沖擊錘技術(shù)性能參數(shù)如表2.5-3。表2.5-3IHCS600液壓沖擊錘重要技術(shù)指標參數(shù)表夯重（kg）總錘重（kg）最大額定能量（kNm）最小額定能量（kNm）最大行程處打擊率（bl/min）最大需油流量（l/min）300006400060060421800IHCS600液壓沖擊錘海上現(xiàn)場沉樁見圖2.5-12。圖2.5-12IHCS600液壓沖擊錘海上現(xiàn)場沉樁圖2.1.6鋼管樁樁身垂直度校正鋼管樁校正采用兩臺經(jīng)緯儀在灘面成90°夾角對樁體垂直度進行校正測量，同步起重指揮人員依照測量人員提供數(shù)據(jù)指揮吊機通過旋轉(zhuǎn)、起趴吊臂來對鋼管樁進行垂直度校正，在沉樁過程中需對垂直度進行持續(xù)觀測與校正，直到垂直度偏差在容許偏差范疇內(nèi)，并報監(jiān)理工程師驗收復(fù)核。沉樁結(jié)束后再次測量所沉樁垂直度，并報監(jiān)理工程師驗收。2.1.7鋼管樁沉放過程控制事項鋼管樁沉放先采用PVE-200M液壓振動錘，當PVE-200M液壓振動錘發(fā)揮至極限時，換用IHCS600液壓沖擊錘將樁沉至設(shè)計標高，并在鋼管樁頂部設(shè)立高程控制線，采用水準儀對樁頂高程進行控制為了能有效控制標高，在鋼管樁樁身上做好尺寸標記，便于能在達到設(shè)計標高前及時停止施打。為利于上部基本承臺吊裝施工，鋼管樁頂設(shè)計容許偏差：縱軸線傾斜度偏差＜1%；中心位置容許偏差＜50mm；高程容許偏差為＜50mm。在沉樁過程中遇到下列狀況應(yīng)暫停打樁，查明因素后報現(xiàn)場監(jiān)理經(jīng)監(jiān)理批準后再按解決方案施工：①沉樁過程中樁貫入度發(fā)生突變；②樁身突然傾斜、跑位；③地面明顯隆起、臨樁上浮或樁位水平移動過大；④樁身回彈曲線不規(guī)則。2.1.8樁位成型定位測量沉樁結(jié)束后，采用全站儀對各鋼管樁中心平面位置、樁頂高程及樁體垂直度進行精準測量，測量時堅持換手復(fù)核制度，使用不同辦法計算、施測。施工船舶撤離前需在樁頭焊接警示標志，并安裝夜間警示燈，以保證樁位安全和過往船舶安全。2.2深水區(qū)鋼管樁沉樁依照有關(guān)文獻資料顯示龍源江蘇蔣家沙300MW海上風(fēng)電項目風(fēng)機基本施工工程Ⅱ標段三樁導(dǎo)管架基本在潮間帶和深水區(qū)域均有分布，深水區(qū)域布置約14基三樁導(dǎo)管架基本，潮間帶和深水區(qū)沉樁區(qū)別是潮間帶區(qū)域沉樁可以將待沉樁位點精準標記在灘面上，深水區(qū)域雖然低平潮時水深也較深，施工船舶處在浮態(tài)狀態(tài)，加大了對沉樁點精準控制難度。我司依照本工程深水區(qū)域特點，特此投入定位浮箱做為沉樁輔設(shè)備，且我司擁有在龍源如東200MW擴建工程近海深水區(qū)導(dǎo)管架基本成功施工經(jīng)驗。投入定位浮箱示意見圖2.5-13。圖2.5-13定位浮箱示意圖2.2.1深水區(qū)沉樁船沉樁設(shè)備配備我司在潮間帶和深水區(qū)均采用蘇連海起重8#作為沉樁船，除在潮間帶沉樁施工中重要配備600T全回轉(zhuǎn)海工吊、PVE-200M液壓振動錘1套、IHCS600液壓沖擊錘1套、翻樁系統(tǒng)一套（由1個翻樁臺架、2個馬鞍形臺架、1臺輔助卷揚機、樁端托樁工裝件構(gòu)成）外，增長DZ60振動錘一套（用于定位浮箱定位樁沉樁）、自制沉樁定位浮箱一套。2.2.2深水區(qū)沉樁工藝流程本節(jié)對單臺深水區(qū)導(dǎo)管架基本鋼管樁沉樁施工工藝流程進行如下闡明：打樁船舶定位（依照沉樁船舶蘇連海起重8#上600T海工吊浮態(tài)下工作半徑和工作荷載綜合考慮定位）→定位浮箱就位→定位浮箱定位樁沉樁→運樁船靠泊于打樁船→將待沉鋼管樁平吊至沉樁船上設(shè)立馬鞍形臺架與翻樁臺架上→安裝鋼管樁樁端托樁工裝件→300T主鉤與150T副鉤平吊液壓振動錘并夾緊鋼管樁樁頭→安裝豎向起樁扁擔(dān)橫梁→300T主鉤與翻樁系統(tǒng)配合起吊豎樁→將振動錘連同鋼管樁起吊至定位浮箱樁位孔進行樁就位→液壓振動錘施打鋼管樁（豎樁）→樁位及垂直度進行校正→液壓振動錘至極限后（依照地質(zhì)報告振動錘沉樁深度約為40m）吊離→定位浮箱樁位液壓抱箍器打開→定位樁拔除→定位浮箱撤離→S600液壓沖擊錘吊裝→二次進行樁位及垂直度觀測校正→沉樁至設(shè)計標高→成樁后測量并繪制成圖。單臺深水區(qū)導(dǎo)管架基本沉樁工藝流程見圖2.5-14。2.2.3船舶定位打樁駁定位前先行派出自航船去沉樁機位中心點進行標記，技術(shù)人員攜帶GPS測量儀器一同前去，在沉樁機位中心點拋投帶浮標重物進行機位中心點標記，打樁駁依照標記浮標進行拋錨定位。船舶定位時，應(yīng)遵循海水漲落潮規(guī)律，船舶應(yīng)與漲落潮方向平行，以減少潮水對船舶沖擊位移。測量人員攜帶GPS站在定位浮箱停泊側(cè)，指揮船員通過絞收錨繩大概將定位浮船停泊位置預(yù)留出來，完畢初步定位。打樁船船舶定位后吊機中心距離機位中心位置滿足在浮態(tài)下600T海工吊工作半徑和負荷滿足PVE200M液壓振動錘和待打鋼管樁聯(lián)合體（沉樁時所吊物件最大重量）能起吊至各樁位點位置即可。打樁船初步定位結(jié)束后，將定位浮箱拖至打樁船指定為定位浮箱預(yù)留停泊側(cè)，定位浮箱尾部拋尾錨，便于定位浮箱沉樁后撤離，通過鉸收錨繩即可離開機位。頭部通過纜繩與打樁船相連接。測量人員再次攜帶GPS上定位浮箱，在定位浮箱中心點出通過指揮打樁船絞收錨繩進行中心點精準定位。定位浮箱施工現(xiàn)場就位如圖2.5-15。圖2.5-14深水區(qū)導(dǎo)管架基本沉樁工藝流程圖圖2.5-15定位浮箱施工現(xiàn)場就位圖蘇連海起重8#打樁船深水區(qū)沉樁平面布置圖見投附-2.5-03深水區(qū)鋼管樁沉樁平面布置圖。2.2.4定位浮箱定位樁施打定位浮箱精準定位后，便可進行定位浮箱定位樁施打。定位浮箱中間定位樁起吊（樁與錘聯(lián)合起吊）、沉樁方式（吊打工藝）與潮間帶鋼管樁沉樁工藝一致，不同是中間定位樁由于管徑較基本鋼管樁小，沉樁所采用是DZ60振動錘。定位樁沉樁點位于定位浮箱中心預(yù)留孔洞，定位樁沉樁深度控制在10m左右，只需將定位浮箱穩(wěn)定，還需考慮便于后續(xù)定位樁拔除。定位浮箱中心定位樁現(xiàn)場沉樁如圖2.5-16所示。2.2.5導(dǎo)管架基本鋼管樁豎樁定位浮箱定位樁沉樁結(jié)束，便可進行基本鋼管樁豎樁，基本鋼管樁振動錘夾樁、振動錘鋼管樁聯(lián)合體豎向起吊方案見2.4.2.4鋼管樁與振動錘聯(lián)合體起吊方案，此節(jié)不再一一詳述。振動錘與鋼管樁整體在定位浮箱預(yù)留樁位點（液壓抱樁裝置）處對樁，鋼管樁樁位點（液壓抱樁器）對樁現(xiàn)場見圖2.5-17所示。待PVE200M液壓振動錘沉樁至極限狀態(tài)，吊離液壓振動錘，重復(fù)上述環(huán)節(jié)，持續(xù)在定位浮箱液壓抱樁裝置中豎樁，第1、2根鋼管樁現(xiàn)場豎樁如圖2.5-18所示。第3根鋼管樁現(xiàn)場插樁如圖2.5-19所示。圖2.5-16定位浮箱中心定位樁現(xiàn)場沉樁圖圖2.5-17鋼管樁樁位點（液壓抱樁器）對樁現(xiàn)場圖圖2.5-18第1、2根鋼管樁樁現(xiàn)場