海上风电机组的基础施工质量控制技术

海上风电机组的基础施工质量控制技术摘要：由于海上施工的不便，进行海上风电机组的施工涉及船舶等施工机械较多，作业面较小，对于基础施工质量的控制直接决定了海上风电机组的施工效率。一旦施工质量出了问题，无论是延长工期还是事后修缮，都需要极高的成本，因此，对质量的严格控制是海上风电建设的前提。关键词：海上风电机组；施工技术；质量控制引言海上风电能源的使用在我国相关行业中的应用逐渐广泛，但是与其他能源相比,海上风电能源的使用流程更为复杂，施工机械也比较多，特别是海上风电机组的基础施工质量控制工作，更是深刻影响到海上风电机组的施工效率，一旦这个环节的质量控制工作出现了问题，不仅增大了海上风电资源的利用难度，同时也会加大工程施工费用的额外支出，由此可见，推进海上风电机组基础施工质量控制工作是十分必要的。随着社会经济的不断发展，人们对能源的需求不断增大，促使人们对清洁能源的利用加大了研究，海上风电自身的经济价值和社会价值得到了越来越多的认可。一、海上风电机组的基础施工质量控制技术研究现状1.1国外研究现状目前，对于海上风电使用最广泛，研究也最深入的是欧洲，目前已经在欧洲的海洋运行的风电机组使用最多的单桩基础，根据不同海域的特点也有些微的差别，许多国家的风电机组已经进入到了伸开区域，比如英国某风电机组所在地的水深已经达到了四十五米，而德国某风电机组距离海岸四十多公里。目前的研究难点是如何在承受强大重力的同时抵抗水平方向上的风力。1.2国内研究现状我国的风电建设已经有了相当的规模，但是大多数集中在内陆西北地区，对于海上风电的开发力度还不够。由于海上风电的施工难度要比陆上风电的施工难度更大，我国在这方面还缺乏相应的经验和技术，对于海上风电基础施工技术的研究开展的不到位，相关研究成果很少。二、 基础施工技术分析2.1常见基础结构海上风电机组的基础型式主要分为重力式、浮置式和桩式。不同的结构适用于不同的环境。浅水区域适合使用重力式基础，而桩式则适合于深水区。以此为基础，还可以进一步分成单桩式基础、三脚架组合式基础、四脚架组合式基础和多桩承台群桩基础。目前已经建成的我国东海大桥海上风电场使用的就是多桩承台群桩基础。这些基础是风机立足于大海的“定海神针”，是海上风电有效运行的必要条件，因此要进行多方面的研究，比如对海上风力资源的评估，海上风机拼装、运输以及安装，以及对于海上风电场的设计、施工和维护等。2.2基础承载受力分析海上风电机组承受的力有以下几种。首先是对地基承载力的挑战，长期的波浪和海流使得地基承载的力被累积起来，对风电机组造成伤害。第二点是波浪和海风在水平方向上对风电机组产生的推力。第三是风电机组高耸的特性，需要随时抵抗强大的倾覆力。三、 基础施工方法3.1钢管桩的沉桩从钢管桩的制造、运输到海上沉桩，都需要有条不紊的进行。以单桩为例，其沉桩流程见图一。要注意船机的位置，确定抛锚的时机和地点，对于运送到施工现场的钢管桩要进行严格的验收，确保钢管桩的质量，然后吊桩，沉桩时加强过程精度的控制，边打边测量，确保满足风机安装要求。3.2钢套箱的安装和拆除安装钢套箱主要分两步，首先整体安装带钢地板的钢套箱，在安装完成之后再在地板加固封孔。施工结束之后，钢套箱需要拆除。拆除时首先卸除底口的螺栓，建立吊架承台，然后起重船进入现场，与吊架配合拆除钢套箱。3.3基础承台施工基础承台的施工主要有如下几个任务。首先是在桩周加强槽钢焊接，做好网络筋绑扎工作，然后浇筑封底混凝土。要注意，只有封底混凝土达到了设计强度的五分之四后，才能割除拉压杆。1.基础施工质量控制与保证4.1做好施工前准备沉桩施工前需要大量的施工准备工作，包括：单桩制作、运输；辅助桩制作、运输；辅助平台设计与制作；测量、扫海等前期准备工作。只有充足的准备工作，才能保证接下来的打桩过程的施工质量。4.2加强组织管理首先选好队伍，合理分配项目部职能分工，选择技术过硬的施工队伍。其次是加强管理，细化施工流程，严格技术交底，重点加强现场的质量控制。第三是施工机械方面，对于现场的船机设备安排专人管理，合理调度，对于施工机械的选择上首选性能更优的新设备，以满足需求。4.3解决施工难点沉桩中需要大功率的冲击锤，由于高强度的沉桩锤击，容易对桩顶法兰造成损坏，而沉桩完成后的基础法兰面水平度要求较高。针对这些难点应制定相应的措施。（1）严格制造环节。进行充分调研，基础钢管桩选择合适的厂家进行制作、防腐、落驳、运输。（2）选择合适的液压锤。结合国内外工程经验，综合考虑工程地质、桩基设计要求（桩基持力层、桩身结构、质量等）因素，进行沉桩可打性分析，最终选择合适的液压锤。（3）制作保护工装法兰。使桩顶法兰面上的应力水平大大降低，不会对法兰面的平整度产生破坏，不会对法兰的棱角产生塌角破坏，且在需要振动锤振拔纠偏时，也能够安全的保护单桩顶法兰。（4）过程中监控。通过精确的GPS定位技术保证沉桩的绝对位置和高程偏差在设计要求范围内。采用定位平台稳桩，通过自重入土、压锤入土、轻击至可调土层三个阶段的不断观测调整来确保单桩质量指标。1.结语海上风电作为可再生能源，可以很好的缓解当前的能源危机，风电基础的施工关系着风机的安装以及日后的正常运行。文章着重从基础施工的流程以及质量控制中的重难点进行分析，提供相应的解决措施，在实际应用中也有着不错的效果。参考文献：[1]张文龙，近海风机吸力式桶形基础基于变形控制的复合承载力研究[D],浙江大学，2013,杨永垚，近海风电机组超大直径单桩承