專利名稱：淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海上風(fēng)電行業(yè)基礎(chǔ)施工和設(shè)備安裝工程，具體涉及近海(水深30米以內(nèi))風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和設(shè)備安裝工藝。
背景技術(shù)：
能源對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)及世界經(jīng)濟(jì)的影響已經(jīng)日益加深，因此對(duì)可再生能源的開發(fā)利用成為重要的課題。風(fēng)能是重要的可再生資源，取之不盡，用之不竭。風(fēng)力發(fā)電是技術(shù)成熟的可再生能源發(fā)電技術(shù)。加快風(fēng)能開發(fā)利用是促進(jìn)可再生能源發(fā)展的重要措施。我國(guó)海上風(fēng)能資源豐富，據(jù)初步測(cè)定有7. 5億千瓦儲(chǔ)量，是陸地風(fēng)資源儲(chǔ)量的2到3倍。海上風(fēng)電的優(yōu)勢(shì)有這樣幾個(gè)年利用小時(shí)長(zhǎng)，風(fēng)速較陸上更高，更穩(wěn)定，因此機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)，除此之外，相對(duì)于陸地上緊俏的土地資源來(lái)講。海上風(fēng)電還不占用土地資源。國(guó)家從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā)，制定政策，采取措施，大力支持和積極推動(dòng)我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展。但目前我國(guó)海上風(fēng)能資源開發(fā)還處于起步階段，更多的是開展基礎(chǔ)性的研究工作。雖然目前海上風(fēng)電發(fā)展前景很好，但與陸上風(fēng)電場(chǎng)相比，海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的技術(shù)難度較大，特別是由于我國(guó)沿海經(jīng)常受到臺(tái)風(fēng)影響，建設(shè)條件較國(guó)外更為復(fù)雜。據(jù)了解，由于其支撐結(jié)構(gòu)要求更加堅(jiān)固，對(duì)風(fēng)電機(jī)組防腐蝕等要求更為嚴(yán)格，所發(fā)電能需要鋪設(shè)海底電纜輸送，加之海上氣候環(huán)境惡劣，天氣、海浪、潮汐等因素復(fù)雜多變，建設(shè)和維護(hù)工作需要使用專業(yè)船只和設(shè)備，所以海上風(fēng)電的建設(shè)成本一般是陸上風(fēng)電的2倍一 3倍。目前全球海上風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘亢苡邢?，還沒有一臺(tái)成熟的、真正意義上的海上專用兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)，使用的風(fēng)力機(jī)均為陸上風(fēng)力機(jī)改造而成，而復(fù)雜的海上自然條件使風(fēng)力機(jī)故障率居高不下。以世界最大的海上風(fēng)電場(chǎng)丹麥Ves噸as霍恩礁風(fēng)電場(chǎng)為例，80臺(tái)海上風(fēng)力機(jī)故障率超過(guò)70%，運(yùn)行兩年來(lái)，所有風(fēng)力機(jī)同時(shí)工作的時(shí)間累計(jì)不超過(guò)30分鐘。風(fēng)力發(fā)電隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，已由傳統(tǒng)的陸上風(fēng)電發(fā)展為海上風(fēng)電，目前國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電場(chǎng)分為潮間帶海域風(fēng)電場(chǎng)(水深5米以內(nèi)，存在露灘時(shí)間)和淺海海域風(fēng)電場(chǎng)(水深5 30米，無(wú)露灘時(shí)間)。近年建成的東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)采用了 3兆瓦離岸型風(fēng)電機(jī)組。并采用了風(fēng)機(jī)高樁承臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，而國(guó)外海上風(fēng)電場(chǎng)采用的是單樁和三角架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)，是先打下八根鋼管樁，再在鋼管樁頂部澆注成一個(gè)混凝土承臺(tái)，來(lái)滿足風(fēng)機(jī)的承載、抗拔、水平移位等需要。東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)采用了海上風(fēng)機(jī)整體吊裝方法。而國(guó)外通常采用帶液壓支腿的移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行風(fēng)機(jī)分體安裝。在遠(yuǎn)海建立風(fēng)電設(shè)施面臨上述難題時(shí)，在近海(或淺海)選擇適宜的位置建立風(fēng)電設(shè)施，能一定程度避免上述所存在的問(wèn)題，并且淺海風(fēng)電的風(fēng)車本身就是一道美麗的風(fēng)景。但淺海風(fēng)電更存在施工難度大，施工成本高的問(wèn)題。具體來(lái)講，包括以下幾個(gè)方面近海風(fēng)電的發(fā)電部件、施工人員、施工部件(或材料)及大型施工設(shè)備等都需要從陸地運(yùn)輸?shù)綔\海施工現(xiàn)場(chǎng)，不僅需要租用眾多的船舶，更需要等大潮才能通行，然而大潮的時(shí)間相對(duì)十分短暫；并且租用船舶占用時(shí)間長(zhǎng)，還要根據(jù)潮汐周期的需要而多次租用船舶，運(yùn)輸大型設(shè)備時(shí)還需要租用大型船舶；大大增加了施工成本。以往國(guó)內(nèi)有大型的吊裝船，風(fēng)電施工企業(yè)需租用這些設(shè)備來(lái)海上施工，每天需要花費(fèi)上百萬(wàn)的租金，運(yùn)送材料同樣需要租用船只，并受潮差限制，此種海上施工方法效率低下。但如不使用大型的吊裝船，風(fēng)機(jī)吊裝的施工難度又比較大。且大型吊裝船在淺海海域的吃水水深也是一個(gè)問(wèn)題。為了施工設(shè)備在施工現(xiàn)場(chǎng)更好的運(yùn)轉(zhuǎn)，避免常用施工材料或施工設(shè)備的重復(fù)往返運(yùn)輸，往往需要建設(shè)更大的施工平臺(tái)，以供上述設(shè)備的周轉(zhuǎn)或材料的存放。為保證風(fēng)電設(shè)施的搭建平臺(tái)扎根于海底，需要有穩(wěn)固的樁基系統(tǒng)，樁基施工難度大。并且由于潮差的影響，也加大了施工難度。整個(gè)風(fēng)電平臺(tái)施工系統(tǒng)不可移動(dòng)，不能夠方便的轉(zhuǎn)移到其他需要施工現(xiàn)場(chǎng)。也增加了施工成本。例如，江蘇如東的風(fēng)電項(xiàng)目，即采用一機(jī)組建設(shè)一個(gè)施工平臺(tái)，不能實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，成本很高，后續(xù)的項(xiàng)目完全要重復(fù)之前相同的工作，但不能對(duì)之前的施工平臺(tái)設(shè)施進(jìn)行再利用，因而不能實(shí)現(xiàn)資源共享，施工也不夠方便和快捷，且施工周期長(zhǎng)。目前潮間帶風(fēng)電場(chǎng)國(guó)內(nèi)已摸索出一套可行、高效、低成本的無(wú)過(guò)渡段單樁施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，但該套工藝從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工船舶、運(yùn)輸船船舶、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、吊裝工藝等均不適用于淺海海域風(fēng)電場(chǎng)施工。在淺海海域國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)存在個(gè)別的成功案例，該套工藝存在如下缺點(diǎn)1)基礎(chǔ)采用高樁沉臺(tái)結(jié)構(gòu)，施工效率較低約15天/臺(tái)；2)風(fēng)機(jī)安裝采用整體吊裝，需要設(shè)計(jì)制作專用緩沖工裝和整體吊裝工裝，租用專用船舶(半潛駁)進(jìn)行整體運(yùn)輸，導(dǎo)致施工成本高，且整機(jī)運(yùn)輸對(duì)于風(fēng)浪要求高，不適合遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，最終電價(jià)約O. 91元/度?？梢娫撎资┕すに嚦杀靖摺⑿实?、耗時(shí)間，無(wú)法規(guī)?；茝V應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種施工難度降低、成本低、效率高、安全、快捷的淺海風(fēng)電施工系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種施工難度低、成本低、強(qiáng)度大的淺海風(fēng)電平臺(tái)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種施工難度降低、成本低、效率高、安全、快捷的淺海風(fēng)電施工方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，包括運(yùn)輸方法，步驟如下( I)運(yùn)輸船上布置單管樁，單管樁下方布置軌道和滑車裝置，抵達(dá)施工海域掛好索具后可直接立樁；(2)塔筒又分成兩段或三段，每段塔筒置于塔筒支架上豎立運(yùn)輸，豎立后將塔筒內(nèi)電器柜等小件全部安裝完畢，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量；(3)機(jī)艙、輪轂和2個(gè)葉片組成兔兒組件運(yùn)輸，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，從而降低風(fēng)速的影響；(4)余下葉片設(shè)計(jì)專用工裝，可疊層運(yùn)輸，充分利用運(yùn)輸船空間。在一些實(shí)施方式中，單樁管和葉片的數(shù)量為3個(gè)，軌道的數(shù)量為4根，滑車裝置、塔筒和兔兒組件的數(shù)量為3套。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，還包括自升式起重平臺(tái)定位、穩(wěn)船和運(yùn)輸船定位方法，步驟如下(I)自升式起重平臺(tái)利用船載GPS，將抱樁器中心坐標(biāo)移至設(shè)計(jì)機(jī)位坐標(biāo)附近；(2)利用兩艘錨艇將4個(gè)定位錨拖送拋入海底；(3)自升式起重平臺(tái)通過(guò)絞錨將抱樁器中心坐標(biāo)精確定位在設(shè)計(jì)機(jī)位上；(4)自升式起重平臺(tái)將4個(gè)支腿壓入海底并壓載，穩(wěn)定后將壓載艙水適量排去，然后將船體升至水面上6米；(5)通過(guò)錨艇將運(yùn)輸船拖至自升式起重平臺(tái)尾部，并拋4個(gè)定位錨定位。在一些實(shí)施方式中，抱樁器中心坐標(biāo)移至設(shè)計(jì)機(jī)位坐標(biāo)的偏差小于等于2m，抱樁器中心坐標(biāo)精確定位在設(shè)計(jì)機(jī)位上的誤差小于200mm。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，還包括單樁管豎立和沉樁方法，步驟如下(I)將吊梁、卸扣、32米鋼絲繩和16米鋼絲繩組裝好，并通過(guò)雙鉤吊至單管樁吊耳正上方，然后緩慢下降鉤頭將32米鋼絲繩套入單管樁吊耳；(2)緩慢起升雙鉤，通過(guò)單管樁下端軌道滑車滑動(dòng)，慢慢將單管樁豎立；(3)單管樁豎立后解除下端綁扎，繼續(xù)起升雙鉤至安全高度后，旋轉(zhuǎn)雙鉤將單管樁放入抱樁器內(nèi)；( 4 )推出上抱樁器、下抱樁器，并抱緊活動(dòng)臂，雙鉤下降自沉單管樁，自沉過(guò)程樁根據(jù)單管樁兩垂直方位通過(guò)歸零消誤差測(cè)量方法測(cè)量得到垂直度偏差，通過(guò)上抱樁器、下抱樁器和千斤頂伸縮實(shí)時(shí)調(diào)整單管樁垂直度；(5 )自沉完畢后，通過(guò)浪風(fēng)繩將32米鋼絲繩脫離單管樁吊耳，然后將(I)中索具卸至自升式起重平臺(tái)甲板面；(6)將沖擊錘吊裝鋼絲繩掛至雙鉤上，起升雙鉤，并將沖擊錘吊至單管樁正上方，然后下降雙鉤，將沖擊錘壓至單管樁頂部，直至吊裝鋼絲繩松弛；(7)以最小沖擊能量開始沉樁，然后根據(jù)灌入度適當(dāng)增加沖擊錘沉樁能量，直至單管樁上法蘭標(biāo)高至設(shè)計(jì)要求；在沉樁過(guò)程中根據(jù)單管樁兩垂直方位通過(guò)歸零消誤差測(cè)量方法測(cè)量得到垂直度偏差，實(shí)時(shí)停錘通過(guò)抱樁器和千斤頂伸縮調(diào)整單管樁垂直度。在一些實(shí)施方式中，吊梁的數(shù)量為I個(gè)，承載力為800噸；卸扣的數(shù)量為8個(gè)，承載力為250噸；32米鋼絲繩和16米鋼絲繩的數(shù)量均為2個(gè)，承載力均為400噸；雙鉤的承載力為800噸；千斤頂?shù)臄?shù)量為4個(gè)；沖擊錘為S800液壓沖擊錘；灌入度控制在20 50mm ；單管樁上法蘭標(biāo)高至設(shè)計(jì)要求的偏差小于或等于50mm。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，還包括風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝方法，步驟如下(I)將塔筒吊裝索具掛至起重機(jī)雙鉤上，將下塔筒吊裝至單管樁上端法蘭上，將螺栓對(duì)稱安裝并緊固；(2)依上方法將中塔筒吊裝至下塔筒上端法蘭上，并安裝螺栓對(duì)稱緊固；(3)然后將上塔筒吊裝至中塔筒上端法蘭上，并安裝螺栓對(duì)稱緊固；(4)將I個(gè)機(jī)艙、I個(gè)輪轂和2個(gè)葉片組成的兔兒組件吊裝上塔筒上端法蘭上，安裝螺栓并緊固；
(5)機(jī)艙盤車，將輪轂余下一個(gè)待安裝位置葉片調(diào)整水平；(6)利用吊梁將余下一個(gè)葉片水平吊裝至安裝位置，并安裝葉片與輪轂連接螺栓，然后對(duì)稱緊固；(7)在以上(I)至(6)安裝過(guò)程中的進(jìn)行穿電纜、附屬散件安裝等工作。在一些實(shí)施方式中，上塔筒吊裝完畢與將機(jī)艙吊裝上塔筒上端法蘭上之間的時(shí)間間隔小于12小時(shí)。本發(fā)明淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，技術(shù)成熟、工裝成本低、操作簡(jiǎn)單并具有垂直度調(diào)整功能，吊裝次數(shù)減少，大大提高施工效率，大大節(jié)約了船機(jī)租賃攤銷費(fèi)用，降低施工成本。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝的運(yùn)輸方法主視圖；圖2是本發(fā)明一實(shí)施方式的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝的運(yùn)輸方法側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明一實(shí)施方式的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝的運(yùn)輸方法俯視圖；圖4是本發(fā)明一實(shí)施方式的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝的自升式起重平臺(tái)定位、穩(wěn)船和運(yùn)輸船定位方法和單樁管豎立方法示意圖；圖5是本發(fā)明一實(shí)施方式的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝的單樁管沉樁方法示意圖；圖6是本發(fā)明一實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝方法中下塔筒吊裝示意圖；圖7是本發(fā)明一實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝方法中中塔筒吊裝示意圖；圖8是本發(fā)明一實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝方法中上塔筒吊裝示意圖；圖9是本發(fā)明一實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝方法中兔兒組件吊裝示意圖；圖10是本發(fā)明一實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝方法中葉片吊裝示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)例如圖1-3所示風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)是采用無(wú)過(guò)渡段單樁鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，風(fēng)機(jī)設(shè)備是塔筒4分兩段或三段設(shè)計(jì)，機(jī)艙具備盤車鎖定功能。其運(yùn)輸方法是采用市面上萬(wàn)噸級(jí)運(yùn)輸駁船(長(zhǎng)80米，寬40米，型深8. 5米)一次運(yùn)輸3套風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)單管樁I和設(shè)備，步驟如下(I)運(yùn)輸船上布置3個(gè)單管樁1，單管樁I下方布置4根軌道2和3套滑車裝置3，抵達(dá)施工海域掛好索具后可直接立樁；(2)塔筒4的數(shù)量為3套，每套塔筒4又分成兩段或三段，每段塔筒置于塔筒支架5上豎立運(yùn)輸，豎立后將塔筒4內(nèi)電器柜等小件全部安裝完畢，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量；(3)機(jī)艙、輪轂和2個(gè)葉片61分別組成3套兔兒組件6運(yùn)輸，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，從而降低風(fēng)速的影響；(4)余下I個(gè)葉片61設(shè)計(jì)專用工裝，可疊層運(yùn)輸，充分利用運(yùn)輸船空間。
本發(fā)明的另一個(gè)典型實(shí)例如圖4所示自升式起重平臺(tái)I定位、穩(wěn)船和運(yùn)輸船定位方法，定位主要步驟如下(I)自升式起重平臺(tái)7利用船載GPS，將抱樁器71中心坐標(biāo)移至設(shè)計(jì)機(jī)位坐標(biāo)附近，其偏差小于等于2m;(2)利用兩艘錨艇將4個(gè)定位錨拖送拋入海底；(3)自升式起重平臺(tái)7通過(guò)絞錨將抱樁器71中心坐標(biāo)精確定位在設(shè)計(jì)機(jī)位上，誤差小于200mm ；(4)自升式起重平臺(tái)7將4個(gè)支腿壓入海底并壓載，穩(wěn)定后將壓載艙水適量排去，然后將船體升至水面上6米；(5)通過(guò)錨艇將運(yùn)輸船拖至自升式起重平臺(tái)7尾部，并拋4個(gè)定位錨定位。以上自升式起重平臺(tái)7定位、穩(wěn)船和運(yùn)輸船定位用時(shí)約2天。本發(fā)明的另一個(gè)典型實(shí)例還是如圖4所示的單樁管豎立方法，以及如圖5所示的單樁管沉樁方法，步驟如下(I)將I個(gè)800噸吊梁8、8個(gè)250噸卸扣、2個(gè)400噸-32米鋼絲繩9和2個(gè)400噸-16米鋼絲繩10組裝好，并通過(guò)800噸雙鉤11吊至單管樁I吊耳正上方，然后緩慢下降鉤頭將400噸-32米鋼絲繩9套入單管樁I吊耳；(2 )緩慢起升800噸雙鉤11，通過(guò)單管樁I下端軌道2滑車滑動(dòng)，慢慢將單管樁I豎立；(3)單管樁I豎立后解除下端綁扎，繼續(xù)起升800噸雙鉤11至安全高度后，旋轉(zhuǎn)800噸雙鉤11將單管樁I放入抱樁器71內(nèi)；(4)推出上抱樁器12、下抱樁器13，并抱緊活動(dòng)臂，800噸雙鉤11下降自沉單管樁1，自沉過(guò)程樁根據(jù)單管樁I兩垂直方位通過(guò)歸零消誤差測(cè)量方法測(cè)量得到垂直度偏差，通過(guò)上抱樁器12、下抱樁器13和4個(gè)千斤頂14伸縮實(shí)時(shí)調(diào)整單管樁I垂直度；(5)自沉完畢后，通過(guò)浪風(fēng)繩將400噸-32米鋼絲繩9脫離單管樁I吊耳，然后將
(I)中索具卸至自升式起重平臺(tái)7甲板面；(6)將S800液壓沖擊錘15吊裝鋼絲繩掛至800噸雙鉤11上，起升800噸雙鉤11，并將沖擊錘15吊至單管樁I正上方，然后下降800噸雙鉤11，將沖擊錘15壓至單管樁I頂部，直至吊裝鋼絲繩松弛；(7)以最小沖擊能量開始沉樁，然后根據(jù)灌入度(控制在20 50mm)適當(dāng)增加沖擊錘15沉樁能量，直至單管樁I上法蘭標(biāo)高至設(shè)計(jì)要求(偏差小于或等于50mm);在沉樁過(guò)程中根據(jù)單管樁I兩垂直方位通過(guò)歸零消誤差測(cè)量方法測(cè)量得到垂直度偏差，實(shí)時(shí)停錘通過(guò)抱樁器71和4個(gè)千斤頂16伸縮調(diào)整單管樁I垂直度。以上單管樁I豎立和沉樁用時(shí)約I天。本發(fā)明的另一個(gè)典型實(shí)例如圖6-10所示風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝方法，步驟如下(I)將塔筒4吊裝索具掛至起重機(jī)雙鉤11上，將下塔筒41吊裝至單管樁I上端法蘭上，將螺栓對(duì)稱安裝并緊固；(2)依上方法將中塔筒42吊裝至下塔筒41上端法蘭上，并安裝螺栓對(duì)稱緊固；(3)然后將上塔筒43吊裝至中塔筒42上端法蘭上，并安裝螺栓對(duì)稱緊固；注上塔筒43吊裝完畢12小時(shí)內(nèi)必須將機(jī)艙吊裝上塔筒43上端法蘭上；
(4)將I個(gè)機(jī)艙、I個(gè)輪轂和2個(gè)葉片61組成的兔兒組件6吊裝上塔筒43上端法蘭上，安裝螺栓并緊固；(5)機(jī)艙盤車，將輪轂余下一個(gè)待安裝位置葉片61調(diào)整水平；(6)利用吊梁8將余下一個(gè)葉片61水平吊裝至安裝位置，并安裝葉片61與輪轂連接螺栓，然后對(duì)稱緊固；(7)在以上(I)至(6)安裝過(guò)程中的進(jìn)行穿電纜、附屬散件安裝等工作。以上風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝用時(shí)約3天。單套風(fēng)電場(chǎng)基礎(chǔ)施工和設(shè)備安裝完畢后，移船至下一機(jī)位進(jìn)行相同施工。本發(fā)明淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，利用現(xiàn)有施工船舶和運(yùn)輸船舶，并結(jié)合船舶自升特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了成套運(yùn)輸工藝，是淺海海域風(fēng)電場(chǎng)高效施工的先決條件；基礎(chǔ)無(wú)過(guò)渡段單管樁豎立采用軌道滑車工藝，該方法技術(shù)成熟、工裝成本低、操作簡(jiǎn)單；采用雙鉤吊裝單管樁，并結(jié)合雙層抱樁器的垂直度調(diào)整功能，以及歸零消誤差測(cè)量方法，單管樁沉樁完畢后其上端法蘭傾斜度均達(dá)2%。以內(nèi)，大大高于國(guó)際上5%。的水平；由于塔筒采用豎直運(yùn)輸、機(jī)艙輪轂和葉片采用兔兒運(yùn)輸，風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝大件吊裝僅需5次吊裝即可完成，與傳統(tǒng)大件8次吊裝相比大大提高施工效率；該套風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工和設(shè)備安裝工藝效率較高，可達(dá)6天/套風(fēng)機(jī)，與傳統(tǒng)高樁承臺(tái)和導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)15/套風(fēng)機(jī)施工效率相比，大大節(jié)約了船機(jī)租賃攤銷費(fèi)用，降低施工成本；該套淺海海域風(fēng)電場(chǎng)單管樁基礎(chǔ)施工和設(shè)備安裝工藝，成本較低，建成后投產(chǎn)后可達(dá)O. 8元左右/度電，大大低于已建海上風(fēng)電場(chǎng)
O.91元/度電。
權(quán)利要求
1.淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，其特征在于，包括運(yùn)輸方 法，步驟如下 (1)運(yùn)輸船上布置單管樁，單管樁下方布置軌道和滑車裝置，抵達(dá)施工海域掛好索具后可直接立樁； (2)塔筒又分成兩段或三段，每段塔筒置于塔筒支架上豎立運(yùn)輸，豎立后將塔筒內(nèi)電器柜等小件全部安裝完畢，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量； (3)機(jī)艙、輪轂和2個(gè)葉片組成兔兒組件運(yùn)輸，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，從而降低風(fēng)速的影響； (4)余下葉片設(shè)計(jì)專用工裝，可疊層運(yùn)輸，充分利用運(yùn)輸船空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，其特征在于，所述單樁管和葉片的數(shù)量為3個(gè)，軌道的數(shù)量為4根，滑車裝置、塔筒和兔兒組件的數(shù)量為3套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，其特征在于，還包括自升式起重平臺(tái)定位、穩(wěn)船和運(yùn)輸船定位方法，步驟如下 (O自升式起重平臺(tái)利用船載GPS，將抱樁器中心坐標(biāo)移至設(shè)計(jì)機(jī)位坐標(biāo)附近； (2)利用兩艘錨艇將4個(gè)定位錨拖送拋入海底； (3)自升式起重平臺(tái)通過(guò)絞錨將抱樁器中心坐標(biāo)精確定位在設(shè)計(jì)機(jī)位上； (4)自升式起重平臺(tái)將4個(gè)支腿壓入海底并壓載，穩(wěn)定后將壓載艙水適量排去，然后將船體升至水面上6米； (5)通過(guò)錨艇將運(yùn)輸船拖至自升式起重平臺(tái)尾部，并拋4個(gè)定位錨定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，其特征在于，所述抱樁器中心坐標(biāo)移至設(shè)計(jì)機(jī)位坐標(biāo)的偏差小于等于2m，抱樁器中心坐標(biāo)精確定位在設(shè)計(jì)機(jī)位上的誤差小于200mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，其特征在于，還包括單樁管豎立和沉樁方法，步驟如下 (1)將吊梁、卸扣、32米鋼絲繩和16米鋼絲繩組裝好，并通過(guò)雙鉤吊至單管樁吊耳正上方，然后緩慢下降鉤頭將32米鋼絲繩套入單管樁吊耳； (2)緩慢起升雙鉤，通過(guò)單管樁下端軌道滑車滑動(dòng)，慢慢將單管樁豎立； (3)單管樁豎立后解除下端綁扎，繼續(xù)起升雙鉤至安全高度后，旋轉(zhuǎn)雙鉤將單管樁放入抱樁器內(nèi)； (4)推出上抱樁器、下抱樁器，并抱緊活動(dòng)臂，雙鉤下降自沉單管樁，自沉過(guò)程樁根據(jù)單管樁兩垂直方位通過(guò)歸零消誤差測(cè)量方法測(cè)量得到垂直度偏差，通過(guò)上抱樁器、下抱樁器和千斤頂伸縮實(shí)時(shí)調(diào)整單管樁垂直度； (5 )自沉完畢后，通過(guò)浪風(fēng)繩將32米鋼絲繩脫離單管樁吊耳，然后將(I)中索具卸至自升式起重平臺(tái)甲板面； (6)將沖擊錘吊裝鋼絲繩掛至雙鉤上，起升雙鉤，并將沖擊錘吊至單管樁正上方，然后下降雙鉤，將沖擊錘壓至單管樁頂部，直至吊裝鋼絲繩松弛； (7)以最小沖擊能量開始沉樁，然后根據(jù)灌入度適當(dāng)增加沖擊錘沉樁能量，直至單管樁上法蘭標(biāo)高至設(shè)計(jì)要求；在沉樁過(guò)程中根據(jù)單管樁兩垂直方位通過(guò)歸零消誤差測(cè)量方法測(cè)量得到垂直度偏差，實(shí)時(shí)停錘通過(guò)抱樁器和千斤頂伸縮調(diào)整單管樁垂直度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，其特征在于，所述吊梁的數(shù)量為I個(gè)，承載力為800噸；卸扣的數(shù)量為8個(gè)，承載力為250噸；32米鋼絲繩和16米鋼絲繩的數(shù)量均為2個(gè)，承載力均為400噸；雙鉤的承載力為800噸；千斤頂?shù)臄?shù)量為4個(gè)；沖擊錘為S800液壓沖擊錘；灌入度控制在20 50mm ;單管樁上法蘭標(biāo)高至設(shè)計(jì)要求的偏差小于或等于50mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，其特征在于，還包括風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝方法，步驟如下(1)將塔筒吊裝索具掛至起重機(jī)雙鉤上，將下塔筒吊裝至單管樁上端法蘭上，將螺栓對(duì)稱安裝并緊固；(2)依上方法將中塔筒吊裝至下塔筒上端法蘭上，并安裝螺栓對(duì)稱緊固；(3)然后將上塔筒吊裝至中塔筒上端法蘭上，并安裝螺栓對(duì)稱緊固；(4)將I個(gè)機(jī)艙、I個(gè)輪轂和2個(gè)葉片組成的兔兒組件吊裝上塔筒上端法蘭上，安裝螺栓并緊固；(5)機(jī)艙盤車，將輪轂余下一個(gè)待安裝位置葉片調(diào)整水平；(6)利用吊梁將余下一個(gè)葉片水平吊裝至安裝位置，并安裝葉片與輪轂連接螺栓，然后對(duì)稱緊固；(7)在以上(I)至(6)安裝過(guò)程中的進(jìn)行穿電纜、附屬散件安裝等工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，其特征在于，上塔筒吊裝完畢與將機(jī)艙吊裝上塔筒上端法蘭上之間的時(shí)間間隔小于12小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，包括運(yùn)輸方法，步驟如下運(yùn)輸船上布置單管樁，單管樁下方布置軌道和滑車裝置，抵達(dá)施工海域掛好索具后可直接立樁；塔筒又分成兩段或三段，每段塔筒置于塔筒支架上豎立運(yùn)輸，豎立后將塔筒內(nèi)電器柜等小件全部安裝完畢，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量；機(jī)艙、輪轂和2個(gè)葉片組成兔兒組件運(yùn)輸，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，從而降低風(fēng)速的影響；余下葉片設(shè)計(jì)專用工裝，可疊層運(yùn)輸，充分利用運(yùn)輸船空間。本發(fā)明淺海域風(fēng)電場(chǎng)無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)施工和風(fēng)機(jī)設(shè)備安裝工藝，技術(shù)成熟、工裝成本低、操作簡(jiǎn)單并具有垂直度調(diào)整功能，吊裝次數(shù)減少，大大提高施工效率，大大節(jié)約了船機(jī)租賃攤銷費(fèi)用，降低施工成本。
文檔編號(hào)E02D27/42GK103015445SQ20121055495
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者李澤, 張海生, 張樂(lè)平, 王徽華, 曹春潼, 馮小星, 關(guān)文來(lái) 申請(qǐng)人:江蘇龍?jiān)凑袢A海洋工程有限公司