專利名稱：水深大于2米的大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的施工方法，特別是一種在水深大于2 米的近海區(qū)域建設(shè)大型海上風(fēng)電場(chǎng)的施工方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是一種潔凈的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電已越來(lái)越受重視，建立大型風(fēng)力發(fā) 電場(chǎng)也是解決我國(guó)能源短缺的重要途徑，海上風(fēng)能還具有不占用土地資源、遠(yuǎn)離 人群、給社會(huì)生活干擾小等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于風(fēng)力資源豐富的沿海地區(qū)，都計(jì)劃要建立 大型海上風(fēng)電場(chǎng)。目前世界上海上風(fēng)電基礎(chǔ)主要分為以下三種
單樁或多樁基礎(chǔ)是淺海區(qū)域采用最多的一種型式，此種樁基主要適合土質(zhì) 松軟的潮間帶和淺海區(qū)域。造價(jià)低，施工簡(jiǎn)便、快速。
重力式基礎(chǔ)主要適用于淺海巖基海床或承載力較高的砂型土質(zhì)條件。重力 式基礎(chǔ)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，重量達(dá)1000噸以上，在陸地預(yù)制后由駁船轉(zhuǎn)運(yùn)到風(fēng) 機(jī)基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)，依靠專用夾放船或大型起重船放入海底。
導(dǎo)管架群樁基礎(chǔ)主要用于水深較大的海域，它需要在陸地上的車間加工好 后，運(yùn)送到風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)安裝處，由大型打樁船打進(jìn)海床。該基礎(chǔ)樁型施工方法復(fù)雜， 施工周期長(zhǎng)，在海上風(fēng)電場(chǎng)中運(yùn)用較少。
由于我國(guó)沿海特殊的工程地質(zhì)和海底地形，導(dǎo)致了我國(guó)海上風(fēng)電的發(fā)展受到 了很大的限制。以江蘇如東南黃海沿海灘涂為例，該區(qū)域不同于其他風(fēng)電安裝場(chǎng) 所，其特點(diǎn)是海水深度淺且變化大，淤泥層海床，土質(zhì)松軟，常規(guī)起重船及各類 國(guó)外海上風(fēng)電安裝船均無(wú)法在此區(qū)域內(nèi)作業(yè)中小型起重船無(wú)法滿足吊高吊重要 求，目前國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電場(chǎng)施工船舶吃水深度一般都在5米以上，無(wú)法滿足2-5 米水深區(qū)域的施工要求，無(wú)法進(jìn)入該區(qū)域施工，嚴(yán)重影響我國(guó)海上風(fēng)電事業(yè)的發(fā) 展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服上述現(xiàn)有施工方法的不足之處，提供一種不受潮沙影響，可持續(xù)作業(yè)，施工簡(jiǎn)便，速度快，效率高，施工費(fèi)用低，使用鋼管樁基礎(chǔ)的 水深大于2米的大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的施工方法。
本發(fā)明的水深大于2米的大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的施工方法，主要包括下列步
驟
A) 用淺水拖輪將施工船拖至設(shè)定位置，施工船定位后，淺水拖輪即可離開(kāi);
B) 啟動(dòng)施工船上的升降裝置，使船體升上水面2-3米，此時(shí)施工船獲得穩(wěn) 固基礎(chǔ)，船體不受水流及海浪影響；
C) 淺水拖輪將裝有鋼管樁、風(fēng)機(jī)操作平臺(tái)、塔筒、風(fēng)機(jī)機(jī)艙、輪轂、葉片 等設(shè)備的運(yùn)輸駁船拖送至施工船附近后拋錨定位；
D) 施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的主吊通過(guò)專用吊裝工具吊起運(yùn)輸駁船 上的鋼管樁上端，400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的輔吊吊住鋼管樁下端，將其慢慢豎直后 吊進(jìn)施工船打樁機(jī)的支架內(nèi)，緩慢下放鋼管樁至海床上，輔吊松開(kāi)；
E) 施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的輔吊將打樁機(jī)的振動(dòng)式打樁錘吊往鋼 管樁頂部上方，到位后用振動(dòng)式打樁棰底部夾具夾住鋼樁管壁，開(kāi)啟振動(dòng)錘將鋼 管樁分別打入設(shè)計(jì)的入土深度；
F) 施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)將運(yùn)輸駁船上的風(fēng)機(jī)操作平臺(tái)吊往鋼管 樁頂部，準(zhǔn)確坐落在鋼管樁上，并進(jìn)行固定；
G) 施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的主吊吊起運(yùn)輸船上的風(fēng)機(jī)下節(jié)塔筒的 上端，400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的輔吊吊住該節(jié)塔筒下端，將其慢慢豎直，并使塔筒 準(zhǔn)確坐落在風(fēng)機(jī)操作平臺(tái)的安裝基座法蘭上，連接法蘭達(dá)到設(shè)計(jì)要求，再依次安 裝上面幾節(jié)塔筒；
H) 施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)將風(fēng)電機(jī)機(jī)艙吊至安裝高度后，準(zhǔn)確坐 落在最上節(jié)塔筒的頂部法蘭上，緊固并達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
I) 輪轂在裝上運(yùn)輸駁船時(shí)，兩片葉片己裝在輪轂上，安裝時(shí)，施工船上的 400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的主吊吊住輪轂側(cè)面，400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的輔吊吊住其中 一片葉片用于控制輪轂的方位，將輪轂準(zhǔn)確吊往風(fēng)電機(jī)組連接處，連接輪轂與風(fēng) 電機(jī)組達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
J)最后將剩余的一片葉片平吊至輪轂側(cè)面，連接葉片與輪轂達(dá)到設(shè)計(jì)要求； K)至此，該大型海上風(fēng)電裝置安裝完畢，啟動(dòng)升降裝置，將船體降落到水面后，淺水拖輪將該施工船拖往下一個(gè)作業(yè)地點(diǎn)。
上述淺水拖輪選用三機(jī)三漿式吃水面積不小于500平方米的淺吃水平底拖 輪；施工船選用吃水面積不小于300平方米、設(shè)有升降裝置和打樁機(jī)及吊機(jī)的平 底升降式施工船；運(yùn)輸駁船選用吃水面積不小于1000平方米的平底運(yùn)輸駁船。
所述施工船上的打樁機(jī)裝在施工船的一端，打樁機(jī)最大打樁直徑不小于5. 2 米，吊機(jī)裝在施工船的中部，吊機(jī)的起吊高度不低于110米，起重能力不低于 400噸，升降裝置分布在施工船上。
本發(fā)明施工方法，使用吃水面積(等于吃水線長(zhǎng)X吃水線寬)大于1000平
方米的平底運(yùn)輸駁船，可以在吃水深度為2米時(shí)的裝載能力達(dá)2000噸，完全能
滿足淺海運(yùn)輸需要。施工船選用吃水面積大于300平方米，可以在吃水深度小于
2米時(shí)即可承載400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)和打樁機(jī)及升降裝置的重量，使用升降裝置
即可將施工船從水面升高數(shù)米進(jìn)行正常施工。而淺水拖輪只負(fù)責(zé)提供動(dòng)力而不承
載貨物,且吃水面積大于500平方米，所以能在水深1. 5米以上的水中正常航行，
由于將作業(yè)、裝載和拖運(yùn)分幵，使之均可在水深等于或大于2米的海上進(jìn)行大型
風(fēng)電裝置的安裝施工，并具有不受潮汐影響，可持續(xù)作業(yè)，施工簡(jiǎn)便，速度快，
效率高，施工費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了國(guó)際上在2-5米水深區(qū)域的進(jìn)行大型海上風(fēng)
電場(chǎng)建設(shè)施工的空白。


附圖是本發(fā)明中選用的施工船的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中的1是吃水面積大于300平方米的船體，2是設(shè)有主吊和輔吊的400噸 全回轉(zhuǎn)起重機(jī)，3是升降裝置，4是打樁機(jī)。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)附圖，本發(fā)明的在水深大于2米的區(qū)域進(jìn)行大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的施工 方法，主要包括下列步驟
A) 用淺水拖輪將施工船拖至設(shè)定位置，施工船定位后，淺水拖輪即可離開(kāi)；
B) 啟動(dòng)施工船上的升降裝置3，使船體1升上水面2-3米，此時(shí)施工船獲 得穩(wěn)固基礎(chǔ)，船體不受水流及海浪影響；
C) 淺水拖輪將裝有鋼管樁、風(fēng)機(jī)操作平臺(tái)、塔筒、風(fēng)機(jī)機(jī)艙、輪轂、葉片 等設(shè)備的運(yùn)輸駁船拖送至施工船附近后拋錨定位；D) 施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)2的主吊通過(guò)專用吊裝工具吊起運(yùn)輸駁 船上的鋼管樁上端，400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)2的輔吊吊住鋼管樁下端，將其慢慢豎 直后吊進(jìn)施工船打樁機(jī)4的支架內(nèi)，緩慢下放鋼管樁至海床上，輔吊松開(kāi)；
E) 施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)2的輔吊將打樁機(jī)4的振動(dòng)式打樁錘吊 往鋼管樁頂部上方，到位后用振動(dòng)式打樁錘底部夾具夾住鋼樁管壁，開(kāi)啟振動(dòng)錘 將鋼管樁打入設(shè)計(jì)的入土深度；
F) 施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)2將運(yùn)輸駁船上的風(fēng)機(jī)操作平臺(tái)吊往鋼 管樁頂部，準(zhǔn)確坐落在鋼管樁上，并進(jìn)行固定；
G) 施工船上400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)2的主吊吊起運(yùn)輸船上的風(fēng)機(jī)下節(jié)塔筒的 上端，400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)2的輔吊吊住該節(jié)塔筒下端，將其慢慢豎直，并使塔 筒準(zhǔn)確坐落在風(fēng)機(jī)操作平臺(tái)的安裝基座法蘭上，連接法蘭達(dá)到設(shè)計(jì)要求，再依次 安裝上面幾節(jié)塔筒；
H) 施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)2將風(fēng)機(jī)機(jī)艙吊至安裝高度后，準(zhǔn)確坐 落在最上節(jié)塔筒的頂部法蘭上，緊固并達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
I) 輪轂在裝上運(yùn)輸駁船時(shí)，兩片葉片已裝在輪轂上，安裝時(shí)，施工船上400 噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)2的主吊吊住輪轂側(cè)面，400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)2的輔吊吊住其中 一片葉片用于控制輪轂的方位，將輪轂準(zhǔn)確吊往風(fēng)電機(jī)組連接處，連接輪轂與風(fēng) 電機(jī)組達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
J)最后將剩余的一片葉片平吊至輪轂側(cè)面，連接葉片與輪轂達(dá)到設(shè)計(jì)要求； K)至此，該大型海上風(fēng)電裝置安裝完畢，啟動(dòng)升降裝置3，將船體1降落
到水面后，淺水拖輪將該施工船拖往下一個(gè)作業(yè)地點(diǎn)。
所述淺水拖輪選用三機(jī)三漿式吃水面積不小于500平方米的淺吃水平底拖 輪；施工船選用吃水面積不小于300平方米、設(shè)有升降裝置和打樁機(jī)及吊機(jī)的平 底升降式施工船；運(yùn)輸駁船選用吃水面積不小于1000平方米的平底運(yùn)輸駁船。
所述施工船上的打樁機(jī)裝在施工船的一端，打樁機(jī)最大打樁直徑不小于5.2 米，吊機(jī)裝在施工船的中部，吊機(jī)的起吊高度不低于110米，起重能力不低于 400噸，升降裝置分布在施工船上。
權(quán)利要求
1、一種水深大于2米的大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的施工方法，其特征在于包括下列步驟A)用淺水拖輪將施工船拖至設(shè)定位置，施工船定位后，淺水拖輪即可離開(kāi)；B)啟動(dòng)施工船上的升降裝置，使船體升上水面2-3米，此時(shí)施工船獲得穩(wěn)固基礎(chǔ)，船體不受水流及海浪影響；C)淺水拖輪將裝有鋼管樁、風(fēng)機(jī)操作平臺(tái)、塔筒、風(fēng)機(jī)機(jī)艙、輪轂、葉片等設(shè)備的運(yùn)輸駁船拖送至施工船附近后拋錨定位；D)施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的主吊通過(guò)專用吊裝工具吊起運(yùn)輸駁船上的鋼管樁上端，400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的輔吊吊住鋼管樁下端，將其慢慢豎直后吊進(jìn)施工船打樁機(jī)的支架內(nèi)，緩慢下放鋼管樁至海床上，輔吊松開(kāi)；E)施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的輔吊將打樁機(jī)的振動(dòng)式打樁錘吊往鋼管樁頂部上方，到位后用振動(dòng)式打樁錘底部夾具夾住鋼樁管壁，開(kāi)啟振動(dòng)錘將鋼管樁分別打入設(shè)計(jì)的入土深度；F)施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)將運(yùn)輸駁船上的風(fēng)機(jī)操作平臺(tái)吊往鋼管樁頂部，準(zhǔn)確坐落在鋼管樁上，并進(jìn)行固定；G)施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的主吊吊起運(yùn)輸船上的風(fēng)機(jī)下節(jié)塔筒的上端，400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的輔吊吊住該節(jié)塔筒下端，將其慢慢豎直，并使塔筒準(zhǔn)確坐落在風(fēng)機(jī)操作平臺(tái)的安裝基座法蘭上，連接法蘭達(dá)到設(shè)計(jì)要求，再依次安裝上面幾節(jié)塔筒；H)施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)將風(fēng)機(jī)機(jī)艙吊至安裝高度后，準(zhǔn)確坐落在最上節(jié)塔筒的頂部法蘭上，緊固并達(dá)到設(shè)計(jì)要求；I)輪轂在裝上運(yùn)輸駁船時(shí)，兩片葉片已裝在輪轂上，安裝時(shí)，施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的主吊吊住輪轂側(cè)面，400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)的輔吊吊住其中一片葉片用于控制輪轂的方位，將輪轂準(zhǔn)確吊往風(fēng)電機(jī)組連接處，連接輪轂與風(fēng)電機(jī)組達(dá)到設(shè)計(jì)要求；J)最后將剩余的一片葉片平吊至輪轂側(cè)面，連接葉片與輪轂達(dá)到設(shè)計(jì)要求；K)至此，該大型海上風(fēng)電裝置安裝完畢，啟動(dòng)升降裝置，將船體降落到水面后，淺水拖輪將該施工船拖往下一個(gè)作業(yè)地點(diǎn)。
2、 如權(quán)利要求1所述的水深大于2米的大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的施工方法，其特征在于所述淺水拖輪選用三機(jī)三漿式吃水面積不小于500平方米的淺吃水 平底拖輪；施工船選用吃水面積不小于300平方米、設(shè)有升降裝置和打樁機(jī)及吊 機(jī)的平底升降式施工船；運(yùn)輸駁船選用吃水面積不小于1000平方米的平底運(yùn)輸 駁船。
3、 如權(quán)利要求2所述的水深大于2米的大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)施工方法，其 特征在于所述施工船上的打樁機(jī)裝在施工船的一端，打樁機(jī)最大打樁直徑不小于 5.2米，吊機(jī)裝在施工船的中部，吊機(jī)的起吊高度不低于110米，起重能力不低 于400噸，升降裝置分布在施工船上。
全文摘要
本發(fā)明的水深大于2米的大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的施工方法，主要包括用淺水拖輪將施工船拖至設(shè)定位置，施工船定位后，啟動(dòng)施工船上的升降裝置，使船體升上水面2-3米；再用淺水拖輪將裝有鋼管樁、風(fēng)機(jī)操作平臺(tái)、塔筒、風(fēng)機(jī)機(jī)艙、輪轂、葉片等設(shè)備的運(yùn)輸駁船拖送至施工船附近后拋錨定位；然后即可使用施工船上的400噸全回轉(zhuǎn)起重機(jī)等設(shè)備進(jìn)行施工，由于將作業(yè)、裝載和拖運(yùn)分開(kāi)，使之均可在水深等于或大于2米的海上進(jìn)行大型風(fēng)電場(chǎng)的施工建設(shè)，并具有不受潮汐影響，可持續(xù)作業(yè)，施工簡(jiǎn)便，速度快，效率高，施工費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了國(guó)際上在2-5米水深區(qū)域進(jìn)行大型海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)施工的空白。
文檔編號(hào)E02B17/02GK101538844SQ20091002635
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者嚴(yán)曉建 申請(qǐng)人:江蘇東電新能源科技工程有限公司