岩石锚杆风机基础水下施工工法制造技术

本发明专利技术涉及岩石锚杆风机基础水下施工工法。岩石锚杆风机基础水下施工工法，风机基础构建在饱水沙层地基上，包括以下步骤：(1)施工准备；(2)施工水泥搅拌桩；(3)基础垫层施工；(4)岩石锚杆施工；(5)场地清理及撤场。

【技术实现步骤摘要】
岩石锚杆风机基础水下施工工法
本专利技术涉及岩石锚杆风机基础水下施工工法。
技术介绍
我国幅员辽阔，海岸线长，海上风能资源十分丰富。海上风电场具有风速大、有效发电时间长、不占用陆地、距离负荷中心近等优点，具有很好的可开发前景。目前，世界上海上风电建设方兴未艾，国内海上风电也已正式起步，急需赶超国际先进水平。总结国际上已建主要的海上风电场的风机基础，主要有三种结构：1、单桩基础：在海床中直接打入一根大直径钢管桩作为风机(风电机组)的基础。目前已建成的海上风电场中绝大部分都采用单桩基础。单桩基础的主要优点是结构型式简单、施工方便，主要缺点是适应性不强。随着风电机组制造技术的快速发展，单机容量不断增大，需要的单桩直径越来越大，桩基吊装和打入难度也随之增大。另一方面，单桩基础水平刚度相对比较低，在海床地质条件比较差的地方难以满足风机对水平变形的要求。国内浅海区表层多为淤泥或淤泥质土，单桩基础的应用受到很大限制。2、多桩导管架平台基础：采用与海洋石油导管架平台类似的结构，先在海床中放置一个由钢构件组成的钢结构平台，然后通过平台上的桩腿套管打入钢管桩。多桩导管架基础是为了适应风电机组单机容量不断增大对基础刚度更高的要求而采用的一种基础结构，其优点是水平刚度大，主要缺点是由于采用钢结构导致造价昂贵，后期运行维护费用高。另一方面，由于采用先放置导管架后打桩的方式，在打桩之前，导管架受波浪水流作用难以精确调平定位，难以满足上部风机高耸结构吊装对基础提出的严格的平整度要求，需要采用附加的连接件进行二次调平，增加了施工难度和结构的复杂性。3、高桩承台基础：该基础采用多根钢管桩，并采用一个较大的钢筋混凝土承台，将钢管桩和上部结构的过渡段(塔架)联系起来。这种结构水平刚度大，防撞性能好，过渡段调平方便。但是这种结构由于桩基布置在较小范围内，基桩受力较大。同时承台面积较大，当承台高程较低时需要承受较大的波浪荷载作用。但是上述三种海上风电场风机基础施工时都需要在水下施工，其均存在以下不足之处：1、工艺复杂、工作效率低；2、安全系数低；3、拆装不方便，成本高。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术公开了岩石锚杆风机基础水下施工工法。技术方案：岩石锚杆风机基础水下施工工法，风机基础构建在饱水沙层地基上，包括以下步骤：(1)施工准备(11)、根据风机基础所在位置地质勘察报告，掌握地下岩石面起伏标高和常年地下水位标高，结合岩石锚杆基础结构设计图及说明，确定水泥搅拌桩固结饱水沙层地基范围；(12)根据设计搅拌桩直径选定合格的搅拌桩施工机械型号，根据工程量及工期选定搅拌桩机械数量，同时匹配相应数量和型号合格稳定的锚杆孔钻机及灌浆机械；(2)施工水泥搅拌桩(21)根据基地质勘察报告提供的地下水位标高及基础结构设计说明要求确定搅拌桩固结饱水沙层范围，(22)放线确定范围，定位中心第一根搅拌桩，搅拌桩机械配套就位施工，依次相互咬合三分之一直径进行施工，直至到达或超出确定的施工范围为止；(23)搅拌桩施工过程及质量控制严格遵照《水泥搅拌桩施工工艺标准》J124-2004和施工设计说明执行；(3)基础垫层施工搅拌桩施工完至少3天后，放线定位开挖沙土至搅拌桩顶面，浇筑C15混凝土垫层，垫层范围超出基础底面不少于100mm；(4)岩石锚杆施工(41)根据设计图纸在基础垫层上定位放线岩石锚杆孔位，并备好足够的灌浆料和灌浆设备；(42)钻机清水钻孔取芯，单节取芯长度为3m，取芯至距离开挖搅拌桩后顶面22m，设计锚杆嵌入深度加500mm；(43)将钻机的钻头换成清洗钻头，然后向锚杆孔内不断注入清水，清洗钻头在锚杆孔内上下扰动，将锚杆孔内残渣及局部渗入的少量流沙随水挤出锚杆孔外，用手捧沙水观察看不到明显的沙粒、松手后手中无残留沙粒为止；(44)清孔后在30分钟内开始灌浆；(45)将连接灌浆泵的灌浆管插入锚杆孔内，离孔底100mm时，启动灌浆泵开始灌浆；(46)灌浆到浆液溢出孔口持续时间120秒以上方可停止灌浆，固定锚杆的钻机必须在灌浆终止2小时以上才撤离；(5)场地清理及撤场工作完成后，及时清理场地，撤出搅拌桩机械、挖掘机械、钻孔机械、供电机械及灌浆机械，清理带走各类材料包装及生活垃圾。进一步地，步骤(21)中搅拌桩施工采用二喷四搅工艺，桩径为400mm，水泥掺量不少于被固结沙层质量的12％。进一步地，步骤(41)中灌浆料为C60无收缩灌浆料。有益效果：本专利技术公开的岩石锚杆风机基础水下施工工法具有以下有益效果：(1)工艺简单、工作高效由于采用常见施工机械，且各工艺成熟，机械和材料易于运输；工序工艺质量易于判断和控制，工序可连续流水作业，故施工效率较高；(2)安全可靠只要解决涉水用电安全问题就基本没有安全风险，安全影响因素较少，人为影响因素较小，可控性强。(3)拆装方便，节约成本设备成套，拆装运输方便。成套设备和工作装置可以重复应用于若干工程，可租可购，节约及控制成本方式灵活。附图说明图1为本专利技术公开的岩石锚杆风机基础水下施工工法的流程图。具体实施方式：下面对本专利技术的具体实施方式详细说明。如图1所示，岩石锚杆风机基础水下施工工法，风机基础构建在饱水沙层地基上，包括以下步骤：(1)施工准备(11)、根据风机基础所在位置地质勘察报告，掌握地下岩石面起伏标高和常年地下水位标高，结合岩石锚杆基础结构设计图及说明，确定水泥搅拌桩固结饱水沙层地基范围；(12)根据设计搅拌桩直径选定合格的搅拌桩施工机械型号，根据工程量及工期选定搅拌桩机械数量，同时匹配相应数量和型号合格稳定的锚杆孔钻机及灌浆机械；(2)施工水泥搅拌桩(21)根据基地质勘察报告提供的地下水位标高及基础结构设计说明要求确定搅拌桩固结饱水沙层范围，(22)放线确定范围，定位中心第一根搅拌桩，搅拌桩机械配套就位施工，依次相互咬合三分之一直径进行施工，直至到达或超出确定的施工范围为止；(23)搅拌桩施工过程及质量控制严格遵照《水泥搅拌桩施工工艺标准》J124-2004和施工设计说明执行；(3)基础垫层施工搅拌桩施工完至少3天后，放线定位开挖沙土至搅拌桩顶面，浇筑C15混凝土垫层，垫层范围超出基础底面不少于100mm；(4)岩石锚杆施工(41)根据设计图纸在基础垫层上定位放线岩石锚杆孔位，并备好足够的灌浆料和灌浆设备；(42)钻机清水钻孔取芯，单节取芯长度为3m，取芯至距离开挖搅拌桩后顶面22m，设计锚杆嵌入深度加500mm；(43)将钻机的钻头换成清洗钻头，然后向锚杆孔内不断注入清水，清洗钻头在锚杆孔内上下扰动，将锚杆孔内残渣及局部渗入的少量流沙随水挤出锚杆孔外，用手捧沙水观察看不到明显的沙粒、松手后手中无残留沙粒为止；(44)清孔后在30分钟内开始灌浆；(45)将连接灌浆泵的灌浆管插入锚杆孔内，离孔底100mm时，启动灌浆泵开始灌浆；(46)灌浆到浆液溢出孔口持续时间120秒以上方可停止灌浆，固定锚杆的钻机必须在灌浆终止2小时以上才撤离；(5)场地清理及撤场工作完成后，及时清理场地，撤出搅拌桩机械、挖掘机械、钻孔机械、供电机械及灌浆机械，清理带走各类材料包装及生活垃圾。进一步地，步骤(21)中搅拌桩施工采用二喷四搅工艺，桩径为400mm，水泥掺量不少于被固结沙层质量的12％。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
岩石锚杆风机基础水下施工工法，其特征在于，风机基础构建在饱水沙层地基上，包括以下步骤：(1)施工准备(11)、根据风机基础所在位置地质勘察报告，掌握地下岩石面起伏标高和常年地下水位标高，结合岩石锚杆基础结构设计图及说明，确定水泥搅拌桩固结饱水沙层地基范围；(12)根据设计搅拌桩直径选定合格的搅拌桩施工机械型号，根据工程量及工期选定搅拌桩机械数量，同时匹配相应数量和型号合格稳定的锚杆孔钻机及灌浆机械；(2)施工水泥搅拌桩(21)根据基地质勘察报告提供的地下水位标高及基础结构设计说明要求确定搅拌桩固结饱水沙层范围，(22)放线确定范围，定位中心第一根搅拌桩，搅拌桩机械配套就位施工，依次相互咬合三分之一直径进行施工，直至到达或超出确定的施工范围为止；(23)搅拌桩施工过程及质量控制严格遵照《水泥搅拌桩施工工艺标准》J124‑2004和施工设计说明执行；(3)基础垫层施工搅拌桩施工完至少3天后，放线定位开挖沙土至搅拌桩顶面，浇筑C15混凝土垫层，垫层范围超出基础底面不少于100mm；(4)岩石锚杆施工(41)根据设计图纸在基础垫层上定位放线岩石锚杆孔位，并备好足够的灌浆料和灌浆设备；(42)钻机清水钻孔取芯，单节取芯长度为3m，取芯至距离开挖搅拌桩后顶面22m，设计锚杆嵌入深度加500mm；(43)将钻机的钻头换成清洗钻头，然后向锚杆孔内不断注入清水，清洗钻头在锚杆孔内上下扰动，将锚杆孔内残渣及局部渗入的少量流沙随水挤出锚杆孔外，用手捧沙水观察看不到明显的沙粒、松手后手中无残留沙粒为止；(44)清孔后在30分钟内开始灌浆；(45)将连接灌浆泵的灌浆管插入锚杆孔内，离孔底100mm时，启动灌浆泵开始灌浆；(46)灌浆到浆液溢出孔口持续时间120秒以上方可停止灌浆，固定锚杆的钻机必须在灌浆终止2小时以上才撤离；(5)场地清理及撤场工作完成后，及时清理场地，撤出搅拌桩机械、挖掘机械、钻孔机械、供电机械及灌浆机械，清理带走各类材料包装及生活垃圾。...

【技术特征摘要】
1.岩石锚杆风机基础水下施工工法，其特征在于，风机基础构建在饱水沙层地基上，包括以下步骤：(1)施工准备(11)、根据风机基础所在位置地质勘察报告，掌握地下岩石面起伏标高和常年地下水位标高，结合岩石锚杆基础结构设计图及说明，确定水泥搅拌桩固结饱水沙层地基范围；(12)根据设计搅拌桩直径选定合格的搅拌桩施工机械型号，根据工程量及工期选定搅拌桩机械数量，同时匹配相应数量和型号合格稳定的锚杆孔钻机及灌浆机械；(2)施工水泥搅拌桩(21)根据基地质勘察报告提供的地下水位标高及基础结构设计说明要求确定搅拌桩固结饱水沙层范围，(22)放线确定范围，定位中心第一根搅拌桩，搅拌桩机械配套就位施工，依次相互咬合三分之一直径进行施工，直至到达或超出确定的施工范围为止；(23)搅拌桩施工过程及质量控制严格遵照《水泥搅拌桩施工工艺标准》J124-2004和施工设计说明执行；(3)基础垫层施工搅拌桩施工完至少3天后，放线定位开挖沙土至搅拌桩顶面，浇筑C15混凝土垫层，垫层范围超出基础底面不少于100mm；(4)岩石锚杆施工(41)根据设计图纸在基础垫层上定位放线岩石锚杆孔位，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文平，肖国前，
申请(专利权)人：中国电建集团贵州工程公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52