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海上升压站导管架基础施工技术
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摘要：本文主要介绍海上升压站导管架基础施工技术，该海上升压站为福清兴化湾海上风电场的关键性控制工程，是目前国内最重、福建省首座海上220千伏等级、海陆一体化集成度最高的海上升压站。导管架基础施工通常可采用先沉桩后安装导管架或先放导管架后沉桩工艺，本项目采用先沉桩后安装导管架工艺，在导管架制作加工的同时进行基础钢管桩施工，有效的缩短工期，节约施工成本。
关键词：海上风电场；海上升压站；导管架基础；施工技术
1工程概况
福清兴化湾海上风电场项目位于福清兴化湾内，邻近福清核电厂址，由两块区域组成，总面积约48.6km2，A区位于福清牛头尾西侧浅海区，面积约20.4km2；B区位于核电厂址的西侧海域、小麦屿南侧、牛屿东侧，中心距离岸线4.7km，面积约18.5km2，A区与B区合计规划装机容量357.4MW，配套建造一座220kV海上升压站位于A区样机风场区，所处位置平均水深约9.50m，海上升压站主要分为上部组块和下部基础，其中下部基础分为导管架和钢管桩。
2导管架结构
升压站导管架长21m，宽16.5m，高21.5m，总重量997t，由四根桩腿套管和支管组成，材质采用DH36钢材，桩腿采用直径φ2850mm、壁厚55mm的钢管，桩腿套管内设有灌浆封隔器及打桩导向块，桩腿上设置靠船构件、栏杆、爬梯等附属设施，支管采用直径φ1524mm、壁厚28mm的钢管。
基础钢管桩直径2.5m、壁厚50mm，材质采用Q345C钢材，单根桩长48m、重145t。
图1导管架结构图
3施工技术
3.1稳桩平台施工
因采取先沉桩后安装导管架工艺，对钢管桩施工精度要求较高，需采用稳桩平台进行沉桩施工。
稳桩平台为双层导管架平台结构，长29m，宽24.5m，平台顶标高+10.0m，层高3m，设置4根辅助桩，桩径2m、壁厚22mm，辅助桩横向间距为21m，纵向间距为16.5m。平台设置8个吊点，在钢管桩龙口位置安装有8个千斤顶（单个千斤顶顶力50t，行程50cm）组成的顶撑系统。
图2稳桩平台结构图
稳桩平台及辅助桩采用3000t运输驳运输至施工现场，过驳至定位船并调平，稳桩平台四边及中心点用油漆进行标记，将测量仪器RTK架设在中心点位置上，将稳桩平台设计的中心点坐标输入至RTK中，根据RTK上显示的距离和方向偏差开始绞船，当接近中心点坐标时，采用点动绞锚，并将平台设计四个角点中任意一个点坐标输入RTK，然后将RTK放入对应角点，通过平台中心点和任意一角点坐标来调整船头方向来控制平台方向，使平台中心点到达设计中心点坐标且方向调整至与设计方位一致。
稳桩平台定位完成后，辅助桩通过350t起重船配合APE400振动锤进行施工，先施打对角两根辅助桩，施打到位后将稳桩平台吊至设计标高+10.0m处进行安放，并采用加劲板进行临时固定，临时固定焊脚高度不得小于16mm，同时定位船撤离，再继续施打剩余两根辅助桩。辅助桩沉桩完成后将平台通过套管与辅助桩进行整体固定，固定方式采用加劲板焊接连接，每根设置10道加劲板，焊脚高度不得低于16mm。
3.2钢管桩沉桩
根据钻孔资料，结合附近海域地质情况，通过可打性分析，最终采用350t起重船配合IHCS-800液压锤进行钢管桩沉桩施工。
考虑到现场涨落潮对运桩驳靠泊的影响，起重船船头方向调整至与潮流向一致且船头对准稳桩平台位置。起重船开始平吊钢管桩，当桩完全离开运桩驳甲板，利用起重船主、副钩相互配合完成竖桩。竖桩完成后副钩继续下放吊钩，使钢丝绳不受力，同时主钩继续上升吊钩完成竖桩。
竖桩完毕后，主钩起吊钢管桩，缓慢靠近入龙口，完成入龙口操作，利用GPS控制钢管桩的平面位置。桩中心平面位置满足要求后开始下桩，桩底入土1m后，在桩边的延长线上架设两台带弯管目镜的全站仪，采用十字丝和测距来观测和计算控制桩身的垂直度，并通过千斤顶组成的顶撑系统，调整钢管桩的平面位置及垂直度，直到桩的垂直度符合要求，沉桩过程中将垂直度偏差控制在3‰内。在观测过程中由于平台受风浪影响，仪器有轻微的晃动每次观测前需对全站仪重新精平，满足要求后方可进行观测。
钢管桩在自重作用下，下沉至泥面下一定深度后停滞下沉，钢管桩确认稳定后，起重船继续下放钢丝绳，使钢丝绳处于不受力且不脱钩状态。钢管桩确认稳定后，解除主吊耳处钢丝绳，开始起吊液压锤操作。套锤过程必须保证锤、桩的中轴线相吻合，当桩顶与锤接触后，逐步下放吊钩，使压桩重量逐步增加。在保证钢管桩垂直度的情况下，开始手动小能量锤击，采取打2击停顿一下，控制贯入度和锤击能量，不连续锤击，在桩尖穿过粉砂后方根据贯入度情况加大锤击能量。钢管桩锤击过程中每隔1m观测一次，垂直度发生偏差时通过千斤顶顶撑系
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