海上风电导管架的灌浆工艺的制作方法_3

文档序号:9840174阅读:来源:国知局
本发明,应理解,运些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的保护范围。
[0092] W下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书 所掲露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可W通过另外不同的具体实 施方式加 W实施或应用,本说明书中的各项细节也可W基于不同观点与应用,在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0093] 须知,下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或 装置;所有压力值和范围都是指相对压力。
[0094] 此外应理解,本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后 还可W存在其他方法步骤或在运些明确提到的步骤之间还可W插入其他方法步骤,除非另 有说明;还应理解,本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在 所述组合设备/装置前后还可W存在其他设备/装置或在运些明确提到的两个设备/装置之 间还可W插入其他设备/装置,除非另有说明。而且,除非另有说明,各方法步骤的编号仅为 鉴别各方法步骤的便利工具,而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范 围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的 范畴。
[00巧]实施例1
[0096] 为了验证本发明中海上风电导管架灌浆工艺方法,进行陆上小型灌浆试验。陆上 小型灌浆试验包含平板模具灌浆和模拟小型钢管环空灌浆试验。试验设备采用一台揽拌 机、一个灌浆累。灌浆料采用现场配制的方式,材料制备过程包含原材料现场称量、上料、揽 拌和累送压浆。
[0097] 陆上小型灌浆试验采用平板模型的尺寸为2m*1.5m*0.15m,即模板长度1.5m,高度 2m,灌浆厚度0.15m。灌浆口位于距离模板底部5cm的位置,灌浆口由直径2.5寸的钢管和一 个球阀组成。小型钢管环空模型尺寸为外侧钢管内径1.8m,内侧钢管外径1.5m,高度2.5m, 模型形成的环形空间模拟海上风电导管架灌浆的环形空间。2011年7月~9月进行的陆上小 型平板和圆型环空灌浆试验情况见下表2。
[0098] 表2陆上小型平板和圆形环空灌浆试验
[0100] 上述陆上小型灌浆试验,包括设计灌浆模型、设置灌浆管线、清理检查环形空间、 润管、灌浆、溢浆、压力屏浆、养护、设备清理等工序。本次灌浆试验采用现场配制的普通灌 浆料模拟海上风电导管架灌浆使用的导管架灌浆材料,材料的工作性与海上风电导管架灌 浆料类似,但灌浆料的浆体稳定性与风电灌浆料存在差距,硬化浆体上表面存在浮浆层,同 时硬化浆体的力学性能也与导管架灌浆料存在较大差距。本次试验中,灌浆模具底部设置 的灌浆口阀口采用球阀,导致灌浆试验过程中灌浆累的压力较大,灌浆速度缓慢。通过试验 验证灌浆管路不能使用球阀,球阀位置处内径小于灌浆软管内径,增大灌浆压力。
[0101] 实施例2
[0102] 为了验证本发明中海上风电导管架灌浆工艺方法,进行陆上大型水下灌浆模拟试 验。具体在2013年2月1日,在南通尧盛钢结构加工厂进行一次陆上大型水下灌浆模拟试验。 试验采用水下灌浆方式进行,试验采用吨包灌浆材料通过专用灌浆揽拌机、压浆累施工,成 功实现远距离、导管架实际高度灌浆试验,试验条件模拟海上导管架灌浆施工工况。
[0103] 其中,试验模具灌浆厚度25~125mm、高度7m。灌浆料浆体通过IOOm长、直径2.5寸 橡胶管线累送压浆。灌浆试验采用两台揽拌机和一个灌浆累及控制系统组成的灌浆装置完 成。
[0104] 试验过程为:先向模板内灌水,然后向模板内水下灌注润管料浆体,再累入灌浆料 浆体。随着灌浆料不断累入模板,模板顶部先溢出清水,然后溢出润管料,再溢出灌浆料浆 体,具体过程见图1-2。
[0105] 本次试验时,环境溫度较低,气溫3~13°C。试验时采用润管料用水量19.5%,初始 流动度大于370mm,含气量1.7~1.8%,表观密度大约2100kg/m 3,28天抗压强度100~ 11OM化。润管料从顶部溢出时,与润管料接触的水不是特别浑浊,润管料具有抗水分散性。 灌浆料用水量8.0%~9.0%,初始流动度290mm~310mm,28天抗压强度92.0~1IOM化,180 天抗压强度110~122.7MPa。所使用灌浆料具有低用水量、大流动性和高强度等特点。
[0106] 试验中对灌浆过程中累口管道压力、溫度等指标进行测试。试验过程中,随着灌浆 料在模板内顶升高度的增加,灌浆累口处的压力逐渐增大,开始灌浆时累口压力15~ 20bar,溢浆时大约25~30bar。本次试验采用吨包灌浆料施工,完成润管料揽拌、灌浆料揽 拌、累送润管料、累送灌浆料、水下灌浆、压力屏浆等关键的灌浆工序。
[0107] 实施例3
[0108] 为了验证本发明中海上风电导管架灌浆工艺方法,进行珠海桂山海上风电导管架 灌浆原型试验。珠海桂山海上风电场示范项目基础结构形式为四粧内插式导管架结构,粧 基与导管架采用高强度灌浆材料进行灌浆连接,是国内首次采用的导管架灌浆施工工艺。 中交上海=航科学研究院有限公司和上海申航基础工程有限公司按照南方风电开发有限 公司和中能建广东省电力设计研究院提出的技术要求于2014年9月~12月在珠海高栏港海 重钢管厂完全模拟珠海桂山海上风电导管架灌浆施工工况,成功完成水下灌浆原型试验。
[0109] 试验时预制一高4m钢粧和高3.2m模拟导管架腿柱,导管架腿柱上设置一套钢制灌 浆管线并预制在导管架腿柱内部,钢制灌浆管线引到水面W上。内钢管(模拟导管架腿柱) 外侧和外钢管(模拟钢管粧)内侧预制剪切键,剪切键设置与桂山海上风电导管架灌浆图纸 一致。外钢管上部在3.2米高度处(内钢管上沿位置)开孔作溢浆孔。外钢管高度4m,内钢管 高度3.2m,导管架腿柱内插钢管粧内,形成高度3.2m的环形空间。在环空底部,在内钢管外 侧采用环形橡胶封堵器,封堵器下方设置底模板,将内外钢管固定,内外钢管之间形成环形 空间。为防止灌浆过程内外钢管之间产生相对位移,在内钢管顶部的溢浆位置采用焊接方 式将内外钢管临时固结,结构试验前将临时固结切开。
[0110] 试验在环境溫度30°C~35°C溫度条件下进行。本试验选取珠海海重钢管厂码头边 上进行,模拟桂山海上风电导管架灌浆施工工况。试验过程为:试验时先将灌浆模型完全沉 入海水中,通过橡胶软管连接到预制的钢管上,钢管底部连接到模具环空底部的灌浆口。灌 浆试验结束后拆除软管,灌浆结束7天后将灌浆模型起吊上岸,28天龄期之后进行结构拉拔 试验。
[0111] 在水下灌浆原型试验时,先向环空内灌水,然后向模板内水下灌注水泥浆润管,再 累入灌浆料浆体。原型试验采用UHPG灌浆料初始流动度290~300mm,灌浆料出机溫度27~ 30. (TC,含气量2.2~2.6 %,表观密度2360~2405kg/m3。灌浆过程中累口显示的最大压力 28bar。在30~35. (TC的现场环境条件下,材料1天(大约30小时)龄期抗压强度67.7~ 77.2MPa。试块1天之后放入标准养护室养护,3天强度82.7~91.8M化,7天强度91.8~ 98.7MPa,28天强度111.5~116.2MPa。溢浆口取样留样试块28天抗压强度111.4MPa。根据对 灌浆模型硬化浆体剥开的外观观察,灌注的环空灌浆模型硬化浆体均较为密实。两种材料 灌注的灌浆连接结构抗拔承载能力均高出设计值。
[0112] 本次试验采用吨包灌浆料施工,完成润管料揽拌、灌浆料揽拌、累送润管料、累送 灌浆料、水下灌浆、压力屏浆等关键的灌浆工序。经上海港湾工程质量检测有限公司结构拉 拔试验测定3.2m长灌浆连接段承载能力大于19200KN,超出中国能源建设集团广东省电力 设计研究院提出的设计要求。中交上海=航科学研究院有限公司研发的灌浆料具有大流动 性、超早强、超高强和微膨胀特点,水下灌浆的硬化浆体结构密实、力学性能优异。原型灌浆 试验对珠海桂山海上风电导管架灌浆施工指导意义重大。
[011引实施例4
[0114]为了验证本发明中海上风电导管架灌浆工艺方法,进行码头PHC管粧套筒灌浆修 复试验。某油田位于勸海迂东湾北部,距离最近海岸约17km的前海地区。该码头PHC管粧在 使用过程中发现有19根PHC管粧多处出现竖向裂缝,另有討良PHC管粧与上部梁帽连接处出 现脱离现象。根据业主要求,需要对PHC管粧进行修复。中交上海S航科学研究院有限公司 和上海申航基础公司提出PHC管粧的修复方案的具体工序步骤:先对PHC管粧进行裂缝修 补,然后在PHC管粧外部包覆钢套筒,在环形空腔内灌注高强水泥砂浆处理。包覆钢套筒并 灌浆施工工艺流程见图3。
[0115] 根据P肥管粧实际情况,钢套筒包覆长度按照粧顶标高至设计低水位下1.0m区间, 即粧顶标高至-2.74m,或如遇抛石区域,则钢套筒底面至抛石面结束。钢套筒的加工根据现 场实际情况,加工定制钢套筒,W满足现场19根不同斜率、不同长度管粧需要。根据项目特 点,选用的水泥砂浆材料具备大流动性、高可累性、微膨胀和超高强等特点。所选取的灌浆 设备应能够适应材料性能,并具备满足该工程项目作业工期短、工作量大的特点。<
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