CN110965804B - 一种海上风电导管架基础的拆除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海上风电工程技术领域，公开了一种海上风电导管架基础的拆除方法，包括施工准备、过渡段斜撑的拆除、过渡段的拆除、钢平台的拆除、加强支撑件的拆除、钢管桩上部的拆除、钢管桩下部的拆除等步骤，采用从上到下分段、分层拆除，使施工对船机设备的选型更为灵活，避免了对大型专有设备的依赖；而且设置分段吊点，防止拆除过程中的不平衡导致安全事故水下钢管桩的切割采用先抽泥后切割钢管桩的方式，保障完工后的精度要求以及海域的通航要求；能够杜绝导管架基础拆除过程中的安全隐患，准确控制拆除过程精度，保障拆除期间及拆除过后风电场正常运行及安全通航。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电工程技术领域，尤其涉及一种海上风电导管架基础的拆除方法。
背景技术
导管架基础是海上风机基础的主要结构型式之一，在海上风电场运行过程中，如导管架基础损坏或者已达设计期限，需要对导管架基础实施拆除作业。而目前国内正处于海上风电建设期，尚无导管架基础的拆除案例。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种海上风电导管架基础的拆除方法，使用此方法能够安全地拆除导管架基础。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种海上风电导管架基础的拆除方法，海上风电导管架基础包括至少两根钢管桩，所述钢管桩包括钢管竖直桩以及设于钢管竖直桩上端的钢管斜桩，所述钢管竖直桩的下端插在海底的淤泥中，相邻两钢管斜桩之间设有至少一个加强支撑件，所述加强支撑件为X形，所述加强支撑件一侧的两个接头与其中一个钢管斜桩连接，所述加强支撑件另一侧的两个接头与相邻的钢管斜桩连接，所述钢管桩的顶端设有钢平台，所述钢平台与所有的钢管斜桩的顶端均连接，所述钢平台的上方设有过渡段，所述过渡段沿周向设有至少一个过渡段斜撑，所述过渡段斜撑的顶端连接过渡段，过渡段斜撑的底端连接钢平台；拆除导管架基础的过程包括以下步骤：S01.施工准备：起重船、运输拆除部件的货船到达施工现场附近的预定点，并做好起吊准备；S02.过渡段斜撑的拆除：在过渡段斜撑上切割吊装孔，分别进行过渡段斜撑顶部和底部的切割以及钢丝绳的挂吊，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起过渡段斜撑，并将过渡段斜撑放置在货船上；S03.过渡段的拆除：在过渡段上切割吊装孔，并在吊装孔挂好钢丝绳，切割过渡段的底部，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起过渡段，并将过渡段放置在货船上；S04.钢平台的拆除：在钢平台焊接吊装吊点，并在吊点挂好钢丝绳，切割钢平台与钢管桩的连接处，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起钢平台，并将钢平台放置在货船上；S05.加强支撑件的拆除：在加强支撑件的预定位置焊接吊耳，挂好钢丝绳，先进行加强支撑件下部的两个接头的切割，再进行加强支撑件上部的两个接头的切割，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起加强支撑件，并将加强支撑件放置在货船上；S06.钢管桩上部的拆除：在钢管桩上部切割吊装孔，并在吊装孔挂好钢丝绳，在钢管桩中部的预定位置，对钢管桩进行切割，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起钢管桩的上部，并将钢管桩的上部放置在货船上；S07.钢管桩下部的拆除：先将钢管桩下端的淤泥抽离，直至达到预定的抽泥深度，在钢管桩上切割吊装孔，并在吊装孔挂好钢丝绳，再使用水下切割机器人在钢管桩下部预定的切割位置处，对钢管桩进行切割，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起钢管桩的下部，并将钢管桩的下部放置在货船上；S08.拆除完毕。
作为上述技术方案的改进，步骤S02中，在过渡段斜撑的顶部位置切割吊装孔，先进行过渡段斜撑顶部的切割，然后挂好钢丝绳，再进行过渡段斜撑底部的切割。
作为上述技术方案的改进，步骤S03中，切割过渡段的底部时，至少两人同时进行切割作业。
作为上述技术方案的改进，步骤S04中，切割钢平台与钢管桩的连接处时，每个钢管桩的内部均有进行切割作业的人员，所有人员同时对钢平台与钢管桩的连接处进行切割作业，当切割至最后的连接部分时，所有人员错开时间进行切割。
作为上述技术方案的改进，在步骤S05中，当拆除位于海平面以上的加强支撑件时，在切割加强支撑件上部的两个接头的过程中，在剩余最后的连接部分需要切割时，留一人进行作业。
作为上述技术方案的改进，在步骤S05中，当拆除上部分位于海平面以上且下部分位于海平面以下的加强支撑件时，具体按照以下步骤进行：S051a.在加强支撑件的预定位置焊接吊耳；S052a.潜水员水下清理加强支撑件下部的两个接头上的生物；S053a.潜水员水下切割加强支撑件下部的两个接头；S054a.在加强支撑件的吊耳上挂好钢丝绳；S055a.待海水的水位下降到合适位置，水上切割加强支撑件上部的两个接头；S056a.切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起加强支撑件，并将加强支撑件放置在货船上。
作为上述技术方案的改进，在步骤S05中，当拆除位于海平面以下的加强支撑件时，具体按照以下步骤进行：S051b.潜水员在加强支撑件上的预定位置切割吊装孔；S052b.潜水员水下清理加强支撑件的四个接头上的生物；S053b.潜水员水下切割加强支撑件下部的两个接头；S054b.在加强支撑件的吊装孔挂好钢丝绳；S055b.潜水员水下切割加强支撑件上部的两个接头；S056b.切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起加强支撑件，并将加强支撑件放置在货船上。
作为上述技术方案的改进，在步骤S06中，钢管桩中部的预定切割位置在水上，切割钢管桩时，在剩余最后的连接部分需要切割时，留一人进行作业。
作为上述技术方案的改进，步骤S07中，抽离钢管桩下端淤泥的具体步骤为：将抽泥设备布置在起重船甲板上，并接好管线，利用起重船的吊钩下放抽泥管，利用抽泥泵将钢管桩下端的淤泥抽离，停止抽泥，待回淤完成后，测量泥坑深度，直至泥坑深度达到预定值为止。
作为上述技术方案的改进，步骤S07中，使用水下切割机器人切割钢管桩的具体步骤为：起重船利用吊钩吊起水下切割机器人，吊至钢管竖直桩的上方，在四根钢管竖直桩所包围的空间以外的位置缓慢下放水下切割机器人，水下切割机器人入水后，操作人员通过水下切割机器人自带的摄像头观察水下切割机器人与钢管竖直桩的距离，在起重船上通过调整吊钩的位置来调整水下切割机器人的位置，使水下切割机器人沿着钢管竖直桩外壁缓慢下放至切割位置处，水下切割机器人合上抱桩臂，在吊装孔挂好钢丝绳，水下切割机器人切割钢管竖直桩的下部。
本发明的有益效果有：
本海上风电导管架基础的拆除方法采用从上到下分段、分层拆除，大大减小每个步骤拆除的部件的体积，使得本拆除施工对船机设备的选型更为灵活，避免了对大型专有设备的依赖；根据设备型号合理划分分段长度、控制分段重量，降低拆除难度；而且合理设置分段吊点，防止拆除过程中的不平衡导致安全事故；水下钢管桩的切割采用先抽泥后切割钢管桩的方式，保障完工后的精度要求以及海域的通航要求；能够杜绝导管架基础拆除过程中的安全隐患，准确控制拆除过程精度，保障拆除期间及拆除过后风电场正常运行及安全通航。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，其中：
图1是本发明实施例导管架基础的结构示意图；
图2是本发明实施例中步骤S02中切割线的位置示意图；
图3是本发明实施例中步骤S02完成后的结构示意图；
图4是本发明实施例中步骤S03中切割线的位置示意图；
图5是本发明实施例中步骤S03完成后的结构示意图；
图6是本发明实施例中步骤S04中切割线的位置示意图；
图7是本发明实施例中步骤S04完成后的结构示意图；
图8是本发明实施例中步骤S05中切割线的位置示意图；
图9是本发明实施例中步骤S05完成后的结构示意图；
图10是本发明实施例中步骤S06中切割线的位置示意图；
图11是本发明实施例中步骤S06完成后的结构示意图；
图12是本发明实施例中步骤S07中抽泥的位置示意图；
图13是本发明实施例中步骤S07中切割线的位置示意图.
具体实施方式
参见图1-图13，在本实施例中，海上风电导管架基础包括四根呈矩形排布的钢管桩1，所述钢管桩1包括钢管竖直桩11以及设于钢管竖直桩11上端的钢管斜桩12，所述钢管竖直桩11的下端插在海底的淤泥中，相邻两钢管斜桩12之间设有至少一个加强支撑件2，所述加强支撑件2为X形，所述加强支撑件2一侧的两个接头21与其中一个钢管斜桩12连接，所述加强支撑件2另一侧的两个接头21与相邻的钢管斜桩12连接，所述钢管桩1的顶端设有钢平台3，所述钢平台3与四根钢管斜桩12的顶端均连接，所述钢平台3的上方竖直地设有过渡段4，所述过渡段4沿周向设有四个过渡段斜撑5，一根钢管桩1对应一个过渡段斜撑5，过渡段斜撑5的顶端连接过渡段4，过渡段斜撑5的底端连接钢平台3。其中，导管架基础安装在海中后，所述加强支撑件2与海平面的相对位置有三种：整个加强支撑件2均位于海平面以上；加强支撑件2的上部分位于海平面以上，下部分位于海平面以下，而且在涨潮时，海水可能淹没加强支撑件2的上部分；整个加强支撑件2均位于海平面以下。
本发明的一种海上风电导管架基础的拆除方法，包括以下步骤：
S01.施工准备：起重船、运输拆除部件的货船到达施工现场附近的预定点，并做好起吊准备。
S02.过渡段斜撑5的拆除：在过渡段斜撑的顶部位置切割吊装孔6，先进行过渡段斜撑顶部的切割，然后挂好钢丝绳，再进行过渡段斜撑底部的切割，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起过渡段斜撑5，并将过渡段斜撑5放置在货船上。
S03.过渡段4的拆除：在过渡段4的顶部位置切割吊装孔6，并在吊装孔6挂好钢丝绳，四人同时切割过渡段4的底部，当切割至最后的连接部分时，只留一人切割作业，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起过渡段4，并将过渡段4放置在货船上。
S04.钢平台3的拆除：在钢平台3焊接吊装吊点31，并在吊点31挂好钢丝绳，切割钢平台3与钢管桩1的连接处，而且是四人分别在钢平台3与钢管桩1的四个连接处，在钢管桩1内部同时对四个连接处进行切割作业，当切割至最后的连接部分时，四人错开时间进行切割，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起钢平台3，并将钢平台3放置在货船上；钢管桩1为中空的钢管，因此可以在钢管桩1内部进行切割作业。
S05.加强支撑件2的拆除：在加强支撑件2的预定位置焊接吊耳22，挂好钢丝绳，先进行加强支撑件2下部的两个接头21的切割，再进行加强支撑件2上部的两个接头21的切割，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起加强支撑件2，并将加强支撑件2放置在货船上；
具体的，当拆除位于海平面以上的加强支撑件2时，在切割加强支撑件2上部的两个接头21的过程中，多人同时进行切割，在剩余最后的连接部分需要切割时，留一人进行作业。
对应的，当拆除上部分位于海平面以上且下部分位于海平面以下的加强支撑件2时，具体按照以下步骤进行：S051a.在加强支撑件2的预定位置焊接吊耳22；S052a.潜水员水下清理加强支撑件2下部的两个接头21上的海蛎子等生物；S053a.潜水员水下切割加强支撑件2下部的两个接头21；S054a.在加强支撑件2的吊耳22上挂好钢丝绳，具体为，先在吊耳22上安装卸扣，再将钢丝绳安装在卸扣上；S055a.待海水的水位下降到合适位置，水上切割加强支撑件2上部的两个接头21，多人同时进行切割，当剩余最后的连接部分需要切割时，留一人进行作业；S056a.切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起加强支撑件2，并将加强支撑件2放置在货船上。充分利用潮位对施工的影响，选择合理潮位进行加强支撑件2上部的两个接头21的切割，变水下作业为水上作业，减小施工难度，节省资源。
同样的，当拆除位于海平面以下的加强支撑件2时，具体按照以下步骤进行：S051b.潜水员在加强支撑件2上的预定位置切割吊装孔；S052b.潜水员水下清理加强支撑件2的四个接头21上的海蛎子等生物；S053b.潜水员水下切割加强支撑件2下部的两个接头21；S054b.在加强支撑件2的吊装孔挂好钢丝绳；S055b.潜水员水下切割加强支撑件2上部的两个接头21；S056b.切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起加强支撑件2，并将加强支撑件2放置在货船上。
S06.钢管桩1上部的拆除：在钢管斜桩12顶部切割吊装孔6，并在吊装孔6挂好钢丝绳，在钢管斜桩12中部的预定位置，对钢管斜桩12进行切割，多人同时进行切割，在剩余最后的连接部分需要切割时，留一人进行作业，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起钢管斜桩12的上部，并将钢管斜桩12的上部放置在货船上；其中，钢管斜桩12中部的预定切割位置在水上。
S07.钢管桩1下部的拆除：先将钢管竖直桩11下端的淤泥抽离，直至达到预定的抽泥深度，在钢管斜桩12上切割吊装孔6，并在吊装孔6挂好钢丝绳，再使用水下切割机器人在钢管竖直桩11下部预定的切割位置处，对钢管竖直桩11进行切割，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起钢管桩1的下部，并将钢管桩1的下部放置在货船上。
具体的，抽离钢管竖直桩11下端淤泥的具体步骤为：将抽泥设备布置在起重船甲板上，并接好管线，利用起重船的吊钩下放抽泥管，利用抽泥泵将钢管竖直桩11下端的淤泥抽离，停止抽泥，待回淤完成后，测量泥坑7深度，直至泥坑7深度达到预定值为止。
进一步的，使用水下切割机器人切割钢管竖直桩11的具体步骤为：起重船利用吊钩吊起水下切割机器人，吊至钢管竖直桩11的上方，在四根钢管竖直桩11所包围的空间以外的位置缓慢下放水下切割机器人，水下切割机器人入水后，操作人员通过水下切割机器人自带的摄像头观察水下切割机器人与钢管竖直桩11的距离，在起重船上通过调整吊钩的位置来调整水下切割机器人的位置，保持水下切割机器人沿着钢管竖直桩11外壁缓慢下放至切割位置处，水下切割机器人合上抱桩臂，固定好位置，在吊装孔6挂好起吊钢丝绳，水下切割机器人切割钢管竖直桩11的下部。在四根钢管竖直桩11所包围的空间以外的位置缓慢下放水下切割机器人，主要是防止水下机器人碰撞到钢管竖直桩11上而损坏。
S08.拆除完毕。
具体的，完成水上作业，特别是高空作业时，均在作业处搭建临时的作业平台，使高空作业为甲板作业。在船机设备性能允许范围内，合理化散为整，使水上作业、高空作业为甲板作业，减少施工安全风险。水上水下作业均采用挂好钢丝绳后，多点同时作业的切割方式，最后留一处由一人进行收刀作业，防止钢结构过长时间处于失稳的状态而导致安全事故。在切割过程中，调整起重船使钢丝绳处于收紧但不受力状态，同时在对侧拉两根缆风绳。
以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种海上风电导管架基础的拆除方法，其特征在于：海上风电导管架基础包括至少两根钢管桩(1)，所述钢管桩(1)包括钢管竖直桩(11)以及设于钢管竖直桩(11)上端的钢管斜桩(12)，所述钢管竖直桩(11)的下端插在海底的淤泥中，相邻两钢管斜桩(12)之间设有至少一个加强支撑件(2)，所述加强支撑件(2)为X形，所述加强支撑件(2)一侧的两个接头(21)与其中一个钢管斜桩(12)连接，所述加强支撑件(2)另一侧的两个接头(21)与相邻的钢管斜桩(12)连接，所述钢管桩(1)的顶端设有钢平台(3)，所述钢平台(3)与所有的钢管斜桩(12)的顶端均连接，所述钢平台(3)的上方设有过渡段(4)，所述过渡段(4)沿周向设有至少一个过渡段斜撑(5)，所述过渡段斜撑(5)的顶端连接过渡段(4)，过渡段斜撑(5)的底端连接钢平台(3)；
拆除导管架基础的过程包括以下步骤：
S01.施工准备：起重船、运输拆除部件的货船到达施工现场附近的预定点，并做好起吊准备；
S02.过渡段斜撑(5)的拆除：在过渡段斜撑(5)上切割吊装孔(6)，分别进行过渡段斜撑(5)顶部和底部的切割以及钢丝绳的挂吊，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起过渡段斜撑(5)，并将过渡段斜撑(5)放置在货船上；
S03.过渡段(4)的拆除：在过渡段(4)上切割吊装孔(6)，并在吊装孔(6)挂好钢丝绳，切割过渡段(4)的底部，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起过渡段(4)，并将过渡段(4)放置在货船上；
S04.钢平台(3)的拆除：在钢平台(3)焊接吊装吊点(31)，并在吊点(31)挂好钢丝绳，切割钢平台(3)与钢管桩(1)的连接处，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起钢平台(3)，并将钢平台(3)放置在货船上；
S05.加强支撑件(2)的拆除：在加强支撑件(2)的预定位置焊接吊耳(22)，挂好钢丝绳，先进行加强支撑件(2)下部的两个接头(21)的切割，再进行加强支撑件(2)上部的两个接头(21)的切割，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起加强支撑件(2)，并将加强支撑件(2)放置在货船上；
S06.钢管桩(1)上部的拆除：在钢管桩(1)上部切割吊装孔(6)，并在吊装孔(6)挂好钢丝绳，在钢管桩(1)中部的预定位置，对钢管桩(1)进行切割，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起钢管桩(1)的上部，并将钢管桩(1)的上部放置在货船上；
S07.钢管桩(1)下部的拆除：先将钢管桩(1)下端的淤泥抽离，直至达到预定的抽泥深度，在钢管桩(1)上切割吊装孔(6)，并在吊装孔(6)挂好钢丝绳，再使用水下切割机器人在钢管桩(1)下部预定的切割位置处，对钢管桩(1)进行切割，切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起钢管桩(1)的下部，并将钢管桩(1)的下部放置在货船上；
S08.拆除完毕。
2.根据权利要求1所述的一种海上风电导管架基础的拆除方法，其特征在于：步骤S02中，在过渡段斜撑的顶部位置切割吊装孔(6)，先进行过渡段斜撑顶部的切割，然后挂好钢丝绳，再进行过渡段斜撑底部的切割。
3.根据权利要求1所述的一种海上风电导管架基础的拆除方法，其特征在于：步骤S03中，切割过渡段的底部时，至少两人同时进行切割作业。
4.根据权利要求1所述的一种海上风电导管架基础的拆除方法，其特征在于：步骤S04中，切割钢平台(3)与钢管桩(1)的连接处时，每个钢管桩(1)的内部均有进行切割作业的人员，所有人员同时对钢平台(3)与钢管桩(1)的连接处进行切割作业，当切割至最后的连接部分时，所有人员错开时间进行切割。
5.根据权利要求1所述的一种海上风电导管架基础的拆除方法，其特征在于：在步骤S05中，当拆除位于海平面以上的加强支撑件(2)时，在切割加强支撑件(2)上部的两个接头(21)的过程中，在剩余最后的连接部分需要切割时，留一人进行作业。
6.根据权利要求1所述的一种海上风电导管架基础的拆除方法，其特征在于：在步骤S05中，当拆除上部分位于海平面以上且下部分位于海平面以下的加强支撑件(2)时，具体按照以下步骤进行：
S051a.在加强支撑件(2)的预定位置焊接吊耳(22)；
S052a.潜水员水下清理加强支撑件(2)下部的两个接头(21)上的生物；
S053a.潜水员水下切割加强支撑件(2)下部的两个接头(21)；
S054a.在加强支撑件(2)的吊耳(22)上挂好钢丝绳；
S055a.待海水的水位下降到合适位置，水上切割加强支撑件(2)上部的两个接头(21)；
S056a.切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起加强支撑件(2)，并将加强支撑件(2)放置在货船上。
7.根据权利要求1所述的一种海上风电导管架基础的拆除方法，其特征在于：在步骤S05中，当拆除位于海平面以下的加强支撑件(2)时，具体按照以下步骤进行：
S051b.潜水员在加强支撑件(2)上的预定位置切割吊装孔；
S052b.潜水员水下清理加强支撑件(2)的四个接头(21)上的生物；S053b.潜水员水下切割加强支撑件(2)下部的两个接头(21)；
S054b.在加强支撑件(2)的吊装孔挂好钢丝绳；
S055b.潜水员水下切割加强支撑件(2)上部的两个接头(21)；
S056b.切割完成后，起重船通过钢丝绳吊起加强支撑件(2)，并将加强支撑件(2)放置在货船上。
8.根据权利要求1所述的一种海上风电导管架基础的拆除方法，其特征在于：在步骤S06中，钢管桩(1)中部的预定切割位置在水上，切割钢管桩(1)时，在剩余最后的连接部分需要切割时，留一人进行作业。
9.根据权利要求1所述的一种海上风电导管架基础的拆除方法，其特征在于：步骤S07中，抽离钢管桩(1)下端淤泥的具体步骤为：将抽泥设备布置在起重船甲板上，并接好管线，利用起重船的吊钩下放抽泥管，利用抽泥泵将钢管桩(1)下端的淤泥抽离，停止抽泥，待回淤完成后，测量泥坑(7)深度，直至泥坑(7)深度达到预定值为止。
10.根据权利要求1或9所述的一种海上风电导管架基础的拆除方法，其特征在于：步骤S07中，使用水下切割机器人切割钢管桩(1)的具体步骤为：起重船利用吊钩吊起水下切割机器人，吊至钢管竖直桩(11)的上方，在四根钢管竖直桩(11)所包围的空间以外的位置缓慢下放水下切割机器人，水下切割机器人入水后，操作人员通过水下切割机器人自带的摄像头观察水下切割机器人与钢管竖直桩(11)的距离，在起重船上通过调整吊钩的位置来调整水下切割机器人的位置，使水下切割机器人沿着钢管竖直桩(11)外壁缓慢下放至切割位置处，水下切割机器人合上抱桩臂，在吊装孔(6)挂好钢丝绳，水下切割机器人切割钢管竖直桩(11)的下部。
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