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在岩石上打桩

本报通讯员 王丛歌

遥望福建莆田海域,竖立着一台台巨型“大风车” ,“吱哟哟”地转着,产生源源不断的电能。这些“大风车”就是海上风电场中的“重要人物” ——海上风力发电风机。如何将这些大家伙牢牢地“钉”在莆田海域质地坚硬的花岗岩上?为此,振华重工下属龙源振华公司数年潜心研究,全球独创了“3 D”嵌岩施工技术,并于近日陆续成功完成国内首台Ⅰ、 Ⅱ型嵌岩无过渡段单管桩基础施工。

众所周知,海上风电一直是世界范围内尚未挖掘的“宝藏” 。我国海上风电建设处于起步阶段,资源探测、施工技术、管理经验等与发达国家相比略显薄弱。“我国海上风电资源极为丰富,但受制于开发技术,成为一块吃不到嘴的‘肥肉’ 。 ”龙源振华总工程师王徽华说道。近几年,单桩因其施工效率高、成本低等优点成为了全球海上风电机组安装应用最广泛的基础型式。龙源振华针对不同地域的海况进行风电施工分析、研究,在完全掌握海下砂土地质条件下的无过渡段单桩基础施工技术后,开始挑战“海上风电施工制高点” ——福建莆田南日岛海上风电项目。

该项目位于风能资源极为丰富的福建沿海地区,但其开发海域内的基岩全部为花岗岩。花岗岩因其硬度高、耐磨损,常常作为露天雕刻的首选,最大饱和抗压强度超过130兆帕,海上风电施工用的常规钻机无法在如此高强度岩基上进行钻孔。受限于缺少施工装备和施工技术,国内外尚无此类型的施工成功案例。龙源振华成为了“第一个吃螃蟹的人” 。

攻坚之路一度步履艰难。“由于花岗岩硬度高,咱们常规钻机钻上半天,就像在‘挠痒痒’ ,卡钻、断钻杆是常事。 ”项目经理冯小星笑着说道。为了啃下这块“硬骨头” ,龙源振华总经理李泽带领团队成员奔赴英国、荷兰等国寻找合适的钻机,却失望而返,设备不仅价格昂贵,引进后还需“入乡随俗”进行改造。技术团队决定放弃,转战国内寻找钻机制造商。历经两年多,几经周折,自主研制出目前国内乃至全世界设计能力最强、性能最先进的多用途工程钻机。

解决了设备问题,如何高精度的打桩又摆在了技术团队面前。将一根长度58米、直径6米的巨型“柱子”嵌入岩石中,还要保持在千分之四以内的水平垂直精度,简直不可想象。龙源振华借鉴国外70兆帕强度岩基施工方法,全球首创无过渡段单桩嵌岩“3 D” (drive -drill-drive)施工技术,成功解决这一难题。“这个‘3 D’不是我们通常理解的三维的意思,而是针对单桩嵌岩施工提出的‘打-钻-打’的新技术。 ”冯小星介绍。为了将单管桩嵌入岩层2 - 5米处,首先进行常规基础打桩,直至岩石层,再使用自制的重型钻机将岩石层钻至设计标高后,最后采用液压打桩锤沉桩至设计标高,通过“三步走”将单管桩牢牢地“钉”入岩石中。

在重型工程钻机和“3 D”嵌岩技术的保驾护航下,龙源振华在福建莆田南日岛海域将国内首根Ⅰ型单管桩“钉”入海底岩石2 - 5米处,经检测垂直度为千分之二,远高于千分之四的国际标准。

“要想攀高峰,就要有‘明知山有虎,偏向虎山行’的精神。我们是摸着石头过河,边探索边研究。 ”王徽华说。目前,龙源振华是国内唯一成功掌握大型单管桩嵌岩技术和核心装备,且有成功施工经验的企业。他们以每台的风机7 - 10天的安装速度已成果完成6台风机基础施工,让业界钦佩。

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