海上風力發電項目建設及施工管理的研究

解敏 上海東華建設管理有限公司

1.工程概況

臨港海上風電場建設項目，位于上海市臨港新城東側海域的禁航區，施工區域與岸線直線距離約10km，該片海域可利用面積約45.1km2。根據發展規劃，總裝機量200MW，北側工程已于2016年竣工，南側正處于建設階段，該處裝機容量100MW，為本文重點分析對象。

2.海上風電施工方案

2.1 海上風機的基礎型式

海上風力發電機是重要設備，具備位置高、重量大的基本特點，由于海面施工環境復雜，上部結構存在明顯的風力負荷，因此風機基礎應具有足夠的穩定性，有效承受豎向壓力與抗拔力。現階段，風機基礎型式較為豐富，根據淺海區域的基本特點，可采取點樁基礎或是重力基礎，部分風電場所在區域的水深較大，當達到45m時可設置導管架基礎；關于重力基礎的使用，主要在巖基海床中。

2.2 工作平臺施工

施工作業涉及到的環節較多，在風機基礎上部設置有風機平臺，可滿足人員的停留要求，且能夠有效調整基礎水平偏差。該結構施工中，采取的灌漿聯結的方式，部分情況下通過直接焊接的方法也具有可行性。

2.3 海上風機安裝

（1）海上分體安裝。在裝配碼頭上完成基礎構件的安裝作業，涉及到風機的機艙、輪轂以及葉片三部分，在風機安裝船的輔助下將所得的結構體轉移到海上，與塔筒等周邊部件一同安裝。當安裝船行駛到指定區域后，先安裝塔筒、機艙，最后再完成葉片的安裝。

（2）海上整體安裝。此方法在上海東海大橋風場項目中取得廣泛應用，所用設備為雙吊臂起重船（具備4000t的起重能力）。碼頭上規劃出一塊200m×300m的空地，在該處展開拼裝作業，臨時支架設置在地面上，將塔筒緩慢置入支架中，設置螺栓以達到穩定連接的效果，此后再吊裝塔筒、機艙、輪轂與葉片。大型起重船是尤為關鍵的設備，在其作用下可將風機吊裝至船上，利用抱箍牢牢抱住塔筒，提升其穩定性。做好上述工作后，在拖機的輔助下將其轉移到風機安裝現場。利用起重船依次完成風機以及支架的吊裝作業，使其就位于導管架基礎平臺上，經連接處理后將螺栓與塔筒形成穩定整體，再將臨時支架拆除。

3.工程難點

3.1 現場環境惡劣

風電場所處位置較為特殊，為無遮蔽海域，現場風浪偏大；且本次施工區域均位于長江出海口，受水流的影響該處易產生旋轉流，作業窗口期短，常遇到因極端環境而無法施工的情況。

3.2 沉樁難度大

根據地質勘察資料可以得知，施工現場為古河道穿越風場區域，該處樁基持力層標高較低，且水深不足，若選擇的是常規的打樁船架，其在高度設置上具有局限性，無法與沉樁吊高要求相適應。以設計要求為指導，結合沉樁作業條件，確定如下標準：中心位置偏差≤150mm，軸線傾斜偏差＜1%，高程偏差≤100mm。

3.3 成品保護難度大

周邊有大量船舶通航，結合實際情況可知，風場區周邊伴隨有大量的運輸船駐船現象；為避免與既有結構撞擊，場內通航船舶需合理規劃路線，采取繞線運行的方式，但在高峰期時通航環境更加復雜，若要實現對成品的保護并非易事。

3.4 承臺施工技術要求高

根據設計方案對于承臺的施工質量要求，選擇的是C45海工混凝土，實現一次澆筑成型的難度較大，且施工作業易受到溫度的影響（如極端的高溫或低溫天氣），因此除了要選擇性能良好的混凝土外，還需采取合適的防裂措施，從多種技術手段入手，確保承臺施工質量。

4.解決對策

（1）由于現場自然環境惡劣，因此配備的是具有優良抗風能力、工作動力較強的大型船機設備；提升施工團隊的綜合水平，安排資歷豐厚的人員做好現場管理，注重天氣等方面對施工作業產生的影響；靈活運用作業窗口期，形成科學的施工計劃；整合大量零散施工作業，以達到模塊化施工的效果。

（2）結合現場情況配備合適的打樁船，此處選擇的是“中建樁7”；配備“三航樁19”，對該裝置進行優化，即縮短液壓錘吊梁高度，目的在于提升打樁船的吊高高度；靈活把握作業窗口期，加強對現場情況的監測，遇到風浪條件良好的時段時及時安排沉樁作業；使用到“IHC-S800”液壓錘，在其輔助下施打鋼管樁。

（3）沉樁各環節的質量均要得到保障，遵循“高標準、高要求”的原則；船舶通行優先選擇從外圍進入的方式；合理配置施工船舶，即為之適配大噸位海軍錨，以免出現走錨現象，并采取倒八字錨布設方式；安排專員檢查區域內的作業情況，如進場狀況、周邊電纜使用情況等；船舶運行中實行動態化管理，及時上報調度。

（4）結束沉樁作業后，鋼管樁上配置安全警示燈與浮漂，在夜間航行環境中起到警示的作用；結束鋼套箱、風機安裝后，各承臺均配備警示燈，數量至少達2個。

（5）大體積混凝土澆筑后，在混凝土降溫階段，其表層溫度較內部溫度要低。因此，需要對其進行保溫養護，以確保混凝土內外溫差不致過大，以降低溫度裂的出現概率。同時，為避免混凝土表層不致因為水分散失而引起干縮裂縫，在保溫養護的同時，也進行保濕養護。當混凝土中部和表層溫差≤25℃，表層和環境溫差≤20℃，降溫速率≤2℃d時，可拆除模板和保溫層，結束養護工作。

5.監理方施工管理措施

5.1 事前的質量監控

（1）基于現場情況確定質量標準。

（2）創建質量控制體系，全方位檢驗施工現場準備情況，積極征求各分包單位的意見。

（3）給予承包方正確的引導，使其創建質量保證體系。加強對原材料、設備的質量檢驗，若不滿足要求則禁止投入使用。將質量控制貫穿至與材料有關的各流程中，如采購、進場時的檢驗以及存放等，材料檢驗過程中需安排專員全程監督，確保檢測流程的合理性，提高檢測結果的可靠性。所有材料、設備等都要交給監理工程師檢驗，在未獲得其簽字時不可投入使用。

5.2 施工中的質量控制

（1）安排專員做好現場檢查工作，加強對重點工序的施工質量檢驗，合理設置見證點（W點）、停工待檢點（H點）和旁站點（S點），監理人員以作業流程為基本依據，做好跟班監督，從而確保施工質量。

（2）施工環節較多，加強對工序交接處的質量控制尤為關鍵，在上道工序得到檢查且質量滿足要求后方可進入到下道工序施工中，嚴格控制質量檢查制度，停工待檢點只有在得到監理的檢驗且通過后，方可進入后續施工。

（3）加強對各分部工程的質量檢驗，重點關注關鍵工序，將質量檢驗覆蓋至所有隱蔽工程中。定期組織質量分析會，施工單位就過去某階段內的施工情況進行總結，明確施工中的不足之處，提出解決方案并落實到位。

（4）針對施工中發生的工程質量事故，深入分析其成因，將責任落實至個人；基于工程質量事故形成一套解決方案，以施工要求為準嚴格審批。監理部要積極投身于質量事故相關工作中，根據實際情況將其劃分為處理、停工處理以及緊急處理三類，再分別對提出、受理、處理、驗收四個環節采取管理措施，針對不滿足質量要求的部分應跟蹤檢查。

5.3 質量的事后控制

（1）按試車運轉、分布試運行、整套試運行的流程依次檢驗；

（2）單位工程竣工驗收；

（3）針對工程項目展開全方位質量評定；

（4）全面審核工程資料，如竣工圖紙等；

（5）整理相關工程資料并建檔。

6.結束語

當前海上風力發電是主流的發展趨勢，在提供高品質電力服務的同時還可有效控制對環境的不良影響。海上風電是實現近海能源合理開發的重要一環，我國長期關注風力發電事業的發展，建設規模逐步擴大之下，相繼表現出建設與管理不到位的問題，本文則從海上風力發電項目實例出發，針對其建設與管理工作加以分析，給出建議，以期給海上風力發電事業的發展提供引導。