海上风力发电项目建设及施工管理的研究

解敏 上海东华建设管理有限公司

1.工程概况

临港海上风电场建设项目，位于上海市临港新城东侧海域的禁航区，施工区域与岸线直线距离约10km，该片海域可利用面积约45.1km2。根据发展规划，总装机量200MW，北侧工程已于2016年竣工，南侧正处于建设阶段，该处装机容量100MW，为本文重点分析对象。

2.海上风电施工方案

2.1 海上风机的基础型式

海上风力发电机是重要设备，具备位置高、重量大的基本特点，由于海面施工环境复杂，上部结构存在明显的风力负荷，因此风机基础应具有足够的稳定性，有效承受竖向压力与抗拔力。现阶段，风机基础型式较为丰富，根据浅海区域的基本特点，可采取点桩基础或是重力基础，部分风电场所在区域的水深较大，当达到45m时可设置导管架基础；关于重力基础的使用，主要在岩基海床中。

2.2 工作平台施工

施工作业涉及到的环节较多，在风机基础上部设置有风机平台，可满足人员的停留要求，且能够有效调整基础水平偏差。该结构施工中，采取的灌浆联结的方式，部分情况下通过直接焊接的方法也具有可行性。

2.3 海上风机安装

（1）海上分体安装。在装配码头上完成基础构件的安装作业，涉及到风机的机舱、轮毂以及叶片三部分，在风机安装船的辅助下将所得的结构体转移到海上，与塔筒等周边部件一同安装。当安装船行驶到指定区域后，先安装塔筒、机舱，最后再完成叶片的安装。

（2）海上整体安装。此方法在上海东海大桥风场项目中取得广泛应用，所用设备为双吊臂起重船（具备4000t的起重能力）。码头上规划出一块200m×300m的空地，在该处展开拼装作业，临时支架设置在地面上，将塔筒缓慢置入支架中，设置螺栓以达到稳定连接的效果，此后再吊装塔筒、机舱、轮毂与叶片。大型起重船是尤为关键的设备，在其作用下可将风机吊装至船上，利用抱箍牢牢抱住塔筒，提升其稳定性。做好上述工作后，在拖机的辅助下将其转移到风机安装现场。利用起重船依次完成风机以及支架的吊装作业，使其就位于导管架基础平台上，经连接处理后将螺栓与塔筒形成稳定整体，再将临时支架拆除。

3.工程难点

3.1 现场环境恶劣

风电场所处位置较为特殊，为无遮蔽海域，现场风浪偏大；且本次施工区域均位于长江出海口，受水流的影响该处易产生旋转流，作业窗口期短，常遇到因极端环境而无法施工的情况。

3.2 沉桩难度大

根据地质勘察资料可以得知，施工现场为古河道穿越风场区域，该处桩基持力层标高较低，且水深不足，若选择的是常规的打桩船架，其在高度设置上具有局限性，无法与沉桩吊高要求相适应。以设计要求为指导，结合沉桩作业条件，确定如下标准：中心位置偏差≤150mm，轴线倾斜偏差＜1%，高程偏差≤100mm。

3.3 成品保护难度大

周边有大量船舶通航，结合实际情况可知，风场区周边伴随有大量的运输船驻船现象；为避免与既有结构撞击，场内通航船舶需合理规划路线，采取绕线运行的方式，但在高峰期时通航环境更加复杂，若要实现对成品的保护并非易事。

3.4 承台施工技术要求高

根据设计方案对于承台的施工质量要求，选择的是C45海工混凝土，实现一次浇筑成型的难度较大，且施工作业易受到温度的影响（如极端的高温或低温天气），因此除了要选择性能良好的混凝土外，还需采取合适的防裂措施，从多种技术手段入手，确保承台施工质量。

4.解决对策

（1）由于现场自然环境恶劣，因此配备的是具有优良抗风能力、工作动力较强的大型船机设备；提升施工团队的综合水平，安排资历丰厚的人员做好现场管理，注重天气等方面对施工作业产生的影响；灵活运用作业窗口期，形成科学的施工计划；整合大量零散施工作业，以达到模块化施工的效果。

（2）结合现场情况配备合适的打桩船，此处选择的是“中建桩7”；配备“三航桩19”，对该装置进行优化，即缩短液压锤吊梁高度，目的在于提升打桩船的吊高高度；灵活把握作业窗口期，加强对现场情况的监测，遇到风浪条件良好的时段时及时安排沉桩作业；使用到“IHC-S800”液压锤，在其辅助下施打钢管桩。

（3）沉桩各环节的质量均要得到保障，遵循“高标准、高要求”的原则；船舶通行优先选择从外围进入的方式；合理配置施工船舶，即为之适配大吨位海军锚，以免出现走锚现象，并采取倒八字锚布设方式；安排专员检查区域内的作业情况，如进场状况、周边电缆使用情况等；船舶运行中实行动态化管理，及时上报调度。

（4）结束沉桩作业后，钢管桩上配置安全警示灯与浮漂，在夜间航行环境中起到警示的作用；结束钢套箱、风机安装后，各承台均配备警示灯，数量至少达2个。

（5）大体积混凝土浇筑后，在混凝土降温阶段，其表层温度较内部温度要低。因此，需要对其进行保温养护，以确保混凝土内外温差不致过大，以降低温度裂的出现概率。同时，为避免混凝土表层不致因为水分散失而引起干缩裂缝，在保温养护的同时，也进行保湿养护。当混凝土中部和表层温差≤25℃，表层和环境温差≤20℃，降温速率≤2℃d时，可拆除模板和保温层，结束养护工作。

5.监理方施工管理措施

5.1 事前的质量监控

（1）基于现场情况确定质量标准。

（2）创建质量控制体系，全方位检验施工现场准备情况，积极征求各分包单位的意见。

（3）给予承包方正确的引导，使其创建质量保证体系。加强对原材料、设备的质量检验，若不满足要求则禁止投入使用。将质量控制贯穿至与材料有关的各流程中，如采购、进场时的检验以及存放等，材料检验过程中需安排专员全程监督，确保检测流程的合理性，提高检测结果的可靠性。所有材料、设备等都要交给监理工程师检验，在未获得其签字时不可投入使用。

5.2 施工中的质量控制

（1）安排专员做好现场检查工作，加强对重点工序的施工质量检验，合理设置见证点（W点）、停工待检点（H点）和旁站点（S点），监理人员以作业流程为基本依据，做好跟班监督，从而确保施工质量。

（2）施工环节较多，加强对工序交接处的质量控制尤为关键，在上道工序得到检查且质量满足要求后方可进入到下道工序施工中，严格控制质量检查制度，停工待检点只有在得到监理的检验且通过后，方可进入后续施工。

（3）加强对各分部工程的质量检验，重点关注关键工序，将质量检验覆盖至所有隐蔽工程中。定期组织质量分析会，施工单位就过去某阶段内的施工情况进行总结，明确施工中的不足之处，提出解决方案并落实到位。

（4）针对施工中发生的工程质量事故，深入分析其成因，将责任落实至个人；基于工程质量事故形成一套解决方案，以施工要求为准严格审批。监理部要积极投身于质量事故相关工作中，根据实际情况将其划分为处理、停工处理以及紧急处理三类，再分别对提出、受理、处理、验收四个环节采取管理措施，针对不满足质量要求的部分应跟踪检查。

5.3 质量的事后控制

（1）按试车运转、分布试运行、整套试运行的流程依次检验；

（2）单位工程竣工验收；

（3）针对工程项目展开全方位质量评定；

（4）全面审核工程资料，如竣工图纸等；

（5）整理相关工程资料并建档。

6.结束语

当前海上风力发电是主流的发展趋势，在提供高品质电力服务的同时还可有效控制对环境的不良影响。海上风电是实现近海能源合理开发的重要一环，我国长期关注风力发电事业的发展，建设规模逐步扩大之下，相继表现出建设与管理不到位的问题，本文则从海上风力发电项目实例出发，针对其建设与管理工作加以分析，给出建议，以期给海上风力发电事业的发展提供引导。