海上風電施工方案及難點探討

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摘要:近年來，我國電力工程建設行業發展迅速，而且隨著技術水平的提高，海上風電施工的質量和效率也越來越高。海上風電場的應用逐漸普及，成為電力工程中不可或缺的一種。然而，海上風電由于施工難度大、施工周期相對較長等客觀因素，在施工過程中更加容易出現問題。本文針對海上風電施工的難點進行分析，希望對廣大海上風電施工技術人員有所幫助。

關鍵詞:海上風電;施工方案;難點

海上風電施工是我國近些年才逐漸成熟的一種電力工程施工形式。相對來說，海上風電施工所處的環境更加惡劣，工程協調難度更高。不僅如此，海上風電施工的覆蓋范圍非常廣泛，需要對施工進行合理部署，才能保證施工效率。另外，海上風電施工需更加科學的規劃，在保證施工安全推進的基礎上，提高工程質量，縮短工程周期。所以，總體來說，海上風電施工的難點更多，需要技術人員給予高度重視。

一、施工作業面的劃分

（一）陸上作業面。海上風電施工有一部分工程需要在陸地范圍內完成，對于這一部分工程來講，工程的施工要遵循經濟性、可靠性、便捷性等多重原則，通過對施工現場進行科學部署，保證不同施工環節之間形成良好的銜接。陸上施工的內容主要包括集控中心的施工、臨時設施的施工、出運碼頭的施工以及導管架拼裝的施工四方面。（二）海上作業面。海上作業面的施工難度大，就施工內容來說也更加復雜，比如場內運輸、廠外運輸、升壓站、海纜、風機核心等。在進行海上作業面施工時，尤其注意對施工基地進行集中部署，確保施工材料供應及時到位，同時保證重型設備的良好運轉。有些可在陸上進行組裝的結構在不影響往海上運輸的情況下，盡量在陸上完成組裝，避免在海上組裝過程出現各類問題，影響工程整體進度。為了更好地完成設備組裝，施工單位可以在陸上設置組裝場，也可以將組裝工作移至大型船舶上完成。總之要根據施工現場的具體情況，靈活部署，提高工程的施工效率。

二、海上施工的關鍵環節

（一）升壓站施工。以大連某海上風電工程升壓站的施工為例，樁基礎為鋼管樁結構，具體規格為φ1.8m，內部鋼管的數量為4根。樁頂高程設計為1.05m，樁長45m。升壓站結構主要由撐桿和主樁組成，主樁腿是由鋼管組成，規格為φ2m，壁厚為35m。升壓站的撐桿材料為鋼管，規格是φ800mm，壁厚14mm。這一風電工程升壓站在施工之前，需要在陸上的工廠進行導管架制作，在焊接和涂裝作業完成并檢驗合格之后，將材料運輸至施工現場，并在現場進行拼接。在進行鋼管樁的施工和導管架的安裝時，由于升壓站按照四樁導管架設計，所以，為保證升壓站整體結構的穩定性，需要在完成沉樁施工之后，按照標準調整導管架至水平，然后注漿。這一施工的流程如下：沉放導管架、沉放鋼管樁、調平注漿、安裝上部平臺。升壓站的安裝是整個升壓站施工的最后環節，在這一環節中，首先應當將起重船拖行到制定地點，然后進行布錨，利用吊架和起重設備將升壓站平臺吊起，轉移到船舶上，在平潮環境中對其進行安放。在安裝上部平臺之前，技術人員需要對升壓站的基礎施工進行復測，保證各項參數達到要求，確保基礎平面和樁管的高度差在可接受的范圍內。在安裝上部平臺時，平臺腿的底部是關鍵的受力點，所以，應采取科學的方法確保腿部的加速度在0.2g以內。在進行焊接時，要嚴格按照標準進行，并在焊接完成之后進行檢驗。在針對金屬部位進行檢驗時，應采取無損檢測技術，確保細小裂縫等質量不合格的部位都能被及時發現。在焊接完成之后，要進行烘干，但是需要注意的是，烘干次數應不多于兩次，同時焊接材料要確保防水性能，避免使用易受水、油等物質腐蝕的材料進行焊接。（二）海纜施工。在進行海纜施工之前，現場的管理人員需要對未來幾天的天氣有所了解，避免出現惡劣環境，對海纜的施工帶來風險。大連這一風電工程在進行海纜施工時，就遇到了臺風，使得海水流速較急。為保證海纜施工的質量，施工人員在現場采取了兩翼延展式的鋪設方法，在對施工環境進行了周密的考察之后，按照設計的要求進行鋪設，并讓潮溝擺動造成的風險得到了更加充分的控制。技術人員通過精心控制，使得鋪設的誤差保持在了0.5%以內，不僅有效提高了施工效率，還保證了海纜鋪設的質量。（三）機組吊裝。在進行機組預拼時，需要在機組運輸到施工現場之后對其進行檢查，首先需要對出廠檢驗合格證進行檢查，然后在現場進行二次檢驗，確保設備能夠正常運行。一旦發現機組出現磨損或者其他問題，要和廠家協商處理，對于影響機組運行效率的問題，要及時提前將機組退回調換，保證調換需要的時間。在完成機組預裝之后，施工單位需再次對預裝的穩定性進行檢驗，驗收合格之后方可進行下一步施工。在進行檢驗過程中，技術人員可使用先進的測量設備，提高檢驗質量。在進行機組吊裝環節的工作時，施工人員需先將半潛起重船拖行到深水潮溝中，然后利用淺水拖輪把它拖進施工區域附近，然后將絞錨放在底座上，將底座下潛。駁船底座下潛完成之后，需要在保證甲板平穩的狀態下，為風機吊裝施工創造良好條件。施工人員可采取陸地上安裝的方法來進行吊裝，避免在甲板上增加施工難度。安裝步驟如下：首先，塔筒分節進行吊裝；其次，機艙吊裝；再次，風輪組件吊裝。風機裝配工作和吊裝工作要嚴格按照施工規范進行，確保技術人員能夠嚴格約束自己的行為，避免在安裝過程中出現損壞等問題。在吊起、轉向和垂直提升的過程中，技術人員需要注意這一操作過程是通過四根纜風繩在四個方向上進行牽引的，所以，要保證四根纜風繩的穩定性，應盡量保持勻速提升。同時，為保證施工人員的安全，要在相對來說距離較遠的位置進行操作，避免威脅到施工人員的人身安全，尤其在進行輪轂葉片的吊裝時，要保證指定范圍內沒有人員。在吊裝作業的施工現場，還要有專業人員對纜風繩的牽引進行把控，比如，可以在露灘時進行吊裝，提高操作的穩定性。在起吊高度超過規定高度時，應該讓起吊中止，并由專業技術人員進行檢查，對吊車的儀表盤進行檢查，慢速進行吊車回轉、下降等操作。在進行這一操作時，需要注意風力的影響，減少晃動，不僅可以提高安全性，還會減少其中設備承受的壓力。

三、海上風電施工難點的應對策略

（一）加強氣候監測能力，采取科學方法應對海上復雜環境。海上施工最需要克服的環境因素就是海浪和強風。故在進行海上作業時，應安排專業技術人員進行氣象監測，并結合未來的氣候變化來制定切實合理的施工方案。同時，風浪對船舶的調度也會產生巨大影響，所以，管理人員還要根據風浪的變化來合理調度船舶。在無法進行海上作業時，要充分發揮施工人員的作用，盡量完成陸上作業，為海上作業創造更加便利的條件。（二）提高潮位檢測水平。海域不同，潮位的變化情況也有所不同。技術人員應首先選擇一些外海淺吃水的施工船進行定錨停泊，根據潮汐的變化來探測水位，保證船舶的安全、穩定。同時，管理人員需要遵循施工的可靠性、便捷性原則，適當降低海上作業時長，讓海上施工不同環節更好銜接，提高施工效率。潮位檢測能夠有效提高船舶停靠的安全性，所以，在進行相關檢測時，應該遵守相應規范，確保船舶安全。（三）科學制定吊裝方案。對于單樁起吊來說，施工單位應根據項目的具體需求，合理制定吊裝方案。根據海上吊裝規范選擇吊索，并在使用吊索之前對其進行各類檢查，確保外觀和各項性能都達到使用要求，并對吊索的使用方案進行評估，達到要求之后才能投入使用。針對現場的不同需求，還要對預先制定好的方案及時靈活修改，保證方案能夠適應現場工程建設。（四）科學制定施工方案。施工方案的涵蓋內容較為廣泛，尤其對于海上風電工程來說，內容更加復雜。所以，在進行施工之前，管理人員在對施工現場進行詳盡考察的基礎上，制定科學的施工方案。在制定施工方案之前，要根據陸上和海上不同的施工內容進行劃分，不同的施工內容制定科學的使用流程，這樣現場的施工現場才能根據不同的施工要求合理進行安排和部署。（五）完善營救方案。海上風電工程施工過程中，面臨的風險比常規施工要大得多。所以，在制定施工方案時，還要對營救方案進行完善，確保一旦施工發生安全事故等問題，營救人員能夠遵照營救方案第一時間及時應對。尤其海上風電施工涉及到很多海上作業內容，比如上船、下船、停船等，這些過程中都有可能造成人員落水。所以，施工單位需要針對這些危險環節進行更加周密的強化，確保施工人員在施工時面臨最小的風險，同時營救機制能夠高效應對，讓營救人員在施救過程中，按照要求采取最正確的方法，提高營救效率，降低事故對施工人員造成傷害的可能性。

四、結束語

綜上所述，我國海上風電工程建設雖已經取得了舉世矚目的成就，但是在實際施工的過程中，仍然面臨許多難題亟需解決。所以，風電工程建設單位需要提高重視，對這些難點采取科學的方法進行積極應對，確保工程順利安全進行，保證工程質量和進度。本文簡要分析了海上風電工程施工的難點，并提出了應對方法，希望對廣大風電工程建設人員起到積極參考作用，進一步提高我國風電工程的建設水平。

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作者:劉家軍 單位:國電聯合動力技術有限公司