海上风电施工方案及难点探讨

摘要:近年来，我国电力工程建设行业发展迅速，而且随着技术水平的提高，海上风电施工的质量和效率也越来越高。海上风电场的应用逐渐普及，成为电力工程中不可或缺的一种。然而，海上风电由于施工难度大、施工周期相对较长等客观因素，在施工过程中更加容易出现问题。本文针对海上风电施工的难点进行分析，希望对广大海上风电施工技术人员有所帮助。

关键词:海上风电;施工方案;难点

海上风电施工是我国近些年才逐渐成熟的一种电力工程施工形式。相对来说，海上风电施工所处的环境更加恶劣，工程协调难度更高。不仅如此，海上风电施工的覆盖范围非常广泛，需要对施工进行合理部署，才能保证施工效率。另外，海上风电施工需更加科学的规划，在保证施工安全推进的基础上，提高工程质量，缩短工程周期。所以，总体来说，海上风电施工的难点更多，需要技术人员给予高度重视。

一、施工作业面的划分

（一）陆上作业面。海上风电施工有一部分工程需要在陆地范围内完成，对于这一部分工程来讲，工程的施工要遵循经济性、可靠性、便捷性等多重原则，通过对施工现场进行科学部署，保证不同施工环节之间形成良好的衔接。陆上施工的内容主要包括集控中心的施工、临时设施的施工、出运码头的施工以及导管架拼装的施工四方面。（二）海上作业面。海上作业面的施工难度大，就施工内容来说也更加复杂，比如场内运输、厂外运输、升压站、海缆、风机核心等。在进行海上作业面施工时，尤其注意对施工基地进行集中部署，确保施工材料供应及时到位，同时保证重型设备的良好运转。有些可在陆上进行组装的结构在不影响往海上运输的情况下，尽量在陆上完成组装，避免在海上组装过程出现各类问题，影响工程整体进度。为了更好地完成设备组装，施工单位可以在陆上设置组装场，也可以将组装工作移至大型船舶上完成。总之要根据施工现场的具体情况，灵活部署，提高工程的施工效率。

二、海上施工的关键环节

（一）升压站施工。以大连某海上风电工程升压站的施工为例，桩基础为钢管桩结构，具体规格为φ1.8m，内部钢管的数量为4根。桩顶高程设计为1.05m，桩长45m。升压站结构主要由撑杆和主桩组成，主桩腿是由钢管组成，规格为φ2m，壁厚为35m。升压站的撑杆材料为钢管，规格是φ800mm，壁厚14mm。这一风电工程升压站在施工之前，需要在陆上的工厂进行导管架制作，在焊接和涂装作业完成并检验合格之后，将材料运输至施工现场，并在现场进行拼接。在进行钢管桩的施工和导管架的安装时，由于升压站按照四桩导管架设计，所以，为保证升压站整体结构的稳定性，需要在完成沉桩施工之后，按照标准调整导管架至水平，然后注浆。这一施工的流程如下：沉放导管架、沉放钢管桩、调平注浆、安装上部平台。升压站的安装是整个升压站施工的最后环节，在这一环节中，首先应当将起重船拖行到制定地点，然后进行布锚，利用吊架和起重设备将升压站平台吊起，转移到船舶上，在平潮环境中对其进行安放。在安装上部平台之前，技术人员需要对升压站的基础施工进行复测，保证各项参数达到要求，确保基础平面和桩管的高度差在可接受的范围内。在安装上部平台时，平台腿的底部是关键的受力点，所以，应采取科学的方法确保腿部的加速度在0.2g以内。在进行焊接时，要严格按照标准进行，并在焊接完成之后进行检验。在针对金属部位进行检验时，应采取无损检测技术，确保细小裂缝等质量不合格的部位都能被及时发现。在焊接完成之后，要进行烘干，但是需要注意的是，烘干次数应不多于两次，同时焊接材料要确保防水性能，避免使用易受水、油等物质腐蚀的材料进行焊接。（二）海缆施工。在进行海缆施工之前，现场的管理人员需要对未来几天的天气有所了解，避免出现恶劣环境，对海缆的施工带来风险。大连这一风电工程在进行海缆施工时，就遇到了台风，使得海水流速较急。为保证海缆施工的质量，施工人员在现场采取了两翼延展式的铺设方法，在对施工环境进行了周密的考察之后，按照设计的要求进行铺设，并让潮沟摆动造成的风险得到了更加充分的控制。技术人员通过精心控制，使得铺设的误差保持在了0.5%以内，不仅有效提高了施工效率，还保证了海缆铺设的质量。（三）机组吊装。在进行机组预拼时，需要在机组运输到施工现场之后对其进行检查，首先需要对出厂检验合格证进行检查，然后在现场进行二次检验，确保设备能够正常运行。一旦发现机组出现磨损或者其他问题，要和厂家协商处理，对于影响机组运行效率的问题，要及时提前将机组退回调换，保证调换需要的时间。在完成机组预装之后，施工单位需再次对预装的稳定性进行检验，验收合格之后方可进行下一步施工。在进行检验过程中，技术人员可使用先进的测量设备，提高检验质量。在进行机组吊装环节的工作时，施工人员需先将半潜起重船拖行到深水潮沟中，然后利用浅水拖轮把它拖进施工区域附近，然后将绞锚放在底座上，将底座下潜。驳船底座下潜完成之后，需要在保证甲板平稳的状态下，为风机吊装施工创造良好条件。施工人员可采取陆地上安装的方法来进行吊装，避免在甲板上增加施工难度。安装步骤如下：首先，塔筒分节进行吊装；其次，机舱吊装；再次，风轮组件吊装。风机装配工作和吊装工作要严格按照施工规范进行，确保技术人员能够严格约束自己的行为，避免在安装过程中出现损坏等问题。在吊起、转向和垂直提升的过程中，技术人员需要注意这一操作过程是通过四根缆风绳在四个方向上进行牵引的，所以，要保证四根缆风绳的稳定性，应尽量保持匀速提升。同时，为保证施工人员的安全，要在相对来说距离较远的位置进行操作，避免威胁到施工人员的人身安全，尤其在进行轮毂叶片的吊装时，要保证指定范围内没有人员。在吊装作业的施工现场，还要有专业人员对缆风绳的牵引进行把控，比如，可以在露滩时进行吊装，提高操作的稳定性。在起吊高度超过规定高度时，应该让起吊中止，并由专业技术人员进行检查，对吊车的仪表盘进行检查，慢速进行吊车回转、下降等操作。在进行这一操作时，需要注意风力的影响，减少晃动，不仅可以提高安全性，还会减少其中设备承受的压力。

三、海上风电施工难点的应对策略

（一）加强气候监测能力，采取科学方法应对海上复杂环境。海上施工最需要克服的环境因素就是海浪和强风。故在进行海上作业时，应安排专业技术人员进行气象监测，并结合未来的气候变化来制定切实合理的施工方案。同时，风浪对船舶的调度也会产生巨大影响，所以，管理人员还要根据风浪的变化来合理调度船舶。在无法进行海上作业时，要充分发挥施工人员的作用，尽量完成陆上作业，为海上作业创造更加便利的条件。（二）提高潮位检测水平。海域不同，潮位的变化情况也有所不同。技术人员应首先选择一些外海浅吃水的施工船进行定锚停泊，根据潮汐的变化来探测水位，保证船舶的安全、稳定。同时，管理人员需要遵循施工的可靠性、便捷性原则，适当降低海上作业时长，让海上施工不同环节更好衔接，提高施工效率。潮位检测能够有效提高船舶停靠的安全性，所以，在进行相关检测时，应该遵守相应规范，确保船舶安全。（三）科学制定吊装方案。对于单桩起吊来说，施工单位应根据项目的具体需求，合理制定吊装方案。根据海上吊装规范选择吊索，并在使用吊索之前对其进行各类检查，确保外观和各项性能都达到使用要求，并对吊索的使用方案进行评估，达到要求之后才能投入使用。针对现场的不同需求，还要对预先制定好的方案及时灵活修改，保证方案能够适应现场工程建设。（四）科学制定施工方案。施工方案的涵盖内容较为广泛，尤其对于海上风电工程来说，内容更加复杂。所以，在进行施工之前，管理人员在对施工现场进行详尽考察的基础上，制定科学的施工方案。在制定施工方案之前，要根据陆上和海上不同的施工内容进行划分，不同的施工内容制定科学的使用流程，这样现场的施工现场才能根据不同的施工要求合理进行安排和部署。（五）完善营救方案。海上风电工程施工过程中，面临的风险比常规施工要大得多。所以，在制定施工方案时，还要对营救方案进行完善，确保一旦施工发生安全事故等问题，营救人员能够遵照营救方案第一时间及时应对。尤其海上风电施工涉及到很多海上作业内容，比如上船、下船、停船等，这些过程中都有可能造成人员落水。所以，施工单位需要针对这些危险环节进行更加周密的强化，确保施工人员在施工时面临最小的风险，同时营救机制能够高效应对，让营救人员在施救过程中，按照要求采取最正确的方法，提高营救效率，降低事故对施工人员造成伤害的可能性。

四、结束语

综上所述，我国海上风电工程建设虽已经取得了举世瞩目的成就，但是在实际施工的过程中，仍然面临许多难题亟需解决。所以，风电工程建设单位需要提高重视，对这些难点采取科学的方法进行积极应对，确保工程顺利安全进行，保证工程质量和进度。本文简要分析了海上风电工程施工的难点，并提出了应对方法，希望对广大风电工程建设人员起到积极参考作用，进一步提高我国风电工程的建设水平。

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作者:刘家军 单位:国电联合动力技术有限公司