研究风电场主体工程的施工控制

【摘要】本文主要分析风电场主体工程的施工内容，制定有效的控制措施，从而进一步提高风电场主体工程施工的质量与效果，增强风力资源的利用效率。

【关键词】风电场主体工程施工控制能源

一、工程概况

中国水电天津南港海上风电场一期工程位于天津市滨海新区南部，大港区东南部，南港工业区境内，工程装机容量为90MW，安装18台单机容量为5000kW的风电机组，风机沿南港南侧防波堤建设。风电场内新建1座110kV升压站，以1回110kV电压输电线路接入腾飞里220KV变电站的110kV侧，最终在京津冀鲁电网消纳。

二、相关资源情况分析

（一）风能资源

经分析，风电场工程场址区705603#测风塔90m高度代表年平均风速为6.41m/s,年平均风功率密度为272.5W/m2,年平均风功率密度193.5W/m2。风电场风功率密度等级为一级，具备-定的开发潜力[1]。705603#测风塔90m高度年有效风速(3m/s~ 25m/s)小时数为8061h，占总时数的92.02%; 10m 高度年有效风速小时数为6798h，占总时数的77.6%。风能、风向主要集中在SW、E、和SE方向。

（二）海洋水文

经有关研究资料显示，本区潮汐类型为不规则半日潮型，其( HO1+HK1)HM2=0.53;工程极端高水位为5.88m 设计高水位为4.3m; 工程区波浪以周期较小的风生浪为主，波向和风向分布具有较好的致性，常浪向ENE和E,频率分别为9.68%和9.53%，强浪向ENE,该向H4%> 1.5m的波高频率为1.35%,≥7.0s的频率仅为0.33%,各方向H4%≥1.6m的波高频率为5.06%，H4%≥2.0m 的波高频率为2.24%。

（三）地质情况

场地内土层分布较稳定，可供选择的持力层较多，场区内除南防波堤到海侧人工边坡的稳定性需加以注意之外，不存在难以治理的重大不良工程地质问题，适宜于本工程建设。

三、施工主体工程的有效控制

（一）主体工程的有效施工策略

（1）风机基础安装

风机采用灌注桩结构，1#~8#风机基础所处的工程位置，规划中的南防潮堤与青静黄河口左治导线之间空间较小，并结合现有的实际工程条件，可供选择的结构方案较为单一，为了避免风机基础结构超出治导线范围，基础中心轴线距离青静黄河口左治导线17m。基础墩台海侧填少量60~100kg块石作为护底结构,防止底部冲刷[2]。墩台暴露在波浪和海冰可直接作用的区域，需承受波浪水平力、浮托力以及冰荷载的直接作用。为了抵抗波浪力、冰荷载与风机荷载的组合效应，基础墩台结构断面尺度如下：基础采用钢筋混凝土低桩墩台形式，墩台底面直径为23m，台柱直径为8m，墩台采用C45F300钢筋混凝土结构，基础顶标高为+8.0m,台柱边设0.3m挡坎（兼做栏杆基础），墩台总高度为5.5m，墩台底下打设28根φ1200mm灌注桩，分两圈布置，桩底标高约为-45m。1#~8#风机采用陆上安装工艺，需要在陆域回填50×50m的作业场地。

9#~18#风机位于已建南防波堤（斜坡堤结构）外侧，青静黄河口左治导线以内。本方案中9#~18#风机基础采用钢筋混凝土低桩墩台形式，基础中心距离已建南防波堤轴线12m,墩台底面直径为23m，台柱直径为8m，墩台采用C45F300钢筋混凝土结构，基础顶标高暂定为+8.0m, 台柱边设0.3m挡坎（兼做栏杆基础），墩台总高度为5.5m，墩台底下打设28根φ1200mm灌注桩，分两圈布置，桩底标高约为-45m。在海侧闭合布置钢筋混凝土护底块体，护底块体外侧抛填200~300kg护面块石[3]。护面块石局部突出原防波堤设计边坡2~4m,突出部分应与原设计边坡平缓过渡，以免引起局部波能集中。風机基础建设过程中需要局部拆除原防波堤结构，待基础施工完成后按原设计断面恢复。考虑到本方案风机设备为陆上安装，需要在围埝后方回填50×50m作业场地，以供风机安装使用，回填区域设计顶标高为+5.5m。

钢筋混凝土钻孔灌注桩，其打桩施工需采用搭设平台、安装护简进行。灌注桩成孔可采用潜水钻机，循环泥浆护壁，起重机吊安钢筋笼，竖管法浇筑混凝土，混凝士可考忠由混凝土罐车及泵车供应。打桩后及时进行基桩的夹桩固定，铺设底板，支模浇筑墩台钢筋混凝土，混凝土采用混凝土罐车及泵车供应。

（2）升压站建设

本工程风电场内拟建设一座110kV升压站。升压站设置1台主变压器。升压站的主要建筑物和构筑物有综合楼、高低压配电房、GIS楼、进出线构架、主变压器基础、事故油池、附属用房、无功补偿装置基础、消防水池及避雷针、电缆沟、站内道路、站内地面硬化等。以下对主要的施工工序进行说明:

清理升压站的场地时，应采用人工清理与推土机清理互相配合的方式进行清理，而后使用10t的振动碾，确保能够将场地碾平，使其能够满足设计的要求。同时，应对升压站内的所有建筑物进行挖掘，实际挖掘时可以采用人工开挖清理与小型挖掘机联合清理的方式进行清理，其中具体包括基础设施之间的地下电缆沟。

110kV升压站内主要建筑均为框架结构。框架结构的施工顺序为:施工准备-基础施工-基础混凝土浇筑-框架柱、 梁、板、屋盖混凝土浇筑-砖墙垒砌-电气管线敷设及室内外装修-电气设备入室。

（3）集电线路

风机布置于南防波堤南侧，升压站位于填海造陆地上。属于海上与陆地结合的风电场。结合该地区特点，场内35kV电缆集电线路采用电缆直埋的方式，共设计4回路电缆线路。各回路电缆进入升压站，沿站内电缆沟接入对应35kV开关柜。A线路联接1#-5#总计5台风机；B线路联接6#-10#总计5台风机；C线路联接11#-14#总计4台风机；D线路联接15#-18#总计4台风机。

（二）施工交通运输方面的控制

(1)可靠性原则:外来物资应按多流向考虑，相应协调规划多方向、可靠度高的对外交通路线;交通设施的设计标准、运输方案的选择必须满足物资运输的要求。

(2)协调的原则:认真研究周边海洋建设工程的经验，主要是南港工业区施工期内的物资运输方式与线路;充分利用周边大型工程已经建设完成的配套交通设施,减少本工程在交通运输设施上的投资。

(3)统筹的原则:具体交通运输方案的规划与选择，应统筹考虑地方的交通规划和大型港口的生产运营模式，尽量实现与重大交通设施的统一-建设规划与实施[4]。

（三）绿色、环保施工控制

(1)水环境保护措施

①海上污水处理与防治措施

a、作业船只产生的船舶油污水和生活污水应在船上统一收集、 贮存，船只回施工基地后由港口中的接受设备进行统一化的处理与收集，不能直接存放或者对方。

b、强化对施工设备的养护与管理工作力度，避免石油类物质发生泄漏，从而有效地杜绝海水污染情况的发生。

C、严格执行《沿海海域船舶排污设备铅封管理规定》，禁止船舶向沿海海域内排放一些油类的污染物，船舶运行后所形成的油类污染物，比如含有油质的机舱水或者是受到严重污染的压舱水，必须要定期将其排放到岸边或者是使用水上移动设备进行接收，而后在交由专业的单位进行集中化、统一化的处理。

(2)风电场降噪措施

风力发电机组所形成的主要噪声包括两种，分别为机械噪声与结构噪声，而这两种噪声可以采用有效的手段进行控制，比如减少或者避免撞击力、摩擦力和周期力，确保轴承与齿轮之间能够具备良好的润滑效果[5]。为了能够有效的减小机械部件所形成的振动，可以在与力源相近的位置，将振动传递的途径切断，比如，采用弹性的连接代替刚性的连接，或者是使用高阻尼材料将机械部件所产生的振动能进行吸收，这样就能够有效的降低噪声。

结束语

综上所述，在风电场施工中，必须要做好施工控制，只有这样才能够进一步提高风电场施工的质量与效果，实现施工目的，确保风电场能够发挥出更大的作用与价值。

【参考文献】

[1]谷尚耕.风电场升压站电气安装与调试探讨[J].低碳世界,2019,9(11):92-93.

[2]任杰,曾庆贺.山地风力发电场风机基础施工技术[J].河南科技,2019(29):57-59.

[3]风电场选址与风机优化排布实用技术探讨[J]. 赵伟然,徐青山,祁建华,周琦.  电力科学与工程. 2010(03)

[4]并网风电场对电力系统电压稳定性影响的研究[D]. 姜代鹏.江苏大学 2010

[5]风电机组的优化选型与布置研究[D]. 李剛.东北电力大学 2010

作者简介：许建军（1983-），男 ，汉 ，青海西宁人，本科，学士学位，从事新能源发展与技术研究。