研究風(fēng)電場主體工程的施工控制

【摘要】本文主要分析風(fēng)電場主體工程的施工內(nèi)容，制定有效的控制措施，從而進(jìn)一步提高風(fēng)電場主體工程施工的質(zhì)量與效果，增強風(fēng)力資源的利用效率。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)電場主體工程施工控制能源

一、工程概況

中國水電天津南港海上風(fēng)電場一期工程位于天津市濱海新區(qū)南部，大港區(qū)東南部，南港工業(yè)區(qū)境內(nèi)，工程裝機容量為90MW，安裝18臺單機容量為5000kW的風(fēng)電機組，風(fēng)機沿南港南側(cè)防波堤建設(shè)。風(fēng)電場內(nèi)新建1座110kV升壓站，以1回110kV電壓輸電線路接入騰飛里220KV變電站的110kV側(cè)，最終在京津冀魯電網(wǎng)消納。

二、相關(guān)資源情況分析

（一）風(fēng)能資源

經(jīng)分析，風(fēng)電場工程場址區(qū)705603#測風(fēng)塔90m高度代表年平均風(fēng)速為6.41m/s,年平均風(fēng)功率密度為272.5W/m2,年平均風(fēng)功率密度193.5W/m2。風(fēng)電場風(fēng)功率密度等級為一級，具備-定的開發(fā)潛力[1]。705603#測風(fēng)塔90m高度年有效風(fēng)速(3m/s~ 25m/s)小時數(shù)為8061h，占總時數(shù)的92.02%; 10m 高度年有效風(fēng)速小時數(shù)為6798h，占總時數(shù)的77.6%。風(fēng)能、風(fēng)向主要集中在SW、E、和SE方向。

（二）海洋水文

經(jīng)有關(guān)研究資料顯示，本區(qū)潮汐類型為不規(guī)則半日潮型，其( HO1+HK1)HM2=0.53;工程極端高水位為5.88m 設(shè)計高水位為4.3m; 工程區(qū)波浪以周期較小的風(fēng)生浪為主，波向和風(fēng)向分布具有較好的致性，常浪向ENE和E,頻率分別為9.68%和9.53%，強浪向ENE,該向H4%> 1.5m的波高頻率為1.35%,≥7.0s的頻率僅為0.33%,各方向H4%≥1.6m的波高頻率為5.06%，H4%≥2.0m 的波高頻率為2.24%。

（三）地質(zhì)情況

場地內(nèi)土層分布較穩(wěn)定，可供選擇的持力層較多，場區(qū)內(nèi)除南防波堤到海側(cè)人工邊坡的穩(wěn)定性需加以注意之外，不存在難以治理的重大不良工程地質(zhì)問題，適宜于本工程建設(shè)。

三、施工主體工程的有效控制

（一）主體工程的有效施工策略

（1）風(fēng)機基礎(chǔ)安裝

風(fēng)機采用灌注樁結(jié)構(gòu)，1#~8#風(fēng)機基礎(chǔ)所處的工程位置，規(guī)劃中的南防潮堤與青靜黃河口左治導(dǎo)線之間空間較小，并結(jié)合現(xiàn)有的實際工程條件，可供選擇的結(jié)構(gòu)方案較為單一，為了避免風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)超出治導(dǎo)線范圍，基礎(chǔ)中心軸線距離青靜黃河口左治導(dǎo)線17m?；A(chǔ)墩臺海側(cè)填少量60~100kg塊石作為護(hù)底結(jié)構(gòu),防止底部沖刷[2]。墩臺暴露在波浪和海冰可直接作用的區(qū)域，需承受波浪水平力、浮托力以及冰荷載的直接作用。為了抵抗波浪力、冰荷載與風(fēng)機荷載的組合效應(yīng)，基礎(chǔ)墩臺結(jié)構(gòu)斷面尺度如下：基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土低樁墩臺形式，墩臺底面直徑為23m，臺柱直徑為8m，墩臺采用C45F300鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)頂標(biāo)高為+8.0m,臺柱邊設(shè)0.3m擋坎（兼做欄桿基礎(chǔ)），墩臺總高度為5.5m，墩臺底下打設(shè)28根φ1200mm灌注樁，分兩圈布置，樁底標(biāo)高約為-45m。1#~8#風(fēng)機采用陸上安裝工藝，需要在陸域回填50×50m的作業(yè)場地。

9#~18#風(fēng)機位于已建南防波堤（斜坡堤結(jié)構(gòu)）外側(cè)，青靜黃河口左治導(dǎo)線以內(nèi)。本方案中9#~18#風(fēng)機基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土低樁墩臺形式，基礎(chǔ)中心距離已建南防波堤軸線12m,墩臺底面直徑為23m，臺柱直徑為8m，墩臺采用C45F300鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)頂標(biāo)高暫定為+8.0m, 臺柱邊設(shè)0.3m擋坎（兼做欄桿基礎(chǔ)），墩臺總高度為5.5m，墩臺底下打設(shè)28根φ1200mm灌注樁，分兩圈布置，樁底標(biāo)高約為-45m。在海側(cè)閉合布置鋼筋混凝土護(hù)底塊體，護(hù)底塊體外側(cè)拋填200~300kg護(hù)面塊石[3]。護(hù)面塊石局部突出原防波堤設(shè)計邊坡2~4m,突出部分應(yīng)與原設(shè)計邊坡平緩過渡，以免引起局部波能集中。風(fēng)機基礎(chǔ)建設(shè)過程中需要局部拆除原防波堤結(jié)構(gòu)，待基礎(chǔ)施工完成后按原設(shè)計斷面恢復(fù)?？紤]到本方案風(fēng)機設(shè)備為陸上安裝，需要在圍埝后方回填50×50m作業(yè)場地，以供風(fēng)機安裝使用，回填區(qū)域設(shè)計頂標(biāo)高為+5.5m。

鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，其打樁施工需采用搭設(shè)平臺、安裝護(hù)簡進(jìn)行。灌注樁成孔可采用潛水鉆機，循環(huán)泥漿護(hù)壁，起重機吊安鋼筋籠，豎管法澆筑混凝土，混凝士可考忠由混凝土罐車及泵車供應(yīng)。打樁后及時進(jìn)行基樁的夾樁固定，鋪設(shè)底板，支模澆筑墩臺鋼筋混凝土，混凝土采用混凝土罐車及泵車供應(yīng)。

（2）升壓站建設(shè)

本工程風(fēng)電場內(nèi)擬建設(shè)一座110kV升壓站。升壓站設(shè)置1臺主變壓器。升壓站的主要建筑物和構(gòu)筑物有綜合樓、高低壓配電房、GIS樓、進(jìn)出線構(gòu)架、主變壓器基礎(chǔ)、事故油池、附屬用房、無功補償裝置基礎(chǔ)、消防水池及避雷針、電纜溝、站內(nèi)道路、站內(nèi)地面硬化等。以下對主要的施工工序進(jìn)行說明:

清理升壓站的場地時，應(yīng)采用人工清理與推土機清理互相配合的方式進(jìn)行清理，而后使用10t的振動碾，確保能夠?qū)龅啬肫?，使其能夠滿足設(shè)計的要求。同時，應(yīng)對升壓站內(nèi)的所有建筑物進(jìn)行挖掘，實際挖掘時可以采用人工開挖清理與小型挖掘機聯(lián)合清理的方式進(jìn)行清理，其中具體包括基礎(chǔ)設(shè)施之間的地下電纜溝。

110kV升壓站內(nèi)主要建筑均為框架結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的施工順序為:施工準(zhǔn)備-基礎(chǔ)施工-基礎(chǔ)混凝土澆筑-框架柱、 梁、板、屋蓋混凝土澆筑-磚墻壘砌-電氣管線敷設(shè)及室內(nèi)外裝修-電氣設(shè)備入室。

（3）集電線路

風(fēng)機布置于南防波堤南側(cè)，升壓站位于填海造陸地上。屬于海上與陸地結(jié)合的風(fēng)電場。結(jié)合該地區(qū)特點，場內(nèi)35kV電纜集電線路采用電纜直埋的方式，共設(shè)計4回路電纜線路。各回路電纜進(jìn)入升壓站，沿站內(nèi)電纜溝接入對應(yīng)35kV開關(guān)柜。A線路聯(lián)接1#-5#總計5臺風(fēng)機；B線路聯(lián)接6#-10#總計5臺風(fēng)機；C線路聯(lián)接11#-14#總計4臺風(fēng)機；D線路聯(lián)接15#-18#總計4臺風(fēng)機。

（二）施工交通運輸方面的控制

(1)可靠性原則:外來物資應(yīng)按多流向考慮，相應(yīng)協(xié)調(diào)規(guī)劃多方向、可靠度高的對外交通路線;交通設(shè)施的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、運輸方案的選擇必須滿足物資運輸?shù)囊蟆?/p>

(2)協(xié)調(diào)的原則:認(rèn)真研究周邊海洋建設(shè)工程的經(jīng)驗，主要是南港工業(yè)區(qū)施工期內(nèi)的物資運輸方式與線路;充分利用周邊大型工程已經(jīng)建設(shè)完成的配套交通設(shè)施,減少本工程在交通運輸設(shè)施上的投資。

(3)統(tǒng)籌的原則:具體交通運輸方案的規(guī)劃與選擇，應(yīng)統(tǒng)籌考慮地方的交通規(guī)劃和大型港口的生產(chǎn)運營模式，盡量實現(xiàn)與重大交通設(shè)施的統(tǒng)一-建設(shè)規(guī)劃與實施[4]。

（三）綠色、環(huán)保施工控制

(1)水環(huán)境保護(hù)措施

①海上污水處理與防治措施

a、作業(yè)船只產(chǎn)生的船舶油污水和生活污水應(yīng)在船上統(tǒng)一收集、 貯存，船只回施工基地后由港口中的接受設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一化的處理與收集，不能直接存放或者對方。

b、強化對施工設(shè)備的養(yǎng)護(hù)與管理工作力度，避免石油類物質(zhì)發(fā)生泄漏，從而有效地杜絕海水污染情況的發(fā)生。

C、嚴(yán)格執(zhí)行《沿海海域船舶排污設(shè)備鉛封管理規(guī)定》，禁止船舶向沿海海域內(nèi)排放一些油類的污染物，船舶運行后所形成的油類污染物，比如含有油質(zhì)的機艙水或者是受到嚴(yán)重污染的壓艙水，必須要定期將其排放到岸邊或者是使用水上移動設(shè)備進(jìn)行接收，而后在交由專業(yè)的單位進(jìn)行集中化、統(tǒng)一化的處理。

(2)風(fēng)電場降噪措施

風(fēng)力發(fā)電機組所形成的主要噪聲包括兩種，分別為機械噪聲與結(jié)構(gòu)噪聲，而這兩種噪聲可以采用有效的手段進(jìn)行控制，比如減少或者避免撞擊力、摩擦力和周期力，確保軸承與齒輪之間能夠具備良好的潤滑效果[5]。為了能夠有效的減小機械部件所形成的振動，可以在與力源相近的位置，將振動傳遞的途徑切斷，比如，采用彈性的連接代替剛性的連接，或者是使用高阻尼材料將機械部件所產(chǎn)生的振動能進(jìn)行吸收，這樣就能夠有效的降低噪聲。

結(jié)束語

綜上所述，在風(fēng)電場施工中，必須要做好施工控制，只有這樣才能夠進(jìn)一步提高風(fēng)電場施工的質(zhì)量與效果，實現(xiàn)施工目的，確保風(fēng)電場能夠發(fā)揮出更大的作用與價值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]谷尚耕.風(fēng)電場升壓站電氣安裝與調(diào)試探討[J].低碳世界,2019,9(11):92-93.

[2]任杰,曾慶賀.山地風(fēng)力發(fā)電場風(fēng)機基礎(chǔ)施工技術(shù)[J].河南科技,2019(29):57-59.

[3]風(fēng)電場選址與風(fēng)機優(yōu)化排布實用技術(shù)探討[J]. 趙偉然,徐青山,祁建華,周琦.? 電力科學(xué)與工程. 2010(03)

[4]并網(wǎng)風(fēng)電場對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性影響的研究[D]. 姜代鵬.江蘇大學(xué) 2010

[5]風(fēng)電機組的優(yōu)化選型與布置研究[D]. 李剛.東北電力大學(xué) 2010

作者簡介：許建軍（1983-），男 ，漢 ，青海西寧人，本科，學(xué)士學(xué)位，從事新能源發(fā)展與技術(shù)研究。