海上风电施工简介(经典)

海上风电施工简介

二○一三年十月

目录

1 海上风电场主要单项工程施工方案 (1)

1.1 风机基础施工方案 (1)

1.2 风机安装施工方案 (13)

1.3 海底电缆施工方案 (19)

1.4海上升压站施工方案 (23)

2 国内主要海上施工企业以及施工能力调研 (35)

2.1 中铁大桥局 (35)

2.2 中交系统下企业 (41)

2.3 中石（海）油工程公司 (46)

2.4 龙源振华工程公司 (48)

3 国内海洋开发建设领域施工业绩 (52)

3.1 跨海大桥工程 (52)

3.2 港口设施工程 (55)

3.3 海洋石油工程 (55)

3.4 海上风电场工程 (58)

4 结语 (59)

1 海上风电场主要单项工程施工方案

1.1 风机基础施工方案

国外海上风电起步较早，上世纪九十年代起就开始研究和建设海上试验风电场，2000年以后，随着风力发电机组技术的发展，单机容量逐步加大，机组可靠性进一步提高，大型海上风电场开始逐步出现。国外海上风机基础一般有单桩、重力式、导管架、吸力式、漂浮式等基础型式，其中单桩、重力式和导管架基础这三种基础型式已经有了较成熟的应用经验，而吸力式和漂浮式基础尚处于试验阶段。舟山风电发展迅速。

目前国内海上风机基础尚处于探索阶段，已建成的四个海上风电项目，除渤海绥中一台机利用了原石油平台外，上海东海大桥海上风电场和响水近海试验风电场均采用混凝土高桩承台基础，江苏如东潮间带风电场则采用了混凝土低桩承台、导管架及单桩三种基础型式。

图1.1-1 重力式基础型式

图1.1-2 多桩导管架基础型式

图1.1-3 四桩桁架式导管架基础型式图1.1-4单桩基础型式

图1.1-5 高桩混凝土承台基础型式图1.1-6低桩承台基础型式基于国内外海上、滩涂区域风电场的建设经验，结合普陀6号海上风电场2区工程的特点及国内海洋工程、港口工程施工设备、施工能力，可研阶段重点考察桩式基础，并针对5.0MW风电机组拟定五桩导管架基础、高桩混凝土承台基础和四桩桁架式导管架基础作为代表方案进行设计、分析比较。

1.1.1 多桩导管架基础施工

图1.1-7 五桩导管架基础型式图1.1-8 四桩桁架式基础型式

对于五桩导管架基础施工程序为：钢管桩、导管架的制作→钢结构运输→钢管桩沉桩施工→导管架安放→钢管桩、导管架连接调平与灌浆。

对于四桩桁架式导管架基础施工程序为：钢管桩、导管架的制作→钢结构运输→导管架沉放→钢管桩沉桩施工→钢管桩、导管架连接调平与灌浆。

施工工艺流程如下

导管架基础施工流程图

（1）导管架制作

导管架主要由大直径钢管桩构成，应采用适应其特性的适当的加工设备和程序制作。制作时，需选择合适的制作程序，特别是对节点处的处理尤应注意，制作过程中应尽可能避免高空作业，确保安全和质量。

套管制作程序一般应遵循如下程序进行：

①分段部件制作

②平面组装

③立体组装

此外，套管结构的制作，应编制制作要领文件，原则上记载以下关键项目：

①材料和部件（钢材、焊接材料、涂料）

②制作工序（大样图、部件加工、组装、焊接、出厂）

图1.1-9 导管架结构制作示意图

（2）钢管桩的制作

钢管桩制造的主要工艺流程如下图所示：

钢管桩一般采用非等厚度（为节省钢材用量，上下两部分厚度一般不同）的钢板螺旋法卷制，自动埋弧焊焊接而成。钢管桩卷制完成后，对于焊缝应进行100％超声波探伤，对超声波检测发现有缺陷的焊缝应进行X射线检测或用碳弧气刨刨开焊缝观察检查。

钢管桩制作完成后的储存、转运过程中，应注意对其表面防腐涂层的保护，一般不允许直接接触硬质索具，存放过程中底层地垫物应尽量采用柔性地垫物，防止因硬质垫层导致涂层受损。

钢管桩制作流程图

(3) 钢管桩沉桩方式

针对整根管桩沉桩施工，国内常用的沉桩方式有两种，一种是采用带桩架的专业打桩船沉桩，另一种为起重船吊打沉桩。

图1.1-10 “海力801”沉桩图

图1.1-11 起重船吊打沉桩示意图

经初步调查，国内现有专业打桩船的桩架最大吊重为200t（双钩联吊），吊钩能力为主勾吊重120t，副勾80t，桩架总高95m，植桩能力81m+水深。

针对普陀6号海上风电场2区工程基础设计作为比选方案的五桩导管架基础，桩径2.6m，桩长超出90m，且桩重达到225t，已经远远超出专业打桩船的植桩能力，所以可采用起重船吊打的方式进行沉桩施工。

四桩桁架式导管架基础方案钢管桩桩径2.5m，桩长约132m。目前国内打桩船施工有一定难度，该方案设置了导管架平台，施工可考虑在导管架平台上进行水上接桩。同时，需对打桩船的桩架及吊桩系统等进行整体改造。

(4) 钢管桩沉桩桩锤选型

目前大型的海上锤击沉桩机械主要有筒式柴油打桩锤、液压打桩锤、液压振动锤三种

型式，其中以柴油打桩锤应用最为广泛，经过对工程管桩沉桩施工要求的分析，选择S500型液压打桩锤作为首选锤型，D250型柴油打桩锤作为备选。

图1.1-12 IHC液压锤

(5) 导管架沉放

根据普陀6号海上风电场2区工程基础设计的导管架吊重、吊装尺寸的要求，可选择1000t级起吊能力的浮吊进行安装工作。

图1.1-13 如东潮间带导管架安装图

图1.1-14 四桩桁架式导管架下水图

(4) 调平与灌浆

钢管桩与导管架结构安装完成后，进行导管架结构的细致调平工作和灌浆连接工作。导管架结构体的细致调平工作通过调节螺栓系统进行。

钢管桩与导管架桩套筒之间的环形空间内通过高强灌浆材料连接。灌浆施工由驳船上