高海拔高山风电场施工要点，论文发表难点及关

高海拔高山风电场施工要点，难点及关键点的质量控制措施　　

　　侯 强（中国水利水电第五工程局有限公司机电制造安装分局）成 都 610225

　　摘要：目前，我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场。根据全球风能理事会统计数据，全球风电累计装机容量从截止2001年12月31日的23900MW增至2016年12月31日的23900MW，年复合增长率为22.25%，而同期我国风电累计装机容量的年复合增长率为49.53%，增长率位居全球第一；2016年，我国新增风电装机容量23328MW，占当年全球新增装机容量的42.7%，截止2016年底我国风电累计装机容量为16890MW，占全球累计装机容量的34.7%，位居全球第一。风电机组单机容量越来越大，台单机容量为1500~2000KW的风力发电机组装机，风电场建设过程中暴露出许多施工技术、质量的问题，根据风电场工程项目建设的管理经验，对高海拔高山风电场施工过程中的要点、难点和关键点施工质量控制重点予以提炼总结，高海拔高山风电场工程“建设规模越来越大”、建设场地越来越偏僻场地地形复杂、道路陡峭曲折、部分道路段及个别风机基础岩石坚硬、气候恶劣、环境条件差、施工难度大、建设工期短、结合各项特点，以西南冕宁铁厂乡风电场工程为例，提出相应的应对措施，为做好施工技术和质量管理，提供参考，以确保风电场项目管理核心任务目标控制、通过项目策划和项目控制实现费用目标、进度目标、质量目标 。

　　关键词：风电场工程：施工要点难点、关键点控制、控制措施

　　1、高海拔高山风电场建设的工程特点

　　1.1地理位置偏僻，自然条件恶劣

　　某高海拔高山风电场海拔在2900m～3600左右，山脊接近南北走向，年平均气温：5.1℃，最高气温：25.6℃，最低气温：-14.8℃。场地主要有一条南北走向的主山脊和2条近东西向分支山脊组成，风大紫外线强，空气稀薄，低温和凝冻时间长，场地地形复杂、交通不便、自然条件气候恶劣，不利施工。

　　1.2石方开挖难度大

　　风机平台及基础地基土岩性以风化灰岩为主，灰岩坚硬密实，根据工程地形、地貌、地域条件条件、不利于采用爆破、风机基础采用挖机破碎头破碎方法，施工缓慢，增加。

　　1.3施工地里位置分散，地形、地貌复杂

　　冕宁铁厂乡风电场工程区主要位于四川省凉山州冕宁县铁厂乡设计安装35台单机容量为2000KW的风力发电机组，总装机容量70MW，风机轮毂高度80m。场外进场山路50多km、场内主、支道路26.7km,施工位置分散，给施工及施工管理都带来很大难度，同时风电场内地形地貌复杂多变，为了降低场内道路的施工成本，风机主要设备塔筒、机舱采用大功率（500）马力大型运输车辆，叶片从场外进场口（50km）处采用专项特殊制定运输车辆，场内主吊设备的转场很困难。

　　1.4大型设备过镇、乡、村段运输困难

　　随着风力发电机单机容量增大，所有通向安装现场的道路要求高，都应该考虑到载重卡车和起重机的使用，2000KW风电机组叶片长达55m左右，机舱重90t，塔筒单节最重52219kg，预应力锚栓组合件上锚板直径Φ4790mm，下段直接因此要求进场道路应满足道路宽度大于5m，转弯半径大于35m，坡度不大于15%，道路要求平摊，沙石路面即可，但务必夯实垫平。风机部在场外道路镇、乡、村路段，最大困难部分路段顶部有110kv、400kv线路、移动、通讯线路、入户线、两侧有原有和正建设房屋、各类树木、地下用水管、地面各种想不到变故和因素、为了确保设备顺利运行，协调清楚各类障碍物难度极大，满天要价、封堵为主，无理取闹、增加成本、延展工期、导致运输寸步难行。

　　2、高山风力发电场施工质量控制要点

　　2.1 高压直埋电缆的控制

　　高海拔高山风电场的环境恶劣，多为气候复杂变化、风沙大、高寒，早晚温差大，冬夏季节冻土层冻融变化复杂地区。环境恶劣导致了电缆终端头制作安装的困难，不可避免地造成了电缆的运行故障。户外热缩终端头用于严重污秽、强烈振动、冰雪严重地区时，应进一步采取相应的加强措施。制作塑料绝缘电力电缆终端与接头时，应防止尘埃、杂物落入绝缘内。严禁在雾或雨中施工，如果在制作中不注意环境因素的影响，就会电缆头绝缘中由于进入尘埃、杂质等形成气隙，并在强电场下发生局部放电，继而发展为绝缘击穿，造成电缆头击穿的故障。如果在潮湿的环境中制作，则电缆容易受潮而使得整体绝缘水平下降，另外也容易进入潮气形成气隙而出现局部放电。冬夏季节，冻土层冻融变化复杂地区，土层对电缆和电缆头机械拉力大。每天早晚温差大，电缆热胀冷缩，低温环境热缩头弹性减低，绝缘易被破坏。

　　2.2 设备吊装前防雷接地系统要求控制

　　高海拔高山风电场工程设备吊装确保防雷接已施工完成，检查接地电阻要求符合、设备厂家提供图纸、设备厂家安装手册、防雷接地规范要求（备注：防雷接地电阻要求小于 4 欧），风力发电机组的防雷与接地在自然环境下，不可避免受到自然环境的危害，起重累计是自然界中对风力发电机组安全运行危害最大的一种危害，一旦发生雷击，雷电释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制原件烧毁等后果，严重可能造成风机报废，造成巨大的经济财产损失。同时雷击也会对风机安装人员、后续检修维护人员造成巨大威胁。风力发电机的防雷与接地鉴于雷击无法避免的特性，风力发电机组的防雷重点在于雷击时如何迅速将雷电流引入大地，尽可能减少由雷电引入设备的电流，最大限度地保障设备和人员安全，使损失降低到最小程度，对于风力机而言，直接雷击保护主要是针对叶片、机舱、塔架防雷，而间接雷击保护主要是指过电压保护和等电位连接。电气系统防雷则主要是间接雷击保护。

　　2.3 风电场工程主要控制重点及难点

　　根据工程地质勘察报告及现场开完后的实际情况， 根据风机场地各岩土层的特性，风机位基础岩土层主要为：碎石土层、砂岩和石英砂岩为主，地基验槽是风机基础验收重点环节，冲沟出现地址较大变化、断离层等现象，及时通知监理及业主，组织勘察设计单位进入现场进行确定。

　　砂岩埋深小且分布稳定，地基承载力较高，强风化中下部岩体和中风化岩体可作为风机基础持力层。风机基础型式可以选择重力式扩展基础，当建基面有软岩夹层，或者局部岩体破碎而导致地基软硬不均时，应采取置换回填措施进行处理。

　　2.4高强灌浆施工控制

　　风机基础表面混凝土应进行凿毛处理，清洁基础表面，清除积水、不得有碎石、浮浆、浮灰、油污和脱模剂等杂物。灌浆开始后，必须连续进行，不能间断，并尽可能缩短灌浆时间。注意事项：灌浆完毕后30min内立即进行保温措施，应保持灌浆材料处于湿润状态，养护时间不得少于7天，根据高海拔高山风电场工程高强灌浆养护，高强灌浆达到初凝时表面层采用薄塑料纸，上面采用保温棉铺盖进行保温养护。

　　2.5 风机设备吊装的质量控制

　　2.5.1 风机吊装的安全措施

　　（1）操作人员应经专业培训取证后方可单独操作，应熟悉起重机各部分、机构的构造及技术性能，操作规程及有关法令，安全运行要求，安全防护装置的性能，指挥信号：

　　（2）当工作地点风力达到8～10m/s时，不得进行受风面积大的起吊作业；当工作地点风力达到10～12m/s以上时，不得进行起吊作业；遇有大雪、大雾、雷雨等恶劣气候，或夜间照明视野不好，指挥人员看不清工作地点，操作人员看不清信号时，不得进行起重作业；

　　2.5.2 风机吊装安装前的技术检查

　　（1）检查混凝土强度是否满足设计及规范要求，

　　（2）检查风机基础预应力锚栓组合件上锚板水平度（浇筑后）≤2mm，

　　（3）按照设计图纸技术参数要求进行塔筒反向平衡法兰法检查下平面平行度允许偏差为3mm；法兰穿孔同轴度偏差为2mm。

　　（4）塔筒椭圆度不能超过3mm。

　　2.5.3安装过程控制要点

　　（1）风机塔筒反向平衡法兰连接高强螺栓需在安装前经过具有高强螺栓检测资质的单位进行送样检测，主要检测：最小抗拉强度（楔负载法或芯部硬度法）、螺栓机械性能、螺母硬度、垫圈硬度、螺栓镀层厚度、扭矩系数等，符合规范及设计要求后方可使用。

　　（2）紧固高强螺栓用的手动、电动、气动和液压扭矩扳手、液压拉伸泵、均在具体检测资质单位进行检查和校核，检测合格后方可使用。

　　（3）每节塔筒链接螺栓拧紧力矩、叶片与轮毂连接螺栓拧紧力矩、轮毂与主轴链接螺栓拧紧力矩、机舱与塔筒链接螺栓拧紧力矩、其他链接螺栓拧紧力矩，必须符合设计图纸技术参数为准

　　（4）塔筒吊装就位并将全部螺栓初拧后，采用液压拉伸器对螺栓180°对称施压，风机塔筒安装厂家（设计图纸参数为准）首次拉伸FL2法兰螺栓欠张拉验收油压为80MPa；FL3法兰螺栓欠张拉验收油压为80MPa；FL4法兰螺栓欠张拉验收油压为80MPa；FL5法兰螺栓欠张拉验收油压为52MPa。最终将FL2、FL3、FL4法兰螺栓过张拉验收油压为100/105MPa，FL5法兰螺栓过张拉验收油压为66MPa。

　　（5）重点注意：螺栓必须能够自由通过，塔筒连接螺母必须处于上方；在低温条件下（日均温度小于-5摄氏度时），施加的扭矩不应该超过螺栓额定扭矩值的80%，待日均温度不低于-5摄氏度时再补施力矩。（其它塔筒连接要求相同）

　　（6）重点注意：不允许在没有机舱的情况下，让完全装好的塔筒单独处在大风中（10分钟的平均风速值大于10米/秒）。如果是这样的话，应将顶段塔筒卸下来，确保安全性。

　　3 高山风电场施工的应对措施

　　针对高海拔高山风电工程施工的、要点、难点和特点，为确保风电场施工的工期、质量及目标实现，以往工作经验，借鉴同类行业施工先进的施工经验，总结几点应对措施：

　　3.1 技术确保措施

　　开工组装各个专业技术人员进行各类图纸会审、组织学习设备厂家技术说明书及规范相关技术要求、同时施工过程中施工视频及照片、交流以往施工过程中经验和教训。编制各类适合本工程施工技术方案、编制有效的作业指导书、开工组装技术交底、结合现场实际情况对设计进行适当的优化，确保施工质量符合图纸及规范技术要求。

　　3.2 优化施工流程

　　测量定位放线→风机基础开挖→高强度PE管安装（电力埋管）→垫层定型钢模板安装→垫层混凝土浇筑→反向平衡法兰预应力锚栓组合件安装→反向平衡法兰预应力锚栓组合件验收→钢筋制安→定性钢模板制作→主体混凝土定型钢模板安装→（大体积）主体混凝土浇筑→（大体积）主体混凝土养护→定型钢模板拆除→土石方回填→高强灌浆定型钢模板安装→高强灌浆→高强灌浆养护→基础验收移交。

　　3.3 避免造成主要设备二次搬运

　　风机在安装过程中，业主为首组装专人进行统一协调，确保风机塔筒、机舱、叶片按时到施工现场，机舱过重、塔筒、叶片过长加上施工现场场地及设备有限性，二次转场造成大量投入及工作不饱满状态，没有特殊情况尽量较少设备二次转场。

　　3.4 严格按规程规范进行验收

　　原材料应严格按照施工图纸计划进行采购，首先选用合格的材料供应商，项目部按照规范编制原材料试验检测计划，材料进场后按照规范、规程及图纸技术要求（规格型号、材质）进行验收，在具备有检测资质的试验室进行试验，检验合格后方可使用。如出现质量、安全问题立即整改，把事故隐患消灭在施工过程中，确保工程的质量及工期。

　　  4 结论

　　风电场工程简单、复杂而细致的工作，在施工过程中无论规模大和小，组织协调至关重要，尊敬地方民族风俗习惯，搞好施工单位之间关系，提前计划、优先考虑、运筹帷幄十分重要，科学及实践管理方式尤其重要。风电工程施工项目必须从施工中各环节分析、制定各项控制措施预案，按照设计及规程规范要求，圆满地完成工程施工任务，确保高海拔高山风电场施工工期 ，顺利投产发电。

　　参考文献：

　　1、中船重工（重庆）海装风电设备有限公司HZ2000风力发电机组安装手册

　　2、预应力锚栓组合件安装手册

　　3、江苏金海新能源科技有限公司、重庆海装H111L（80）反向平衡法兰设计

　　4、基础设计总说明图号：01-001

　　5、浅谈山地风电场建设的工程特点及质量控制措施 尚衍超