淺談廣西靈山大懷山風(fēng)電場(chǎng)土建施工的特點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

●梁茂祺

近年來(lái)，空氣污染、氣候變化等問(wèn)題日益嚴(yán)峻，全球各國(guó)都在加速能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，可再生能源的利用成為焦點(diǎn)，風(fēng)電在其中舉足輕重，成為發(fā)電量?jī)H次于水電的清潔能源。發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已成為許多國(guó)家推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的核心內(nèi)容和應(yīng)對(duì)氣候變化的重要途徑，也是我國(guó)深入推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、促進(jìn)大氣污染防治的重要手段之一，研究探討風(fēng)電場(chǎng)的施工建設(shè)顯得極其重要。本文主要介紹了廣西靈山大懷山風(fēng)電場(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“大懷山風(fēng)電場(chǎng)”）土建施工的主要特點(diǎn)，并提出切合實(shí)際具有可操作性的應(yīng)對(duì)措施，在確保風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)期間施工安全，質(zhì)量和工期的同時(shí)，合理控制施工成本和提高效率，為今后的高山風(fēng)電建設(shè)提供參考。

一、大懷山風(fēng)電場(chǎng)概況

1.大懷山風(fēng)電場(chǎng)位于欽州市靈山縣新圩鎮(zhèn)、佛子鎮(zhèn)、平山鎮(zhèn)一帶，部分山脊與浦北縣交界，場(chǎng)址距離靈山縣城直線(xiàn)距離約24千米，距欽州市約128千米，總裝機(jī)容量200兆瓦，共安裝100臺(tái)永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，單臺(tái)額定功率2兆瓦，最大機(jī)型的葉片直徑130米，輪轂高度90米。

2.大懷山風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址整體海拔相對(duì)較高，屬山地丘陵地貌，丘頂高程一般在300～800米之間，部分山體較為陡峭，山梁較窄，山脊的連續(xù)性較好，整體呈西南—東北走向，部分區(qū)域起伏較大。

3.靈山縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，境內(nèi)氣候溫和，冬暖夏涼，無(wú)霜期長(zhǎng)、四季分明、光照充足、雨量充沛。全年無(wú)霜期361天，多年平均氣溫21.8攝氏度，1月最冷，月平均氣溫12.9攝氏度，7月最熱，月平均氣溫28.3攝氏度。多年平均降雨量1609.3毫米，雨季集中在汛期4—9月，年平均相對(duì)濕度百分之八十。

4.大懷山風(fēng)電場(chǎng)地形較為復(fù)雜，氣象災(zāi)害頻繁，其中影響風(fēng)電場(chǎng)的主要災(zāi)害性天氣是熱帶氣旋、雷暴、暴雨、覆冰等。

二、大懷山風(fēng)電場(chǎng)土建施工的特點(diǎn)

1.地理位置偏遠(yuǎn)，對(duì)外交通條件差。大懷山風(fēng)電場(chǎng)屬于高山風(fēng)電場(chǎng)，地理位置比較偏僻，對(duì)外交通只有公路運(yùn)輸方式，且距靈山縣城24千米，施工物資和人員進(jìn)出很不便利。因地處山區(qū)，至大懷山風(fēng)電場(chǎng)需經(jīng)村道，改擴(kuò)建道路長(zhǎng)度約17.4千米，方能滿(mǎn)足風(fēng)機(jī)大件設(shè)備運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

2.風(fēng)機(jī)設(shè)備體積大，運(yùn)輸要求高。大懷山風(fēng)電場(chǎng)所處位置山高溝深，對(duì)于戈壁、平原風(fēng)電場(chǎng)并不困難的風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)輸，卻成為了大多數(shù)高山風(fēng)電場(chǎng)影響安全、進(jìn)度、成本的重要因素。在蜿蜒崎嶇的山路運(yùn)輸難度較大，對(duì)道路的坡度和轉(zhuǎn)彎半徑等要求也比較高，一般道路坡度不大于百分之十二，轉(zhuǎn)彎半徑不小于35米。且隨著日益增加的單機(jī)容量，也直接導(dǎo)致了風(fēng)機(jī)設(shè)備體積、重量不斷增加，對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛以及道路規(guī)范的要求也越來(lái)越高。

3.氣候影響明顯，有效工期短。降水、雷暴、臺(tái)風(fēng)、覆冰等惡劣天氣對(duì)施工影響較大。南方地區(qū)高山風(fēng)電場(chǎng)海拔較高，易受季節(jié)性氣候影響，春夏雷暴雨水多，是影響施工進(jìn)度的主要因素；冬天霧天冰凍多則會(huì)降低能見(jiàn)度，阻滯大件運(yùn)輸和風(fēng)機(jī)吊裝。

4.大體積砼澆筑，質(zhì)量要求高。按照現(xiàn)今的機(jī)組來(lái)說(shuō)，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)砼總方量普遍在300～600立方米之間，屬于大體積混凝土工程范疇。除了必須滿(mǎn)足一般混凝土的施工要求外，還需要防止基礎(chǔ)混凝土在硬化過(guò)程中，釋放過(guò)多水化熱，導(dǎo)致基礎(chǔ)塊體內(nèi)外溫差過(guò)大，從而產(chǎn)生溫度裂縫。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)砼裂縫在正常工況下不大于0.2毫米，極端工況下不大于0.3毫米，質(zhì)量要求高、澆筑施工強(qiáng)度大，而且澆筑完畢后要對(duì)砼進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，如摻和外加劑則養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。因此，大體積砼澆筑前要進(jìn)行熱工計(jì)算，以確定混凝土配合比、澆筑保溫方案，控制溫差。

5.場(chǎng)址范圍廣、施工分散，人員與設(shè)備難以管理。由于風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的尾流會(huì)互相影響，各個(gè)風(fēng)機(jī)之間的距離需超過(guò)葉片直徑的3～4倍，導(dǎo)致了風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模普遍較大，大懷山風(fēng)電場(chǎng)就達(dá)到了63平方千米。由于風(fēng)機(jī)機(jī)位采用獨(dú)立布置的形式，從而導(dǎo)致施工作業(yè)面的分散。場(chǎng)內(nèi)道路工程、升壓站土建及電氣安裝工程、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)及箱變工程、場(chǎng)內(nèi)集電線(xiàn)路、風(fēng)機(jī)機(jī)組安裝工程等，每一個(gè)作業(yè)面都需要人員、材料，設(shè)備調(diào)配。怎樣做到統(tǒng)一管理、資源共享、合理配置，是每一個(gè)建設(shè)單位都需要面臨的難題。

6.移動(dòng)頻繁、步驟重復(fù)。風(fēng)機(jī)的獨(dú)立布置形式導(dǎo)致了風(fēng)機(jī)的施工場(chǎng)區(qū)要頻繁地移動(dòng)，施工步驟重復(fù)，從基礎(chǔ)的定點(diǎn)、開(kāi)挖，到風(fēng)機(jī)吊裝、調(diào)試、并網(wǎng)發(fā)電，都需要不斷地從一個(gè)風(fēng)機(jī)位置移動(dòng)到另一個(gè)風(fēng)機(jī)位置，反復(fù)重復(fù)著施工工序和步驟。

三、大懷山風(fēng)電場(chǎng)土建施工的應(yīng)對(duì)措施

大懷山風(fēng)電場(chǎng)具有風(fēng)機(jī)點(diǎn)位多、建設(shè)地點(diǎn)分散，施工場(chǎng)地移動(dòng)頻繁，工期緊，高空作業(yè)多，工程質(zhì)量要求高等諸多特點(diǎn)。針對(duì)以上施工特點(diǎn)，遵循施工工藝要求和施工規(guī)范，保證合理工期，兼顧施工效率和成本的同時(shí)，研究適應(yīng)性強(qiáng)的科學(xué)系統(tǒng)的方法，可以從以下應(yīng)對(duì)措施著手。

1.優(yōu)化施工程序。風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)外的道路建設(shè)十分關(guān)鍵，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先建設(shè)好相應(yīng)的道路等基礎(chǔ)設(shè)施，特別是與外界公路網(wǎng)對(duì)接以及延伸至各個(gè)風(fēng)機(jī)之間的永久性道路。場(chǎng)內(nèi)外的道路除了要滿(mǎn)足混凝土、鋼筋等建材的運(yùn)輸要求外，還要滿(mǎn)足安裝階段的大型吊裝機(jī)械和塔筒、葉輪、機(jī)艙等超長(zhǎng)平板拖車(chē)通過(guò)的條件。所以，一定要科學(xué)設(shè)計(jì)道路的轉(zhuǎn)彎半徑和坡度。

（1）風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)周期較其他項(xiàng)目的建設(shè)周期都要短，一般一臺(tái)風(fēng)機(jī)從開(kāi)工到安裝完成不超過(guò)三個(gè)月，并且單臺(tái)風(fēng)機(jī)安裝完成后就可以進(jìn)行調(diào)試和并網(wǎng)發(fā)電。而升壓站和生產(chǎn)控制樓以及送出線(xiàn)路的建設(shè)周期卻在5～9月左右，所以，升壓站、控制樓以及送出線(xiàn)路應(yīng)優(yōu)先開(kāi)工。

（2）要基于現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行混凝土澆筑程序的合理安排，盡可能實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)分工，形成流水線(xiàn)。由于風(fēng)機(jī)施工和步驟的不斷重復(fù)，形成每種工序的流水線(xiàn)，既有利于效率的提高又有利于確保施工質(zhì)量。

（3）風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模較大，風(fēng)電機(jī)組布置范圍較廣，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組的布置及交通條件，分區(qū)、分期進(jìn)行施工，合理安排施工期限和順序。在每個(gè)施工分區(qū)中，根據(jù)施工交通及施工工藝，施工臨時(shí)建筑物、風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)處理、混凝土澆筑等工作也應(yīng)合理安排工序交叉作業(yè)。

2.優(yōu)化施工機(jī)械器具，加快施工進(jìn)度?；谑┕さ囊?，要按照實(shí)際需求配置數(shù)量足夠的施工器具及施工機(jī)械。考慮到大量轉(zhuǎn)場(chǎng)的工作量，輔助吊裝機(jī)械盡量選用汽車(chē)式起重機(jī)，可以大幅度降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度，有效地加快施工速度。而加快施工進(jìn)度能夠使包括大型吊裝機(jī)械在內(nèi)的施工機(jī)械使用臺(tái)班明顯減少，從而節(jié)約成本。

3.避免大型設(shè)備二次搬運(yùn)。塔筒、葉片的體積和重量很大，搬運(yùn)需要特殊的起重機(jī)械，故一般不安排二次搬運(yùn)。風(fēng)機(jī)部件等其他設(shè)備可以進(jìn)行二次搬運(yùn)，但應(yīng)當(dāng)盡量避免。

4.加強(qiáng)連續(xù)大體積混凝土澆筑及后期養(yǎng)護(hù)工作。為了保證大體積混凝土基礎(chǔ)的整體性，基礎(chǔ)的上下臺(tái)應(yīng)一次性連續(xù)澆筑完成，任何部位都不允許出現(xiàn)施工縫。施工時(shí)應(yīng)分層澆筑、分層振搗，澆筑混凝土必須連續(xù)進(jìn)行，間歇時(shí)間不得超過(guò)2小時(shí)，保證上下層混凝土結(jié)合良好，避免形成施工冷縫。

大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)主要是為了控制混凝土內(nèi)外溫差和使混凝土表面保持一定的濕度。在基礎(chǔ)表面覆蓋塑料布保濕保溫，可防止風(fēng)干以及控制混凝土的內(nèi)外溫差。在養(yǎng)護(hù)期間，定人定時(shí)進(jìn)行測(cè)定混凝土溫度，根據(jù)測(cè)溫結(jié)果，調(diào)節(jié)保溫層厚度，以保證混凝土內(nèi)外溫差不超過(guò)25攝氏度，確保混凝土結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)溫度裂縫。

5.加強(qiáng)主吊機(jī)械選型。吊裝機(jī)械選型時(shí)，吊裝作業(yè)過(guò)程中的吊車(chē)負(fù)荷應(yīng)為額定負(fù)荷的80%～85%，同時(shí)要合理分布風(fēng)機(jī)設(shè)備組件擺放位置，使其不要超過(guò)吊車(chē)最大設(shè)計(jì)半徑。起吊時(shí)還應(yīng)滿(mǎn)足風(fēng)速小于10米/秒,這樣可以應(yīng)對(duì)起吊過(guò)程中被風(fēng)吹動(dòng)時(shí)風(fēng)載帶來(lái)的動(dòng)荷載，保證吊裝工作的安全性。由于高山風(fēng)電場(chǎng)具有諸多特殊性，施工現(xiàn)場(chǎng)地形地貌多變而且復(fù)雜，適用的吊裝機(jī)械主要有汽車(chē)式起重機(jī)、履帶式起重機(jī)。

（1）汽車(chē)式起重機(jī)是一種自行式起重機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)靈活、行駛速度高、轉(zhuǎn)場(chǎng)快，適用于頻繁移動(dòng)、不固定的作業(yè)場(chǎng)所。其缺點(diǎn)也較為明顯，如不能帶負(fù)荷行駛、作業(yè)時(shí)必須打支腿支撐等。

（2）履帶式起重機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是支撐面大，對(duì)地面的要求也相對(duì)較低，通常情況下行走過(guò)程中的壓力低于0.2兆帕,起重過(guò)程中低于0.4兆帕，能夠在不平坦的松軟地面行駛和作業(yè)；同時(shí)還有動(dòng)作平穩(wěn)、起重能力大、起吊高度高、轉(zhuǎn)彎半徑小等諸多優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是履帶會(huì)破壞公路路面、行走速度慢、轉(zhuǎn)場(chǎng)必須經(jīng)過(guò)拆卸后用平板車(chē)運(yùn)輸?shù)竭_(dá)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)再重新組裝，不適宜遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移。

就以上兩種起重機(jī)而言，大噸位履帶起重機(jī)具有汽車(chē)式起重機(jī)無(wú)法達(dá)到的帶負(fù)載行駛能力、起重力矩、作業(yè)幅度等顯著優(yōu)點(diǎn)，且日益完善的自拆裝功能，極大地減少了起吊作業(yè)前的準(zhǔn)備時(shí)間。結(jié)合前文所講述的風(fēng)電場(chǎng)諸多施工特點(diǎn)，若是大型長(zhǎng)期工程，要求起重量、起升高度高，主要是平地、草原等比較松軟的地面，且不需要長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)運(yùn)，選擇履帶起重機(jī)比較經(jīng)濟(jì)，履帶起重機(jī)可帶載行走，短距離轉(zhuǎn)運(yùn)工件比較方便，可省去運(yùn)輸車(chē)。若地形坡度較大，宜采用汽車(chē)式起重機(jī)。

四、結(jié)語(yǔ)

筆者通過(guò)對(duì)大懷山風(fēng)電場(chǎng)土建施工管理實(shí)踐，建議應(yīng)在今后的高山風(fēng)電建設(shè)中采取科學(xué)方式對(duì)項(xiàng)目實(shí)行全過(guò)程管理，優(yōu)化工序、合理選用施工機(jī)械，確保項(xiàng)目的施工成本、質(zhì)量和工期可控，達(dá)到效率最大化，按照預(yù)期計(jì)劃順利完成項(xiàng)目施工任務(wù)。