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1、大丰潮间带风电场20万千瓦风电特许权项目施工方案编制：三一电气有限责任公司2010年8月 1 概述1.1 工程概况江苏大丰潮间带风电场20万千瓦风电特许权项目位于大丰市外侧的东沙沙洲，即规划中的大丰C2#潮间带风电场一期场址，其中特许权项目200MW。特许权项目离岸约28km，海底高程多在-8m1.6m 之间。图1.1特许权项目工程地理位置示意图1图1.2特许权项目工程地理位置示意图21.2 水文、气象和工程地质1.2.1 水文（1）潮汐根据大丰港大忙岛验潮站一年的潮位历时资料统计显示，该站平均涨潮历时5h26min，平均落潮历时6h59min。实测最高潮位3.56m（1985 国家高程基准，
2、下同），平均高潮位1.80m；实测最低潮位-1.63m，平均低潮位-1.26m。平均潮面0.34m，平均潮差3.06m，最大潮差4.75m，最小潮差1.32m。（2）海浪由于本工程区域缺乏长期的波浪观测资料，根据大丰港区波浪测站历时一年的测波资料进行统计得出，大丰港的常浪向为NNW和SSE向，与西洋潮沟的走向一致，频率分别为15.1%和11.9%，从波向的季节变化看，从秋末至翌年春末主要为偏北向（NNENW）波浪，春末至秋初主要为偏南向（ESESSW）波浪。大丰港的强浪向为NNE向，次强浪向为ESE和NNW向。实测最大波高Hmax=3.6m，H1/10=3.0m，波向ESE向，对应风速为8.4
3、m/s，出现在1996年8月1日17时。（3）潮流工程区所在的东沙为辐射沙洲最大最高的浅滩，受地形的影响，涨潮时，随着水位的上升，出现漫滩水流；落潮时，水位下降，潮滩沙脊露出，出现水流归槽现象，潮滩东边界效果明显。东沙海域为强流区，平均大潮流速为1.5m/s以上，主流方向基本与岸线平行。据工程场区邻近潮流测站统计资料分析，该站潮流呈NNW-SSE走向，主轴对称，为往复流；大潮涨、落潮平均流速分别为0.77m/s 和0.84m/s，中潮涨、落潮平均流速分别为0.85m/s和0.68m/s，小潮涨、落潮平均流速分别为0.56m/s和0.48m/s；观测期间的实测最大流速达2.07m/s，流向171
4、；经潮流调和分析计算，得到该站最大可能流速为2.33m/s，流向170。1.2.2 气象大丰市年平均气温为14.1，历年极端最低气温-11.7，历年极端最高气温38.4。多年平均降水量为1042.3mm，年最大降水量1718.6mm，年最小降水量494mm。24 小时最大降水量为168.1mm。多年平均雷暴日数为31.7d；多年平均雾日数为59.2d；多年平均日照时数为2239.1h。大丰地区常风向为SE 向，频率为13；次常风向为N、E、NE，频率均为8。强风向为W，最大风速18m/s；次强风向为NW、N 和ENE，最大风速为17m/s。受季风影响显著，夏季多为东南风，频率占57%，冬季受寒
5、潮影响以西、北风为主，频率可达53%。全年出现5级风的天数平均为20d，6级的平均天数为8.5d。江苏省地处北纬3235之间，位于江淮下游，黄海、东海之滨，属温带和亚热带湿润气候区，区内具有南北气候以及海洋、大陆性气候双重影响的气候特征。夏季盛行东南风，冬季盛行偏北风。影响江苏省的台风平均每年3.1个，最多年份可达7个，最少只有1个，个别年份没有。台风影响江苏省的时间可出现在5月11月，影响集中期是79月，其中8月份最多。1.2.3 工程地质条件本工程位于江苏省大丰市东沙沙洲北部，场址区地势变化平缓，有辐射沙洲群，区域东、西两侧及场区中部均有较大冲沟，沿冲沟两侧发育次级曲折蜿蜒浅蚀冲沟。根据钻
6、孔揭露的地层结构、岩性特征、埋藏条件及物理力学性质，共分八个大层，现自上而下分述如下：层粉砂；层粉土；-1层粉土夹粉砂；-2层粉砂；-2夹层淤泥质粉质粘土夹粉土；层粉质粘土；层粉质粘土与粉土互层；-1层粉砂；-2层粉质粘土；-3层粉砂；-1层粉质粘土；-2层粉质粘土；-3层粉砂；-1层粉质粘土；-2层粉砂。1.2.4 施工条件分析（1）气象条件分析本工程施工范围主要是在近海潮间带区域，受其所处的特殊地理位置限制，近海潮间带施工受海洋水文气象条件的影响较大，大风、台风、寒潮等能见度很低的天气下不能施工，进度需合理安排，分时段施工。（2）水文条件分析根据海上施工特点和设备要求，水深1.5m潮位出现
7、小于3小时的区域称为浅滩区，船无法进入；水深1.5m潮位出现不小于3小时，且水深2.5m潮位出现小于8小时的区域称为潮间区，船可进不可出；水深2.5m潮位出现不小于8小时的区域船可乘潮进出。从施工方法和设备分析，本风电场工程区域可采取改装后的船舶携带履带起重机，即使用浅吃水起重船进行施工，为提高施工效率，也可以采取两栖式设备结合改装船舶进行施工。1）3小时乘潮水位分析：考虑混凝土搅拌船移场时，吃水深度1.6m左右，而浅吃水起重船移场时，吃水深度2.5米左右，场内船舶的移场采用锚机牵引到位，锚机的牵引速度为5m/min，移场800米需时约2小时40分钟。根据正规半日潮，3小时乘潮水位公式为：Ht
8、=0.82H0-0.18Ht保证率较高，历时不短于3小时，潮位连续比其高的潮位H0从平均海面起算时高潮峰值以平均高潮位2.20m代入H0计算得：Ht=1.624m根据多年历史潮位资料，每月均有20多天的午潮高潮峰值大于平均高潮位。表1.1施工船舶乘潮移船时间施工船舶1次涨潮完成移场2次或多次涨潮完成移场备注混凝土搅拌船/1000t平板驳区域高程历时区域高程历时1.0m以下6h1.01.30m 18h浅吃水起重船/2000t平板驳区域高程历时区域高程历时-1.0m以下 6h-1.01.3m 18h对混凝土搅拌船而言，滩面高程1.0m以下的区域，每次涨潮基本可以满足混凝土搅拌船的移场要求，滩面高程
9、1.01.30m的区域，混凝土搅拌船需要等候2次涨潮才能完成移船到下一风机位。对浅吃水起重船而言，滩面高程-1.0m以下的区域，每次涨潮基本可以满足移场要求，滩面高程1.01.30m的区域，浅吃水起重船需要等候2次或多次涨潮才能完成移船到下一风机位。2）滩面露滩时间分析：考虑本工程两栖式施工设备须在水深小于2.5m条件下才能作业，对3小时见滩潮水位分析：根据正规半日潮，3小时低潮水位公式为：Ht=0.70H0-0.10Ht保证率较高，历时不短于3小时，潮位连续比其低的潮位H0从平均海面起算时低潮峰值以平均低潮位-2.41m代入H0计算得：Ht=-1.787m即滩面高程-1.7m左右以上的区域，
10、每天有较多的见滩时间。本风电场大部分风机基础均位于-1m高程以上滩面，适合采用两栖设备进行施工。3）工作时间分析因为工程场区的设计高水位为 2.54m，设计低水位为 -1.42m，风电工程位于标高-11.3m的沙洲滩面上。三一电气潮间带施工设备可在水深小于等于2.5m的区域工作，在水深大于2.5m时设备可漂浮。工程区域为正规半日潮，暂时按涨潮历时6h，落潮历时6h计算。考虑本工程两栖式施工设备须在水深小于2.5m条件下才能作业，在滩面高程大于0.04m的区域，设计高水位时水深仍小于2.5m，退潮时有较长的露滩时间，两栖设备可全天候施工；滩面高程-10.04m的区域在设计高水位时水深超过2.5m
11、，此时两栖施工设备停止工作，漂浮，根据涨落潮历时计算，在涨落潮时间段内（12h），停止工作的时间约为3h，可工作时间多达9h。（3）有效施工时间分析由于潮间带区域环境复杂，规划的风电场区中有部分区域施工船舶较难进入，且采用船舶施工需等候潮水涨落，安装时间受自然条件影响较大。为提高风机安装效率，三一电气专门开发了一套潮间带风电施工专用设备，具备有很好的两栖性能，用于潮间带风电场建设。由于受海上风、浪、潮、雾、雷暴等天气的影响，风暴潮伴随台风和寒潮而来，对施工影响较大时设备需回港往返避风。根据上述海上风机施工特点，采取驳船将风机部件散装运输到风机安装点，采用潮间带特种施工设备进行基础施工与风机安装
12、方案，变海上施工为陆上施工，以减少海上作业环节，提高施工效率。为保证施工的安全进行，现阶段云雾、雷暴、台风天气情况下施工均不考虑进行，同时考虑风力与水深、波浪对施工机械性能的制约，桩基施工时间年有效工作天数暂按220d计，风机安装有效工作天数暂按180d计。1.3 社会供应条件1.3.1 建筑材料供应条件本工程建设所需材料主要有水泥、粉煤灰、钢材、油料和商品砂石骨料等。钢材、油料：钢材在江苏省内有较可靠的供应来源，油料在工程周边地区来源丰富，可直接从当地的油料供应公司购买运输至本工程施工现场。砂石骨料：本工程所需要的砂石骨料考虑通过外购成品砂石骨料的方式获取，盐城市建筑用砂石骨料市场发达，工程
13、所在区域附近滨海县及周边响水等地均有销售，来源充足，可通过内河船舶或者通过公路运输至施工区域。水泥、粉煤灰：可从盐城当地的建筑材料市场上进行采购。1.3.2 施工机械设备来源（1）方案一：三一电气特种施工设备三一电气开发的潮间带风电施工专用设备明细如下表所示。表1.2主要施工机械设备配置表设备类型设备名称功能吊装设备伸缩立柱式履带起重机风机吊装伸缩臂式履带起重机辅助风机吊装与施工物料吊装运输设备两栖多履带运输车风机部件及施工物料运输打桩设备两栖履带打桩机用于桩基础施工辅助设备施工小型平台用于风机部件、施工物料的存放1）两栖多履带运输车分2个系列，额定运载能力分别为90t，150t；在无水和水深
14、2.5m以下滩涂路面行驶，最大转场速度为5km/h；装备GPS路线管理系统，优化行驶路线，保证作业效率和安全性；配备锚泊系统，可在大潮水深时漂浮并下锚固定，以保证设备安全；图1.3两栖多履带运输车2）两栖履带打桩机配装D100柴油锤，施打桩长不大于15m，桩径不大于800mm的各类管桩；无水和水深2.5m以下时进行沉桩施工；采用GPS沉桩定位系统实现桩位快速调节，作业效率高；在无水和水深2.5m以下滩涂路面行驶，最大转场速度为2.0km/h；装备GPS路线管理系统，优化行驶路线，保证作业效率和安全性；配备锚泊系统，可在大潮水深时漂浮并下锚固定，以保证设备安全。图1.4两栖多履带桩机3）伸缩臂式
15、履带起重机最大起重能力130t；在无水和水深2.5m以下时进行吊装作业；采用桶形基础保证吊装作业时的安全性；在无水和水深2.5m以下滩涂路面行驶，最大转场速度为2.5km/h；装备GPS路线管理系统，优化行驶路线，保证作业效率和安全性；设备自身配备锚泊系统，可在大潮水深时漂浮并下锚固定，以保证设备安全。图1.5两栖多履带伸缩臂式起重机4）伸缩立柱式履带起重机分2个系列，系列起重机起重性能：起重能量为100t时，最大起重高度为100m，最大起重量165t，起重高度45m；系列起重机起重性能：起重能量为130t时，最大起重高度为110m，最大起重量350t，起重高度55m；在无水和水深2.5m以下时进行吊装作业；采用桶形基础保证吊装作业时的安全性；立柱式结构拆装便捷，转场效率高；设备可在无水和水深2.5m以下滩涂路面行驶，最大转场速度
