凌佳楠 花陽(yáng)

摘 要：施工交通運(yùn)輸，是海上風(fēng)電建設(shè)中的重要內(nèi)容。在海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)建設(shè)中，必須根據(jù)海洋水文、氣象、航道等多方面因素，設(shè)計(jì)合理的交通運(yùn)輸方案，以保證風(fēng)電場(chǎng)順利施工。本文以廣東某海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目為例，對(duì)該風(fēng)電場(chǎng)交通運(yùn)輸方案進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，為后續(xù)海上風(fēng)電場(chǎng)施工交通運(yùn)輸提供參考。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電;交通運(yùn)輸;海上施工;鋼結(jié)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM614? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2020）02-0080-03

海上風(fēng)電工程施工交通運(yùn)輸主要包括場(chǎng)外交通和場(chǎng)內(nèi)交通兩部分[1]。場(chǎng)外交通主要是指進(jìn)場(chǎng)交通、物資設(shè)備來(lái)源地至卸貨港口或鐵路車(chē)站之間的水路或陸路交通，擔(dān)負(fù)施工期間外來(lái)物資、設(shè)備、人員的運(yùn)輸任務(wù)，即物資設(shè)備出運(yùn)地至海上施工現(xiàn)場(chǎng)的交通。場(chǎng)外運(yùn)輸物資一般為基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)，升壓站鋼結(jié)構(gòu)等設(shè)備，通常采用成本較低、資源較少[2]的水路運(yùn)輸方式運(yùn)輸至海上施工現(xiàn)場(chǎng)。場(chǎng)內(nèi)交通是聯(lián)系風(fēng)電場(chǎng)工程施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部各工區(qū)、生產(chǎn)生活區(qū)之間的交通，即陸上施工臨時(shí)基地至海上施工現(xiàn)場(chǎng)的水運(yùn)交通。海上風(fēng)電項(xiàng)目的施工交通運(yùn)輸方案，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所在地海洋水文、氣象、航道等場(chǎng)內(nèi)外因素來(lái)綜合考慮制定，運(yùn)輸物資諸如基礎(chǔ)鋼管樁、升壓平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)、風(fēng)機(jī)塔筒、風(fēng)機(jī)葉片等均屬于超長(zhǎng)、超重構(gòu)件，必須做好合理的交通運(yùn)輸方案，才能確保工程順利施工完成。本文以廣東某海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目為例，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)施工交通運(yùn)輸方案做了相關(guān)設(shè)計(jì)研究。

1項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目海上風(fēng)電場(chǎng)位于南海海域，地屬?gòu)V東省，水深在30～35m之間，規(guī)劃裝機(jī)容量為300MW，項(xiàng)目配套建設(shè)一座陸上集控中心及一座220kV海上升壓站。風(fēng)電機(jī)組發(fā)出電能通過(guò)10回35kV集電海底電纜接入海上升壓站，升壓后通過(guò)3回220kV海底電纜接入陸上集控中心，擬安裝43臺(tái)單機(jī)容量為7MW的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其中導(dǎo)管架基礎(chǔ)13臺(tái)，單樁基礎(chǔ)40臺(tái)。

本項(xiàng)目中，施工期運(yùn)輸?shù)奈镔Y包括：導(dǎo)管架鋼結(jié)構(gòu)及鋼管樁、單樁鋼管樁、海上升壓站支撐鋼結(jié)構(gòu)及上部平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)、220kV海纜管線(xiàn)及35kV海纜管線(xiàn)、風(fēng)電機(jī)組設(shè)備以及水泥、混凝土等常規(guī)建筑材料。

2導(dǎo)管架鋼結(jié)構(gòu)及鋼管樁交通運(yùn)輸方案

本工程共設(shè)導(dǎo)管架基礎(chǔ)13臺(tái)。導(dǎo)管架尺寸為：26.4×26.4×58m（長(zhǎng)×寬×高），重約903.2t，設(shè)4根鋼管樁，鋼管樁為打入式直樁，長(zhǎng)度約92m，樁徑2.4m，單根鋼管樁重約174.5t。主要參數(shù)如表1所示：

目前，國(guó)內(nèi)許多大型施工企業(yè)擁有下屬的鋼結(jié)構(gòu)制造廠，其加工能力強(qiáng)，制造水平滿(mǎn)足項(xiàng)目質(zhì)量要求，且配套有運(yùn)輸出港碼頭，可選擇海運(yùn)方式進(jìn)行運(yùn)輸。通過(guò)對(duì)本工程周邊廣東省鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，廣州珍珠河石油鋼管有限公司、番禺珠江鋼管（珠海）有限公司、珠海海重鋼管有限公司、廣州中船黃埔文沖船舶有限公司、廣船國(guó)際有限公司等鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)均能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，因此導(dǎo)管架鋼結(jié)構(gòu)及鋼管樁選擇在廣東地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)加工廠進(jìn)行制造，并利用企業(yè)自有碼頭，海運(yùn)至工作區(qū)域。

按照最長(zhǎng)鋼管樁長(zhǎng)度92m的運(yùn)輸要求，本階段配套選擇平底形體長(zhǎng)度95m以上，型寬30m，滿(mǎn)載吃水3.5m以?xún)?nèi)的多功能運(yùn)輸駁船，按照普通運(yùn)輸駁船方形系數(shù)0.7考慮，其載重量約7000t，考慮運(yùn)輸路線(xiàn)較長(zhǎng)，且部分海域海況較差，推薦配置10000t級(jí)以上甲板駁船，配備4000HP及以上拖輪運(yùn)輸，每次運(yùn)輸4根鋼管樁。

導(dǎo)管架按照最寬長(zhǎng)度26.4m約束要求，本階段配套選擇可利用平底形體長(zhǎng)度95m以上，型寬30m，滿(mǎn)載吃水3.5m以?xún)?nèi)的多功能運(yùn)輸駁船，按照普通運(yùn)輸駁船的方形系數(shù)0.7考慮，其載重量約7000t，考慮運(yùn)輸路線(xiàn)較長(zhǎng)，且部分海域海況較差，推薦配置10000t級(jí)以上甲板駁船，配備4000HP及以上拖輪運(yùn)輸，導(dǎo)管架按臥立方式運(yùn)輸，每次運(yùn)輸一臺(tái)。

導(dǎo)管架鋼結(jié)構(gòu)及鋼管樁運(yùn)輸路線(xiàn)為：廣東鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家→南海→海上施工現(xiàn)場(chǎng)，海上運(yùn)輸距離約550km。

3單樁鋼管樁交通運(yùn)輸方案

本工程共設(shè)單樁基礎(chǔ)30臺(tái)，鋼管樁直徑7.0～8.5m，樁長(zhǎng)103m，壁厚60～85mm，單根鋼管樁重約1556.9t。主要參數(shù)如表2所示：

經(jīng)調(diào)研，廣東本地鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)具備大直徑單樁、多樁基礎(chǔ)鋼管樁及導(dǎo)管架加工能力，但其單樁卷制能力小于本項(xiàng)目單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸，根據(jù)之前項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，南通地區(qū)有較多滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的鋼結(jié)構(gòu)加工廠，如南通振華重型裝備制造有限公司、南通泰勝藍(lán)島海洋工程有限公司、江蘇海力風(fēng)電設(shè)備科技股份有限公司、江蘇韓通贏吉重工有限公司、南通潤(rùn)邦海洋工程裝備有限公司等，承擔(dān)過(guò)華能灌云400MW海上風(fēng)電場(chǎng)、大唐江蘇濱海300MW海上風(fēng)電場(chǎng)、珠海金灣300MW海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目、中廣核南鵬島400MW海上風(fēng)電場(chǎng)等項(xiàng)目的單樁鋼管樁預(yù)制工程，大直徑鋼管樁加工制造經(jīng)驗(yàn)豐富，故本項(xiàng)目單樁基礎(chǔ)鋼管樁生產(chǎn)初步選擇南通鋼結(jié)構(gòu)加工廠進(jìn)行制造，并利用企業(yè)自有碼頭，海運(yùn)至工作區(qū)域。

鋼管樁運(yùn)輸按照最長(zhǎng)管樁長(zhǎng)度103m的運(yùn)輸要求，選擇形體長(zhǎng)度100m，型寬30m，滿(mǎn)載吃水3.5m以?xún)?nèi)的多功能運(yùn)輸駁船，按照普通運(yùn)輸駁船方形系數(shù)0.7考慮，其載重量約7400t，考慮長(zhǎng)距離運(yùn)輸跨越多個(gè)海域，拖航時(shí)間長(zhǎng)且海況條件變化較大，建議選擇10000t級(jí)以上甲板運(yùn)輸駁船，配備4000HP及以上拖輪運(yùn)輸，每次運(yùn)輸2-3根。

單樁鋼管樁運(yùn)輸路線(xiàn)為：南通鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家→長(zhǎng)江→東?！虾！Ｉ鲜┕がF(xiàn)場(chǎng)，海上運(yùn)輸距離約1400km。

4海上升壓站支撐鋼結(jié)構(gòu)及上部鋼平臺(tái)交通運(yùn)輸方案

本工程共設(shè)220kV海上升壓站一座，基礎(chǔ)型式為導(dǎo)管架結(jié)合樁基的結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)樁為4根鋼管樁，單根樁重量約為247.13t;基礎(chǔ)導(dǎo)管架總重量約2484t。基礎(chǔ)上部采用鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)，平臺(tái)總重3910t（含主要電氣設(shè)備）。主要參數(shù)如表3所示：

升壓站分為下部鋼結(jié)構(gòu)（本項(xiàng)目為導(dǎo)管架鋼結(jié)構(gòu)）和上部鋼平臺(tái)（共四層），一般四層平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)建造分為小組件預(yù)制、單層平臺(tái)結(jié)構(gòu)拼裝、合攏拼裝三個(gè)階段[3]，對(duì)加工企業(yè)的生產(chǎn)力要求較高。經(jīng)調(diào)研，上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司承擔(dān)過(guò)國(guó)內(nèi)多座海上升壓站支撐鋼結(jié)構(gòu)及上部鋼平臺(tái)制造，如粵電湛江外羅項(xiàng)目220kV海上升壓站、三峽新能源江蘇大豐300MW海上風(fēng)電項(xiàng)目220kV海上升壓站、龍?jiān)唇K大豐（H12）200MW海上風(fēng)電項(xiàng)目220kV海上升壓站等，有著豐富的海上升壓站加工業(yè)績(jī)，故本項(xiàng)目海上升壓站鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)初步選擇上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司進(jìn)行制造，并利用其自有碼頭，海域至工作區(qū)域。

結(jié)合海上升壓站各部分尺寸及重量，同樣選擇10000t級(jí)以上甲板運(yùn)輸駁船，配備4000HP及以上拖輪運(yùn)輸。

海上升壓站支撐鋼結(jié)構(gòu)及上部鋼平臺(tái)運(yùn)輸路線(xiàn)為：上海鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家→長(zhǎng)江→東?！虾！Ｉ鲜┕がF(xiàn)場(chǎng)，海上運(yùn)輸距離約1350km。

5海纜交通運(yùn)輸方案

初步選擇山東地區(qū)有經(jīng)驗(yàn)海纜供應(yīng)商，如青島漢纜、萬(wàn)達(dá)電纜等進(jìn)行海纜生產(chǎn)，并利用其自有碼頭，海運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。

本工程220kV海纜共3根，單根長(zhǎng)度約49.65km，單根220kV海纜重約5610t。考慮國(guó)內(nèi)目前海纜廠家單根海纜加工長(zhǎng)度及海纜敷設(shè)船敷設(shè)能力，本階段單根220kV海纜暫按分2段的方案進(jìn)行敷設(shè)。采用具有3000t以上載纜量的專(zhuān)業(yè)海底電纜敷設(shè)船鋪纜船進(jìn)行220kV海纜運(yùn)輸與施工。

海纜運(yùn)輸路線(xiàn)為：山東海纜生產(chǎn)廠家→黃海→東?！虾！Ｉ鲜┕がF(xiàn)場(chǎng)，海上運(yùn)輸距離約1500km。

6風(fēng)電機(jī)組運(yùn)輸方案

本工程風(fēng)電機(jī)組采用單葉片法分體吊裝方式進(jìn)行吊裝，需將風(fēng)電機(jī)組分為機(jī)艙輪轂、塔筒、葉片三部分，分別運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)陸上施工臨時(shí)基地進(jìn)行風(fēng)機(jī)預(yù)拼裝后，再運(yùn)輸至海上施工現(xiàn)場(chǎng)[4]、[5]，三部分部件主要參數(shù)如表4所示：

根據(jù)本階段推薦選用的風(fēng)電機(jī)組設(shè)備各組件潛在的生產(chǎn)基地與運(yùn)輸來(lái)向，對(duì)主要風(fēng)電機(jī)組設(shè)備部件輪轂、塔筒、葉片分別進(jìn)行交通運(yùn)輸方案的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

（1）風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙、輪轂運(yùn)輸方案：風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙、輪轂初步選擇廣東當(dāng)?shù)仫L(fēng)電機(jī)組設(shè)備廠家，采用公路運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)送至陸上臨時(shí)施工基地。機(jī)艙、輪轂運(yùn)輸路線(xiàn)為：風(fēng)機(jī)設(shè)備廠家→陸上臨時(shí)施工基地，陸上運(yùn)輸距離約30km。

（2）葉片運(yùn)輸方案：風(fēng)機(jī)葉片初步選擇福清地區(qū)生廠廠家，利用其自有出運(yùn)碼頭，海運(yùn)至陸上臨時(shí)施工基地。葉片運(yùn)輸路線(xiàn)為：福清地區(qū)廠家→東海→南?！懮吓R時(shí)施工基地，海上運(yùn)輸距離約380km。

（3）塔筒運(yùn)輸方案：風(fēng)機(jī)塔筒初步選擇漳州地區(qū)生廠廠家，利用其自有出運(yùn)碼頭，海運(yùn)至陸上臨時(shí)施工基地。塔筒運(yùn)輸路線(xiàn)為：漳州地區(qū)廠家→東海→南?！懮吓R時(shí)施工基地，海上運(yùn)輸距離約130km。

風(fēng)電機(jī)組在陸上臨時(shí)施工基地預(yù)拼裝完成后，選擇3000t及以上甲板運(yùn)輸駁船，配備1500HP及以上拖輪，將風(fēng)機(jī)散件海運(yùn)至海上施工現(xiàn)場(chǎng)，海上運(yùn)輸距離約40km，進(jìn)行風(fēng)機(jī)吊裝安裝作業(yè)。

7常規(guī)物資交通運(yùn)輸方案

本工程所涉及到的施工期常規(guī)外來(lái)建筑材料和物資主要為水泥、鋼筋、鋼材、木材、油料、混凝土與小型電氣設(shè)備等，考慮從項(xiàng)目所在地廣東地區(qū)建材市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，選擇公路運(yùn)輸?shù)姆绞街陵懮吓R時(shí)施工基地，陸上運(yùn)輸距離約20km，再通過(guò)1000t及以上甲板運(yùn)輸駁船運(yùn)輸至海上施工現(xiàn)場(chǎng)，海上運(yùn)輸距離約40km。

8結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)本工程運(yùn)輸設(shè)備、構(gòu)件運(yùn)輸尺寸、重量等，采取的運(yùn)輸方案匯總?cè)绫?所示，施工海上交通運(yùn)輸路線(xiàn)圖如圖1所示：

考慮到海上風(fēng)電項(xiàng)目施工交通運(yùn)輸，主要以水路運(yùn)輸為主，水路運(yùn)輸與其他運(yùn)輸方式相比，具有成本低、資源消耗少等特點(diǎn)，但也存在著不少安全隱患，特別是由于海上氣候多變，風(fēng)浪影響，給海上運(yùn)輸造成不小困難。因此，在做好交通運(yùn)輸方案的同時(shí)，也必須要做好安全防范措施，可從“人、機(jī)、管”三個(gè)方面為切入點(diǎn)[6]，逐一排查安全隱患，確保施工交通運(yùn)輸安全完成。

參考文獻(xiàn)：

[1]NB/T 31033-2012.海上風(fēng)電場(chǎng)工程施工組織設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[Z].6-9.

[2]楊陽(yáng).水路運(yùn)輸管理中的問(wèn)題及對(duì)策[J].中國(guó)水運(yùn)，2019.8：43-44.

[3]孫云.淺談海上升壓站鋼結(jié)構(gòu)建造[J].122-124.

[4]劉志杰，劉曉宇，孫德平等.海上風(fēng)電安裝技術(shù)及裝備發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].船舶工程，2015.37（7）：1-3.

[5]楊駿，舒雅，許蓉.海上風(fēng)電機(jī)組安裝裝備與技術(shù)的發(fā)展[J].中外船舶科技，2016.（3）：6-8.

[6]苗慧峰. 舟山跨海大橋橋區(qū)水域通航安全風(fēng)險(xiǎn)及防控建議[J].中國(guó)水運(yùn)，2017.5，17（5）：33-34.