龙源江苏大丰H4#300MW海上风电项目海域使用论证报告书

龙源江苏大丰H4#300MW海上风电项目海域使用论证报告书（简本）委托单位：龙源盐城新能源发展有限公司论证单位：江苏中信安全环境科技有限公司2018年8月一、项目建设基本情况1.项目位置与建设内容龙源江苏大丰H4#300MW海上风电项目位于大丰港水域港界外，太平沙北侧，辐射沙洲北端。

场址区位于规划中的大丰H4#风电场，场区中心离岸距离约为55km。

风电场区域海底地形变化较大，局部有沟槽，具有典型的辐射沙洲地形特征，水深在6~18m之间。

风电场形状呈矩形，东西长约7.3km，南北宽约7km。

本项目包括48台单机容量6.3MW的风电机组，配套建设一座220kV海上升压站及生活平台、长度共计282.02km的海底电缆（35kV海缆长度为90.02km，220kV海缆长度为192km）。

其中陆上集控中心拟在龙源江苏大丰200MW海上风电项目集控中心西北侧预留综合楼内进行电气设备扩建。

工程总投资为546592.61万元，工程施工期24个月。

图1-1 项目地理位置图2.平面布置本工程共布置48台单机6.3MW风电机组，总装机规模为302.4MW。

本项目场区内主要风能方向为SE、SSE、N，风电场南北向的行间距需取较大值，东西向的行内间距取值可相对较小。

经综合比选推荐方案成东西向布置，共布置5排风机，风机行内间距为787～885m，行间距为1574～1774m。

风电场共设置12回35kV集电线路，各联合单元由1回35kV集电线路接至升压站35kV配电装置。

海上升压站设置于31号风电机组附近南侧的海域上，并以三回220kV海缆送出；由于本项目海上升压站设计为无人值守变电站，临时避难人员不能在海上升压站内过夜，为了施工期和运行维护期临时海上避难，本风电场须配套建设一座海上生活平台布置在海上升压站西侧约15m处，海上生活平台和海上升压站用钢结构栈桥连接。

陆上集控中心拟在龙源江苏大丰200MW海上风电项目集控中心西北侧预留生产综合楼内扩建电气设备。

海缆登陆点位于大丰竹港河口以北的海堤上、三峡新能源江苏大丰300MW海上风电示范工程登陆点南侧约43m。

图1-2 工程总平面布置图图1-3 风电场平面布置图3.施工方法（1）风机基础施工本工程风机采用单桩基础。

单桩基础钢管桩桩径为8.0m，重量为1462.6t，桩长为100.5m。

1）钢管桩制作与场内外运输本工程共48台风机采用单桩基础形式，需超长大直径钢管桩48根。

本阶段选择灵活轻便型的近海船舶作为运输工具进行钢构件的运输，此类船舶因吃水较浅，抗风浪等级相对较弱，但考虑到从钢结构加工基地至工作区码头航程距离较短，风浪等海洋外界因素的影响相对较弱，因此通过合理的施工组织可以保证钢构件设备的运输工作。

根据对钢管桩运输要素的分析，管桩运输长度是船舶选型的控制要素，按照管桩长度100.5m的运输要求，本阶段配套选择5000t级平底驳船，驳船的配套拖轮考虑为2000HP及以上动力。

2）钢管桩沉桩施工为保证管桩的加工与施工质量，本阶段拟采用整根长管桩的沉桩施工方式，不考虑分段接桩焊接的处理。

钢管桩海上沉桩系统包括打桩船、运桩船、抛锚艇、拖轮与交通艇等船舶组合，其中以打桩船为主要施工设备。

打桩船主要由以下几个部分组成：船体系统（包括船体、锚位系统、动力系统）、桩架及其吊装系统、锤击沉桩系统（包括打桩锤、替打）、海上沉桩GPS测量定位系统。

①船体系统的选择目前国内大型专业打桩船基本无法满足植桩能力1462.6t的要求，故本工程无法采用专业打桩船进行整桩施工，可采用起重船吊打的方式进行超长大直径管桩的沉桩施工。

本阶段推荐采用常规浮式起重船舶进行单桩基础的沉桩施工。

②吊桩系统吊桩系统是整个吊打沉桩方式的重要组成部分，起重机械应满足管桩植桩吊重、吊高的要求，现阶段设计钢管桩的桩长约为100.5m，重量约1462.6t，属于中等长度的大质量管桩的范围，根据单桩基础管桩的设计参数，起重机械应具有吊高100.5m 工况下起重2000t 及以上吨位的起重能力，初步推荐2000t 级及以上（起重能力）的船载起重机。

③锤击沉桩系统目前大型的海上打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，但考虑到本工程钢管桩属于超长大直径钢管桩，对锤击能力要求较高，同时采用吊打的沉桩施工方式，使用柴油锤需增加一定的临时设施才可以进行沉桩施工，降低了其使用优越性。

根据已施工的风机单桩基础相关施工经验，推荐选择S-2000 型液压打桩锤作为首选锤型，S-3000型液压打桩锤作为备选。

④沉桩工艺的选择本工程单桩基础对打桩精度要求较高，通常浮式起重船仅靠船舶自身无法将打桩精度控制在设计要求的范围内，因此推荐采用四套定位架（三套施工，一套备用）进行辅助沉桩施工。

3）附属构件运输及安装本工程单桩基础采用集成式附属构件，即将外平台、栏杆、爬梯、电缆护管、靠船构件等附属构件在陆上加工厂整体组装为一个集成式套笼结构，通过驳船运输至风电场拟安装机位，采用起重船整体吊装至钢管桩上，施工时需注意套笼的方向满足设计要求。

（2）风电机组安装本工程推荐分体安装的风机设备组装与吊装方案，采用自升式平台船作为施工设备进行风机海上安装。

1）分体安装施工流程分体安装方案的施工工艺简图见下图。

图1-4 风机分体安装方式施工工艺流程图2）风机设备安装本工程考虑以施工临时码头作为风机设备零散部件转运码头，采用4000t 级驳船将风机零散设备部件（机舱、叶片和塔筒）运输至拟安装风机机位。

安装过程如下：当风电机组结构具备安装条件时，在气象条件和海况条件允许情况下，开始进行风机设备陆域组装和运输、船舶定位等前期和准备工作：①吊装准备作业完成后，即开始进行吊装作业。

吊装顺序是：下段塔筒→中段塔筒→上段塔筒→机舱→叶轮；②各结构的吊装过程中应提前安排好参加结构连接的施工人员，每连接完一个塔筒必须经检验确认合格后才能进行下一设备的吊装作业。

在塔筒设备安装方面，应掌握安装期间工程区气象条件，以确保安装作业安全。

安装时，先利用吊车提升下塔筒，慢慢将塔筒竖立，使塔筒的下端准确坐落在基础的法兰钢管上，按设计要求连接法兰盘，做到牢固可靠。

中塔筒、上塔筒的安装方法与下塔筒相同。

在风电机组安装方面，风速是影响风力发电机组安装的主要因素之一，当风速超过8～10m/s时，不允许安装风电机组。

在与当地气象部门密切联系的同时，现场应设置风力观测站，以便现场施工人员做出可靠判断，确保风力发电机组安装顺利进行。

机舱安装时，施工人员站在塔架平台上，利用吊机提升机舱，提起至安装高度后，再慢慢下落，机舱应完全坐落在塔筒的法兰盘上，按设计要求连结法兰盘。

所有安装作业完成并经验收合格后，移去施工设施，进行风力发电机组调试工作。

（3）海上升压站和海上生活平台施工1）海上升压站施工220kV海上升压站的施工内容包括钢结构制作、基础施工、上部组块安装三大部分。

主要施工工艺流程为：钢结构加工与制作—→电气设备安装、调试—→导管架沉放—→钢管桩沉桩施工—→上部平台整体安装—→电气设备联动调试。

①钢管桩、钢结构平台制作与运输钢管桩通过导管架结构与上部的钢平台进行连接，上部钢结构平台采用型钢组合拼装。

选择在南通区域的大型制作企业进行生产加工，钢管桩可选择风机基础管桩加工的企业进行生产。

钢管桩、导管架等基础物资生产完成后，即装船运输，直接运抵工程场区施工。

②导管架结构沉放测量人员在正式施工前进行机位的扫海工作，扫海面积以机位中心为圆心，半径40m 范围内进行详细测量，并复测机位实际高程，绘制机位等深线。

在导管架运输至海上升压站后，首先开始进行导管架的沉放工序。

导管架结构安装方案同样选择风机基础施工所用的浮式起重船进行吊装，其主钩起吊能力为2000t以上，满足导管架结构吊重1400t的安装要求。

③钢管桩沉桩施工管桩采用直径2.3m的钢管桩，桩长约93m，桩重约264t，共布置4根。

本工程拟采用整根管桩沉桩施工的方式。

本工程采用起重船吊打的方式进行超长大直径管桩的沉桩施工。

桩锤系统根据海上升压站工程基础管桩的设计参数，选用S-500液压打桩锤作为首选锤型，S-800液压打桩锤作为备选。

④导管架调平及灌浆本阶段推荐采用液压系统精确调平的方法。

导管架调平主要测量控制导管顶面的水平度，采用激光平面度测量系统进行水平度测量控制工作。

在水平调节完成之后，利用下部水平向的液压油缸工作顶撑在导管架上进行导管架与钢管桩的临时固定。

钢管桩、导管架之间的间隙灌浆在打桩完毕、调整好导管架与桩管间的间隙后进行。

灌浆施工由甲板驳船上所载的灌浆泵高压泵送灌注专用的灌浆材料，灌浆作业前，应进行原材料作业和配合比设计，并进行相关的试验工作。

施工时，通过预埋在导管架上的灌浆孔采取自下而上的纯压式灌浆，采用灌浆分隔器与水下监控仪器控制灌浆的施工过程至设计标准。

⑤升压站上部平台装船考虑到本工程升压站上部组块的整体重量，本阶段推荐采取滑移装船的模式进行升压站上部组块的装船工序，滑移装船过程中，需要不断对驳船进行调载，使驳船顶面与滑道处于同一高度上。

⑥升压站上部平台安装在钢管桩施工完成后，进行钢结构平台及内部电气设备的安装工作。

为尽量减小现场的安装次数、避免现场焊接所可能造成的质量缺陷，同时降低海上吊装的难度，海上升压站上部平台采用陆上总装的方式，将各层结构分层、分片预制拼装，在相应安装层完成后进行其层面上电气设备的安装工作，最终形成可整体出运的上部组块（包括电气设备）组合体。

根据平台组合体的运输尺寸与重量的要求，组块拟定起吊点宽度为26m，吊高考虑吊架与吊具的要求应在40m以内，并按照起重机85%起重保证率的设备性能要求，起重船的起重设备应具备26m以上吊幅、40m以上吊高参数、3750t 级及以上的起重能力。

本阶段考虑选用5000t级甲板驳船进行上部组块的运输，4000t级及以上浮式起重船进行组合体的整体安装工作，采取滑移装船的模式进行升压站上部组块的装船工序。

2）海上生活平台施工海上生活平台的施工内容包括钢结构制作、基础施工、上部组块安装三大部分。

主要施工工艺流程为：钢结构加工与制作—→钢管桩沉桩施工—→上部平台整体安装。

①钢管桩与钢结构平台制作与运输钢管桩通过灌浆与上部的钢平台进行连接，上部钢结构平台采用型钢组合拼装。

钢结构平台虽然属于大尺寸钢结构体，但结构形式简单，制作难度一般，因此为保证结构体的加工质量，同样选择在南通区域的大型制作企业进行生产加工，钢管桩可选择风机基础管桩加工的企业进行生产。

钢管桩、上部钢平台等基础物资生产完成后，即装船运输，直接运抵工程场区施工。

②钢管桩沉桩施工管桩采用直径2.0m的钢管桩，桩长最长约62m，桩重约197t。

考虑到海上接桩施工难度较大，本工程拟采用整根管桩沉桩施工的方式。