海上风电导管架安装专项方案.docx

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海上风电导管架安装专项方案

珠海桂山海上风电场一期

导管架安装专项方案

编制：

复核：

审批：

中铁大桥局股份有限公司

2014年9月

1、工程概况1

1.1工程位置及项目规模1

1.2导管架设计概况1

2、自然环境2

2.1地质及地貌2

2.2气象条件4

2.3特征气象参数4

2.4潮汐4

2.5波浪5

2.6海流6

3、导管架安装方案6

3.1总体安装方案6

3.2施工步骤6

3.3构件进场检查6

3.4导管架安装6

3.5牺牲阳极接地电缆安装7

3.6施工重难点及控制措施7

4、施工设备及劳动力组织7

4.1施工设备7

4.2劳动力组织8

5、施工周期分析8

&HSE保证措施8

6.1职业健康保证措施8

6.2特种作业安全保证措施10

6.3环境保证措施12

6.4施工安全保证措施14

7、附图14

1、工程概况

1.1工程位置及项目规模

珠海桂山海上风电场场址位于珠江河口的伶仃洋水域，处于珠海市万山区青洲、三角岛、大碌岛、细碌岛、大头洲岛与赤滩岛之间的海域。

场区内海底地貌形态简单，水下地形较平坦，海底泥面标高一般为-6.0m〜12.0m，属于近海风电场。

在三角岛上设置110kV升压站，风机电能通过8条35kV集电海缆汇集到三角岛升压站，再通过2回110kV送出海缆，接入220kV吉大站，实现与珠海电网的联网，并在珠海陆域设一集控中心。

同时兴建三角岛-桂山岛、三角岛-东澳岛-大万山岛的35kV海底电缆，实现三个海岛的微网与珠海电网联网。

本工程风电场共安装17个风电机组，主要施工内容为：

钢管桩沉桩、导管架安装、防腐、灌浆、钢管桩嵌岩、风机整体运输安装、零星工程。

图1-1风机总体布置图

1.2导管架设计概况

导管架下部与4根钢桩对接后，通过灌浆进行连接，顶面通过法兰与风机连接,

总高度27.5m（不包括灌浆连接段高度）。

灌浆连接段长度为1#灌浆连接段总长5.2m,

2#、3#灌浆连接段总长4.5m,4#灌浆连接段总长5.9m。

导管架总重约400T。

图1-2导管架设计图

2、自然环境

2.1地质及地貌

⑴地形地貌

本工程规划的风电场属于近海风电场，位于珠江河口的伶仃洋水域，伶仃洋是珠

江喇叭口形的河口湾，湾顶在虎门一带，宽3km中部宽27km在澳门一香港之间宽约58km风电场近场区分布有大大小小的8个岛屿，以低丘为主。

场区内海底地貌形态简单，水下地形较平坦，海底泥面标高一般为-7m〜-11m。

⑵岩土体工程地质分层

根据区域地质资料及邻近工程勘察资料，场区内地层上部主要为全新统〜更新统海相、陆相、河流相、海陆交互相沉积层、残积层，其厚度受基岩面标高及海平面侵蚀深度控制，基岩为燕山三期花岗岩。

第四系地层可划分为5大层组，层号为①〜⑤

具体分层见表2-1。

表2-1岩土体工程地质分层表

地层编号

时代、成因

主要岩性

①

mal

全新统海相沉积（Q、Q）

'44）

流塑状淤泥、流塑~软塑状淤泥质粘土，夹有透镜体状砾砂

②

al+pl

晚更新统晚期陆相沉积物（Q3）

可塑〜硬塑状粘土、松散~中密状粉细砂、中密状粗砾砂

③

m+al

晚更新统中期海陆过渡相沉积物（Q3）

软塑〜可塑状淤泥质土、粘土、粉质粘土夹砂、可塑〜硬塑状粉质粘土和粘土，夹有稍密〜中密状粉砂、中砂透镜体

④

al

晚更新统早期河流冲积相沉积物（Q）

3/

可塑〜硬塑状粉质粘土、中密〜密实状砂土，总体自上而下颗粒由细变粗（粉细砂、中砂、粗砾砂），夹有透镜体状的密实圆砾土

⑤

el

残积成因（Q）

1~37

硬塑〜坚硬状砂质粘性土

⑥

2（3）

燕山第三期（丫5）

全、强、中、微风化花岗岩

⑶环境水

根据邻近海域地下水和海水试验资料，海域地下水化学成分与海水相似，为氯镁钙型水（Cl-Mg•Ca）或氯钙镁型水（Cl-Ca•Mg）。

海水和地下水对混凝土结构具强腐蚀性；在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性，在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。

⑷地震

拟建风电场场区位于珠海、澳门和香港之间的海域，根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001），珠海、澳门地区地震动峰值加速度为0.10g，香港地区地震动峰值加速度为0.15g，推测风电场场区地震动峰值加速度在0.10g〜0.15g之间，对应的地震基本烈度为％度。

2.2气象条件

桂山场址位于珠江口地区，濒临南海，后汛期常受热带风暴的影响则以台风雨为主，暴雨强度大。

夏秋季的4〜9月为热带风暴活动季节，尤以7〜9月最为活跃，每年受台风影响平均3.1次，其中影响较大的，风力达八级以上即达到热带风暴等级的每年1.6次。

2.3特征气象参数

根据珠海气象站1961年至2005年历年气象资料进行统计,得各气象要素的年、月特征值如下表（仅显示与本项目相关联的月份）。

表2-2珠海气象站多年统计各气象要素特征值表

月份

项目

3

4

5

6

7

8

全年

平均气温（C）

18.3

22.2

25.6

27.6

28.6

28.3

22.5

极端最高气温（C）

29.5

33.2

35.4

36.5

38.7

36.9

38.7

极端最低气温（C）

2.9

9.7

15.2

19.0

20.9

21.0

2.5

平均气压（hPa）

1012.0

1008.8

1005.0

1001.9

1001.3

1001.1

1008.9

平均绝对湿度（hPa）

18.2

23.5

28.4

31.3

32.1

31.8

23.0

平均相对湿度（%）

85

86

85

85

82

83

79

平均水量（mm）

72.6

180.7

301.7

361.0

301.3

338.5

2028.5

平均日照时数（h）

87.2

101.0

155.5

171.3

236.4

208.1

1934.2

烝发量（mm）

87.4

105.2

144.2

157.1

188.7

168.9

1637.5

平均风速（m/s）

2.8

3.2

3.4

3.3

3.4

3.1

3.1

2.4潮汐

桂山风电场位于珠江口万山群岛和高栏岛附近，所在海区的潮汐现象主要是太平

洋潮波经巴士海峡和巴林塘海峡进入南海后形成的。

本海域潮性系数K=1.50,风电场

海区潮汐属于不正规半日混合潮型，其特征是一太阴日有两次高潮和两次低潮，一次全潮的周期约为24小时50分钟，随着月球赤纬的增大，半日周期相邻两潮期的高潮或低潮高度和潮历时不相等的现象逐渐显著，至月球赤纬到北或南最大，日不等最大，随后，随着月球赤纬的变小，日不等也变小。

现阶段桂山风电场处潮汐特征选取磨刀门水道出海口西侧的三灶岛下角咀三灶潮水位站作为参证站。

该站的潮位特征值如下:

表2-3潮汐表

序号

项目

数据信息

1

高潮最高潮位

3.17m（1989年7月18日,2003年7月）

2

高潮最低潮位

-0.16m（1972年3月9日）

3

高潮平均潮水位

0.96m

4

低潮最高潮位

1.37m（1980年7月22日）

5

低潮最低潮位

-1.36m（1968年12月22日）

6

低潮平均潮水位

-0.14m

7

多年平均潮水位

0.49m

8

涨潮最大潮差

3.26m（1993年9月17日）

9

涨潮最小潮差

0.01m（1989年1月31日）

10

涨潮平均潮差

1.10m

11

落潮最大潮差

3.18m（1968年12月21日）

12

落潮最小潮差

0.01m（共发生10天）

13

落潮平均潮差

1.09m

14

涨潮最大历时

18h30min（1986年11月26日及1991年2月8日）

15

涨潮最小历时

0h40min（1998年1月23日）

16

涨潮平均历时

6h13min

17

落潮最大历时

18h30min（1993年1月1日）

18

落潮最小历时

0h10min（2001年10月10日及2002年4月5日）

19

落潮平均历时

6h23min

2.5波浪

珠海桂山风电工程海域位于珠江口门外，为隘州列岛、大万山岛、白沥岛、东澳

岛桂山岛等众多岛屿包围。

本阶段桂山场址无测波资料，暂用工程海域南向20km左右

的大万山测波资料作为参证资料，分析风电场海域波浪概况。

根据大万山海洋站1991年10月至1992年9月一周年完整的波浪观测资料和桂山岛海洋站1992年4〜6月三个月的短期波浪观测资料的统计分析结果，桂山场址所在海域海浪以涌浪为主。

常浪向为SE,出现频率为40.4%,次常浪向为ESE频率为31.0%，全年出现在ESPS向范围内的频率之和为88.1%。

强浪向为SE本海区波高（H1/10）大于等于0.5m，小于1.5m的浪为常见浪，出现频率占各级总频为75.8%。

波高小于0.5m及大于3.0m的波浪出现频率较小。

2.6海流根据《海港水文规范》的潮流可能最大流速计算公式，本海区的表层潮流可能最大流速为1.01m/s，流向为2°；中层潮流可能最大流速为0.95m/s，流向为359°；底层潮流可能最大流速为0.58m/s，流向为350°；垂向平均潮流可能最大流速为0.86m/s，流向为358°。

50年一遇风速条件下，表层海流可能最大流速为1.82m/s，中层和底层海流最大流速基本等同于潮流可能最大流速，分别为0.95m/s和0.58m/s，垂向平均海流可能最大流速为1.10m/s，流向为179°。

3、导管架安装方案

3.1总体安装方案

导管架安装主要由700T自航式起重船进行。

起重船航行至风机位置后，根据前期插打的3根©630mn临时定位桩（露出水面）进行初定位及抛锚固定，运输船将导管架运送至起重船正前方抛锚定位（运输船每次运送3个导管架），700T起重船起吊对应机位导管架后，运输船退出施工区域，700T起重船完成导管架的安装，潜水员下潜至水下安装牺牲阳极接地电缆。

3.2施工步骤

导管架安装具体施工步骤详见“附图1、2：

导管架安装施工步骤图一、二”。

3.3构件进场检查导管架运至现场后，根据设计文件及相关标准对出厂提供的技术资料和实物进行

检查验收，对构件的基本尺寸、偏差、杆件扭曲、焊缝开裂以及由于运输和装卸不当造成的损伤，油漆、喷铝面的缺损等进行详细检查，对验收过程中存在的问题登记造册，经监理工程师及厂家驻地代表签认后，按规定进行处理。

重点检查如下项目：

⑴各灌浆连接段平面尺寸及长度；

⑵灌浆管及牺牲阳极块是否按设计要求连接牢固；

⑶各部件的焊接质量，尤其是起吊点位处的焊缝质量检查；

⑷灌浆段密封圈是否按设计要求安装，是否满足现场施工要求；

⑸灌浆段内剪力键钢筋是否按设计要求安装。

3.4导管架安装

导管架运至现场海域后，通过700T起重船进行起吊，并由起重船上的两台5T卷扬机配合拉缆风，保证导管架起吊后的稳定，并在安装过程中控制导管架的方向。

700T起重船绞船至风机位置后，由缆风绳调整导管架方向，使4#灌浆连接段大致对正相应

钢桩位置，通过水下声纳成像监控系统进行精确定位，起重船绞锚及缆风绳配合，使4#灌浆连接段插入对应孔位后，依次将1#、2#、3#灌浆连接段插入对应孔位，下放到位，完成导管架的安装。

3.5牺牲阳极接地电缆安装

导管架安装到位后，由潜水员下水进行牺牲阳极接地电缆的安装。

3.6施工重难点及控制措施

⑴大型海上吊装作业

导管架吊装重量大，总重约400T，吊装安全及对位难度大。

控制措施：

使用两台5T卷扬机拉缆风绳，保证导管架起吊时的稳定，并调整导管架的方向以满足安装要求。

⑵水下对位难度大

基础钢桩桩顶标高-7m，位于水面以下，导管架安装对位均在水下进行。

控制措施：

①使用先进的水下声纳成像探测系统对导管架灌浆段对位情况进行水下精确监控，保证对位准确，减少对位施工时间；②安排潜水员对水下对位情况进行复核。

4、施工设备及劳动力组织

4.1施工设备

需投入的施工设备如下表:

序号

名称

型号规格

单位

数量

备注

1

起重船

700T自航式

台

1

2

起重船

200T全回转

台

1

3

卷扬机

5T

台

3

4

抛锚艇

750HP、15t

艘

2

7

交通船

300匹

艘

1

8

救援快艇

艘

1

9

GPS卫星定位系统

Proflex500

台

2

序号

名称

型号规格

单位

数量

备注

10

全站仪

AP0236

台

1

11

电子水准仪

S3E72197

台

1

12

水下成像声纳探测系统

套

1

4.2劳动力组织

⑴施工管理人员

根据施工需要及经验，除船员及专业设备操作手外，施工现场人员安排如下:

1生产、调度管理人员：

2人；

2施工技术及质量管理人员：

2人；

3HSE管理人员：

1人；

4测量人员：

2人。

⑵作业工人

1装吊工：

6人；

2电焊工：

2人；

3普工：

20人（每班10人）；

4潜水员：

4人。

5、施工周期分析

根据施工总体进度分析，每次运输船运送3个机位的导管架至施工海域，施工功

效分析如下表：

序号

项目

时间

备注

1

700T超重船抛锚定位

1天

包括2次抛锚，绞锚等

2

起吊导管架并安装

1天

包括运输船就位，起吊导管架及精确安装等

3

安装第2个机位导管架

2天

4

安装第3个机位导管架

2天

5

合计

6天

6、HSE保证措施

6.1职业健康保证措施

6.1.1工时与体检

⑴严格按《劳动法》执行工时制度，定期监督检查，避免员工疲劳作业

⑵每年组织职工进行一次职业健康检查，做好职业病的防治工作。

⑶从事高空作业、特种设备操作等人员按行业标准进行体检，项目部留存体检报告。

6.1.2培训与持证

⑴组织进行员工入场前HSE知识和操作技能培训，包括：

HSE管理办法（制度）、操作规程培训；作业区域HSE风险与防范措施培训；劳保用品正确穿戴、特种（或特定）个人防护装备使用培训等。

⑵至少每月组织一次岸基施工管理人员的职业健康安全培训。

⑶按体系文件规定做好调入员工的“三级”教育培训。

⑷作业人员经专业培训考核，并持有与其岗位适应的证书或操作许可证。

6.1.3劳动保护用品配备

⑴从业人员配备合格、足够、适用的劳动防护用品和用具；特殊工种按规定配置相应的劳保用品和作业装备等。

⑵通过日常巡查、周抽查、月度检查等方式，对施工人员配备、使用、保管劳动保护用品的情况进行监督。

⑶根据作业条件、环境等因素，在施工现场设置有效的安全防护设施。

6.1.4作业过程的职业健康防护措施

⑴进入施工现场人员必须戴安全帽，水上作业时必须穿救生衣，严禁穿拖鞋或光脚、穿高跟鞋上班；施工现场应设防护设施或明显标志。

⑵各工种、施工船舶、机械和电器设备等，制订相应的安全操作规程，不得违章指挥、违章操作。

⑶接待临时来访人员进出施工作业现场，应安排人员陪同，并告知其前往区域的安全注意事项，提供安全帽、安全带、救生衣等防护用品，指导其穿戴使用。

⑷陆域施工现场或船上指挥平台设置临时休息值班室，内配床铺、急救药品、清凉饮料等；夏季施工时配备草帽、移动遮阳伞等。

6.1.5交通车、船管理

⑴使用的交通船必须满足海事部门的法定技术要求，各种船舶证书应齐全、有效，消防、救生、通讯设施齐全、有效；驾驶员应持证上岗，并签订安全协议；交通船应按证书核定载客人数载人，不得超员。

⑵交通船由总调度室统一调度，紧急情况外不得私用；风浪大或能见度不良时，不得安排交通任务。

⑶交通船航行时应严格遵守有关法规、规定，进出港口和穿越港池航道前确认没有船舶来往后才可行动，严禁违章道航行或穿越航道、禁航区等；靠泊施工船时应服从其靠泊指令。

6.1.6工伤事故

⑴施工现场发生工伤事故后，现场负责人应立即采取有效措施进行救护，并按事故流程向上级主管部门报告等。

⑵项目部接报后应立即安排车船协助救助、送指定医院或就近的医院治疗，如有必要，应立即通知伤者家属，并在规定的时间内填报《工伤事故报告表》。

⑶事故发生后，应急指挥中心及事故应急指挥小组应指挥现场采取措施，防止事故蔓延扩大；保护现场，凡与事故有关的物件、痕迹、状态等，不得破坏，为抢救受伤者需要移动现场某些物体时，必须做好标志。

⑷按规定做好事故调查、事故处理、事故总结等相关工作。

6.2特种作业安全保证措施

6.2.1焊接、切割作业

6.2.1.1临时用电安全防护措施

⑴在施工现场专用的中间点直接接地的电力线路中必须采用TN-s接零保护系统,场内配电箱及电器设备应可靠，保证接零保护系统启动。

⑵实行三级配电系统，加强配电箱管理。

实行一机一闸一保险，严禁一机多闸；箱内不得有外露带电部分；工作零线应通过端子板分段连接；电器开关不得歪斜和松动；箱体做到防雨防尘。

⑶采用二级漏电保护系统。

漏电保护开关选型必须与用电负荷相匹配，安装使用必须与接地系统相配合。

6.2.1.2触电安全防护措施

⑴焊接前检查焊接设备的绝缘性能，各接线连接点的牢固性；

⑵转移工作地点或焊机发生故障检查时，必须先切断电源开关，开合电源开关、更换电焊条时，应裁绝缘手套，电焊机最好配置空载电压自动切换装置；

⑶焊接操作时穿绝缘鞋，戴绝缘手套，保障焊工身体与结构件之间绝缘；

⑷高空作业前必须由电工先确定周围外电线路的安全距离，隔离防护设施的安全性；

⑸高空焊接或切割时，焊工不得将焊把线、气带绕在身上操作；6施工现场人员应掌握触电急救方法；

6.2.1.3防火防爆措施

⑴焊接或气割作业点周围及下方不得有易燃易爆品，10米范围以内应设隔离措施，并设专人看护，必要时在作业点下方设置焊接托盘或垫石棉布，以防熔渣飞溅；作业点附近或地面的孔洞应采取临时封闭措施。

⑵焊接回路线不可乱搭接，作业期间设专人监护焊把线或金属构件的打火现象。

⑶焊接或切割作业结束，应将焊钳放在不会发生短路的地方并及时切断电源；清理现场，清除火种，确认安全后方可离开。

⑷施工现场应配备消防器材。

6.22起重作业

⑴编制起重作业安全方案或HSE作业计划书，安排有序，作业人员分工明确、职责清楚，并进行HSE技术交底。

⑵现场指挥人员、操作人员、司索人员持有有效资格证书。

⑶现场指挥人员、现场监督、现场监护到位，并佩戴相应的标识。

⑷现场人员劳保穿戴齐全、正确。

⑸起重设备的电气装置、液压装置、离合器、制动器、限位装置、防碰装置、警报器等操纵装置和安全装置齐全、有效，并进行无负荷运载试验。

⑹吊钩、钢丝绳、环形链、滑轮组、卷筒、减速器、支腿、吊索、吊具等部件齐全、可靠。

⑺起重设备现场摆放、作业空间符合安全要求，或根据现场的实际情况制定防范措施和应急措施。

⑻吊臂长度、工作半径满足起重作业方案要求。

⑼采用两台及以上起重设备吊运同一重物时，现场布置合理。

⑽对作业区域的安全状况进行检查并满足安全作业要求。

（11）现场天气情况良好（风力不大于6级、能见度良好）。

（12）水上或船舶重大件吊装时，还应做到：

①确认现场应急措施准确、有效；②风、浪、流等条件满足起吊、安装要求；③船舶应在起吊前检查专用工具是否完好、是否装妥，检查相关部件和连接件是否拆卸，待吊部件是否已松动，吊运路径中有无障碍；④需要动用船属设备时，必须经轮机长或大管轮许可。

6.2.3船舶电气作业

⑴扣好衣服钮扣，扎紧裤脚，穿胶鞋，与工作无关的金属物不应携带在身边。

⑵检查所用的工具是否完备良好，发现有缺陷及时更换。

⑶修理电器时，应切断电源，并在启动箱或配电板处悬挂“禁止合闸”警示牌，任何人不准启动挂有警告标志的电气设备，或合上拔去的熔断器。

⑷检查电路是否有电，只能用万用表、验电笔或校灯。

⑸在带电操作时应尽可能用一只手接触带电设备和进行操作。

⑹在带电设备上严禁使用钢卷尺和带有金属的尺进行测量工作。

⑺在维护和检查有大电容的电气装置时，将电容器进行充分放电，必要时可短接后进行工作。

⑻雷雨天气，禁止接近避雷器和避雷针进行电气作业。

6.3环境保证措施

6.3.1综合环保措施

⑴HSE管理部专职落实环境保护措施，重点监控对环境影响较大的施工作业项目⑵严格执行国家法律法规及地方环境保护的规定，制定施工专项环保措施。

⑶科学规划工期，编制合理的施工方案，研发采用新工艺、新技术，选用大型、高效设备，减少同时施工的船舶、设备数量，采取有效的环保措施减少施工对环境的影响。

⑷开工前对所有进场施工设备进行严格检查，禁止尾气排放、噪声监测不合格或漏油设备进入施工现场。

⑸开工前进行环境影响评价，编制施工环境保护规程和做好环境监测。

⑹加强现场船舶的通航安全管理和现场调度指挥，避免发生水上安全事故。

⑺召开环境保护工作会议，加强培训、教育，通过专题会议和生产例会，对职工进行环保教育，提高环保意识。

⑻高度重视中华白海豚保护工作，密切监视白海豚活动情况。

⑼制定环境保护应急预案，一旦发生环境污染事故，立即启动应急预案。

6.3.2施工船舶环保措施

⑴做好白海豚保护措施。

⑵施工船舶服从统一指挥，按疏导方案要求航行、避让，避免发生水上事故，造成环境污染。

⑶施工过程中密切监视可能出现的污染物泄漏现象，防止污染物扩散。

船舶配备防油污设备，并定期检查。

⑷船舶的油类或含油混合物、生活垃圾等按照有关规定接收和处理，不得直接排放。

⑸按规定记载船舶油污水处理情况（包括油污水的收集、处理和排放等操作）。

⑹按规定安装油、水分离设备的船舶，要经常检查是否良好，各舱污水经油水分离器处理，符合规定后排放。

⑺严格遵守《中华人民共和国防止船舶污染海域条例》、《沿海海域船舶排污设备铅封管理规定》。

⑻指定专门船舶和人员每天巡查船舶防污染情况，打捞施工区域内海面上的漂浮物。

⑼定期开展应急演练，做好防范准备，一旦发生事故或溢油事件，立即启动应急计划。

6.3.3噪音控制措施

⑴选用效率高、噪音小的机械设备。

在综合考虑施工进度及降低噪音要求的前提

下，减少同时投入的机械设备的数量。

陆地施工场（厂）界噪声低于GB12348-90《工业企业厂界噪声标准》中的三级标准的限值，即昼间小于65dB（A），夜间小于55dB（A）。

⑵妥善保养及维修机械，减少因机械不