施工总平面布置与施工能力供应

五、施工总平面布置与施工能力供应

(一)施工条件

1．自然条件

大唐玉门低窝铺风力发电场二期工程位于甘肃省酒泉地区玉门镇南约8km处，风力发电场场地南部为祁连山脉，北部是以马鬃山为代表的北山山系，中部为平坦的沙漠戈壁，形成两山夹一谷的有利地形，成为东西风的通道，风能资源比较丰富。场地为河西走廊山前倾斜平原，俗称“戈壁滩”，海拔高度一般为1550～1600m。

风力发电场场址属温带干旱半干旱、大陆性气候特征。工程所在区多年平均气温为7.1℃，极端最高气温36℃，极端最低气温－35.1℃，多年平均雷暴日数为7.7d，多年平均雾日数为2.7d，多年平均沙尘日数为8.2d，多年平均冰雹日数为0.6d，气象站多年平均风速3．8m/s，测风塔65m高度代表年平均风速7.24m/s，通常情况下风速年内分布冬春大、夏季小。

2．交通运输条件

风力发电场场址东侧为兰新铁路和312国道，南侧有四昌路，交通较为便利。

3．建筑材料及供水、供电条件等

大唐玉门低窝铺风力发电场二期工程场址地形开阔，地势较为平坦，有利于吊装风机与吊车的回转移动、风机叶片的组装以及集装箱的临时堆放，施工时只需部分挖填平整，即可形成良好的施工场地，施工条件较为优越。

主要建筑物材料来源充足，水泥可从110～130km外的酒泉水泥厂和嘉峪关水泥厂购进，通过国道312线运至施工现场。砂石料可在离风力发电场10km内的星马河河滩获取。

大唐玉门风力发电场一期工程已建成发电，生产生活设施较完善。二期工程紧邻风力发电场一期工程，施工用水及施工用电均从一期风力发电场集控中心的水源和电源接入。

4．施工特点

大唐玉门低窝铺风力发电场二期工程计划安装33台1500kW风力发电机组，总装机容量49.5MW。施工特点为单机工程分散。基础施工需分散进行。

(二)施工总布置

1．施工总布置原则

场址区域地势开阔平坦，风力发电机组和箱式变电站总体布置分散，施工布置条件较好。根据工程地形及施工的特点，初步考虑按集中与分散相结合的原则进行施工，在较平坦的地方布置材料加工厂、设备及材料仓库、职工宿舍、混凝土拌和站和沙石料堆放场地等工程临时设施。风力发电场工程临时设施占地约2900m²，具体分布见表5-6。

表5-6　施工临时设施占场面积分布　　　　　(单位:m2)

续表

2．施工工厂、仓库布置

(1)混凝土系统

本工程风机基础主要混凝土浇筑量约10956m³，混凝土为二级配，单个机位混凝土浇筑量为332m³。混凝土系统的生产能力受控于风机基础混凝土浇筑仓面积及时间，为避免预留施工缝，并保证在12h内完成基础混凝土的浇筑，混凝土浇筑强度将达到28．0m³/h。本工程混凝土系统布置在110kV变电所一侧。系统内设HZS60型搅拌站，并配一只100t散装水泥罐或100t水泥的堆放仓库，以满足混凝土浇筑高峰期5天用量。风机基础混凝土运输需采用混凝土罐车运输方式。

(2)砂石料系统

本工程风机主要基础混凝土共需成品沙石骨料约l．89万t，其中粗骨料约1.4万t，细骨料(沙)约0.49万t。由于场地周边没有质量较高的天然中粗石子可以满足施工要求，故本工程不设沙石料加工系统，仅设沙石料堆放场，位置紧靠混凝土系统。沙石料按混凝土高峰期5天沙石骨料用量堆存，经计算，拌和站及沙石料堆放场占地面积约500m²，堆高4～5m。沙石料堆放场采用100mm厚的混凝土地坪，下设100mm厚的碎石垫层，并设0.5%排水坡度，坡向排水沟。

(3)机械修配及综合加工厂

本工程距嘉峪关市约110km，部分辅助企业可充分利用当地的资源。现场设置机械修配厂及综合加工系统(包括钢筋加工厂、木材加工厂)。为了便于管理，综合加工厂集中布置在110kV变电所附近，总占地500m²。

机械修配场主要承担施工机械的小修及简单零件和金属构建的加工任务，大中修理工作委托嘉峪关市相关企业承担。

(4)仓库布置

本工程所需的仓库集中布置在110kV变电所附近，主要设有水泥库、木材库、钢筋库、综合仓库及机械停放场。水泥库、木材库及钢筋库分别设在混凝土系统及相应的加工工厂内;综合仓库包括临时的生产、生活用品仓库等，占地面积500m²;机械停放场用于10台机械的停放，占地面积1000m²。

3．施工用电负荷、电源、电压及输变电方案

本工程可利用已经引入风力发电场的电源点通过动力控制箱、照明箱和绝缘软线将施工用电送到施工现场的用电设备上。另外，每个工作面备用一台柴油发电机作为施工备用电源。经初步计算，本工程高峰期施工用电负荷约200kW。

4．施工用水方案

风力发电场施工用水由建筑施工用水和施工机械用水两部分组成。本工程从集控中心附近水井将水直接引至风场内修建的蓄水池以满足工程施工用水要求。经计算，本工程高峰日用水量约90m³/d，其中建筑施工机械用水量约5m³/d，建筑施工用水量约70m³/d，施工期场内环境保护用水量约8m³/d，浇洒道路用水量为7m³/d。为保证施工期间的用水量，可考虑在施工现场和拌和站附近设置临时蓄水池。

5．材料供应

本工程所需的主要材料为沙石料、水泥、钢材、木材和油料等。沙石料可从10km内的昌马河河滩获取;水泥可从110～130km外的酒泉水泥厂和嘉峪关水泥厂或就近在玉门镇水泥厂采购;钢材可从嘉峪关市或酒泉市采购;木材从玉门镇木材供应单位采购;油料从玉门镇石油公司采购。

6．场地平整

本期风力发电场场址地势开阔平坦，场地不需要作大量平整，仅对风力发电机组附近作小范围的场地平整，即可为设备的吊装提供合适的工作场地。

(三)施工交通运输

1．对外交通

本风力发电场一期工程已建成发电，对外永久交通已经形成，风力发电设备及其他建筑材可用汽车直接运到工地。

本风力发电场二期工程风力发电设备中最重部件为主机机头，1500kW风力发电机的单个机头重约55．6t，最长部件为叶片，单片长约38m。对外交通条件应满足风力发电机组38 m长叶片的通行要求。1500kW风力发电机为华锐科技有限公司制造，其组装厂设在大连市，因此考虑风力发电机组从大连市发货;风机叶片由保定生产厂提供，可公路运输至施工现场。

初拟叶片运输路线为:保定——石家庄——太原——吕梁——靖边——吴忠——兰州——沿312国道(经武威、张掖、山丹、嘉峪关、玉门市)——本期风力发电场。

2．对内交通

风力发电场内地势平坦，为节约投资和减少土壤扰动，风力发电场内尽可能利用已有的沙石路或现有的自然道路。根据风力发电场总体布置，以建成的集控中心为起点，结合对外交通，修建通向各个机位的施工道路，施工道路紧靠各个风力发电机旁，以满足设备一次运输到位和基础施工需要。风力发电场内共修建宽10．0m的沙剖踣面施工道路13．88km。

风力发电场内运输应按指定线路将大件设备如机头(发电机)、叶片、塔架、箱式变压器等一次卸到落地货位，尽量减少两次转运。

(四)工程占用地

风力发电场占用土地包括永久性占地和临时性占地。

1．永久性占地

本期工程永久性占地包括风力发电机组及箱变基础、直埋电缆沟及架空线杆位占地，每个风力发电机组基础(包括箱变基础)占地面积按20m×20m计算，共占地13200m²;直埋电缆沟占地2225m²(按2m宽征地);架空线杆位占地1536m²(每个杆按2m×2m征地)。

本期工程推荐方案永久性占地面积约16961m²(25.4亩)。

2．临时性占地

本期工程临时性占地包括临时施工道路、施工中临时堆放建筑材料占地、施工人员临时居住占地、设备临时储存所占地、风力发电机组吊装时的临时占地和其他施工中需临时占地等。经计算本工程推荐方案临时性占地约194500m²(291.8亩)。本期工程占地面积参见表5-7。

表5-7　占地面积　　　　(单位:m2)

(五)主体工程施工

1．风力发电机组基础施工

(1)基础开挖

应根据开挖图进行施工放线，采用小型挖掘机，并辅以人工修正边坡的方式进行开挖。开挖完工后，应将基坑清理干净，准备基坑验收。验收后应视不同情况采取不同措施对基坑进行处理。

(2)混凝土浇筑

基坑开挖验收后，首先夯实底面，再浇厚度100mm的C20混凝土垫层。其后进行基础混凝土施工，施工需架设模板、绑扎钢筋并浇筑混凝土，施工应严格按设计图纸控制基础和钢筋的布置。混凝土必须一次浇筑完成，不允许有施工接缝。混凝土施工中应用测量仪器经常测量，以确保基础的上法兰平整度为±2mm的精度要求。施工结束后混凝土表面必须立即遮盖养护，防止表面出现裂缝。基础混凝土在达到7d强度后方可回填土石料，回填时要求其干容重大于1.8t/m³，回填至风机基础顶面下100～300mm时向四周摊平。

施工过程中，降雨时不宜浇筑混凝土，若遇在浇筑过程中下雨应立刻采取一定的保护措施;尽量避免冬季施工，若需在冬季施工应严格按照冬季施工方法进行，应考虑使用热水拌和、掺用混凝土防冻剂和对混凝土进行保温等措施。混凝土浇筑后应进行洒水保温养护14d。回填应在混凝土浇筑7d后进行。在基础混凝土强度达到90%以上可安装机组塔架。

2．风力发电机组安装

本工程推荐方案选择的风力发电机组单机容量为1500kW。下面就风力发电机组的安装方法作以下叙述。此方法的特点是准备工作时间短、吊装快、运用灵活。本期工程风力发电机需要350t和80t两台吊车共同完成风机的吊装，安装时应在厂家专门技术人员的指导下进行。

(1)施工准备

进场公路路面宽度应不小于9．0m。安装应配备大、小两台吊车联合作业，为了保证吊车吊臂在起吊过程中不碰到塔架，应保证起重机有大于40m×50m的工作空间，在进场公路旁应有存放零配件或小型吊车的场地。

(2)风力发电机组塔架安装

本期风力发电机为圆筒塔架，由三部分组成，每两部分之间用法兰盘连接。这些圆筒塔架是分段运输的，须在现场将筒内的配件安装好后，再进行吊装。在现场保存时应注意放置于硬木上并防止其滚动，存放场地应尽可能平整无斜坡。必须在现场检查塔架及其配件在运输中是否被损坏，为防止锈蚀，任何外表的损伤都应立即修补，所有污物也须清洗干净。

安装前应检查基座，基座的平整度需用水准仪校测，塔架的允许误差应符合厂家要求。

在塔架安装前还应清除基础环法兰上的尘土及浇筑混凝土的剩余物，尤其是法兰处，不允许有任何锈蚀存在，若需要，可用砂纸打磨抛光。

(3)风力发电机组机仓安装

风力发电机组采用分部件吊装的形式，在安装时，应选择良好的天气，下雨或风速超过12 m/s时不允许安装风力发电机。根据履带吊的起吊能力，机舱可用履带吊直接吊至塔架顶部并予以固定，履带吊支撑部位需铺垫路基箱，增加接地面积以分散起重荷载，防止地面下陷。

(4)风力发电机组叶片安装

转子叶片由载重汽车运输到安装现场。为了防止叶片与地面的接触，应使用运输支架将其固定。安装前，必须对叶片进行全面检查，以查明其在运输过程中有否损坏。禁止不经全面检查就直接安装叶片。

在地面上按施工安装技术要点将转子叶片安装在轮毂上，等待叶片的吊装工作。

轮毂与叶片在地面组装，叶片需采用支架支撑呈水平状态。组装完毕后，采用专用夹具夹紧轮毂，同时用绳索系在其中两片叶片上，剩余的一片叶片尖端架在可移动式专用小车上。在转子叶片安装前，应用清洗设备对叶片法兰和轮毂法兰进行清洗。当履带吊将轮毂缓慢吊起时，由人工在地面拉住绳索以控制叶片的摆动，直到提升至安装高度，由安装工人站于机舱内进行空中组装连接。

风速是影响风力发电机组安装的主要因素，当风速超过一定值时不允许安装风力发电机组，现场施工管理人员应能够判断在何种风速下才可以安装风力发电机组。

吊装叶片和轮毂时，用大吊车提升轮毂和两片叶片，用小吊车随吊一片叶片。为了避免叶片在提升过程中摆动，用圆环绳索分别套在三片叶片上，每片叶用3～6名装配人员在地面上拉住。在提升过程中，禁止叶片与吊车、塔架、机舱发生碰撞，同时确保绳索不相互缠绕。通过两台吊车的共同作用慢慢将转子叶片竖立，随后将带叶片的轮毂起吊并安装到机舱的法兰上。

安装结束后可将叶片的安装附件移走，并清理安装现场。

3．箱式变电站基础工程

箱式变电站的基础采用混凝土形式基础。首先用小型挖掘机进行基础开挖，并辅以人工修正基坑边坡，基础开挖完工后，应将基坑清理干净，进行验收。基坑验收完毕后，根据地质情况对基础作出处理。浇筑基础混凝土时，先浇筑100mm厚度的C15混凝土垫层，待混凝土凝固后，再绑扎钢筋，架设模板，浇筑C25基础混凝土，经过7～14d的养护期，达到相应的强度后即可进行设备安装。

4．箱式变电站安装

本工程初拟选择美式箱式变电站，容量为1600kV·A。

(1)安装前的准备

电缆应在美式箱式变电站就位前就设好，并且经过检验是无电的。

开箱验收检查产品是否有损伤、变形或断裂。按装箱清单检查附件和专用工具是否齐全，在确认无误后方可按安装要求进行安装。

(2)箱式变电站的安装

靠近箱体顶部有用于装卸的吊钩，起吊钢缆拉伸时与垂直线间的角度不能超过30°，如有必要，应用横杆支撑钢缆，以免造成箱变结构或起吊钩的变形。箱变大部分重量集中在装有铁心、绕组和绝缘油的主箱体中的变压器上，高低压终端箱内大部分是空的，重量相对较轻，使用吊钩或起重机不当可造成箱变或其附件的损坏，或引起人员伤害。

在安装完毕后，接上实验电缆插头，按国家有关实验规程进行实验。

由于美式箱变的具体型号和厂商需在施工阶段招标后才能最终确定，其安装方法在施工阶段要按照厂商的要求和说明进行修正。

5．升压变电所及主要建筑物的施工要求和方法

(1)电气设备的施工技术要求和安装工程量

1)电气设备的施工技术要求。电气设备的施工技术要求按国家有关标准执行，其标准如下:

①《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》(GB50171—92);

②《电气装置安装互程电力变压器、油浸鹿抗器、互感器施工及验收规范》(CBJ148—90);

③《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB50188—97):

④《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》(GB50168—97):

⑤《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB5.0168—97)。

2)电气设备安装总量。

①中压送变电设备及安装:

1600kV·A箱式变压器33台;

10kV电缆埋设35.06km;

1kV电缆埋设3.96km。

②高压送变电设备及安装:

50MV·A两卷有载调压变压器1台;

高压开关柜13面;

110kVSF₆断路器2组;

110kV隔离开关1组;

110kV电流互感器2组;

电容器及配套设备1套;

接地工程1项。

③低压送变电设备及安装:

接地工程1项。

④中央监控系统设备及安装:

主变保护柜1台。

⑤通信设备及安装:

光缆埋设32．2km。

(2)主要建筑物的施工

大唐玉门低窝铺风力发电场二期变电所与一期工程共用，仅对变电所部分进行扩建。110 kV升压变电所混凝土由现场混凝土搅拌站加工，建筑施工采用常规方法。基槽土方采用机械挖土(包括基础之间的地下电缆沟)，经验槽合格后，进行基础浇筑及地下电缆沟墙的砌筑、封盖及土方回填。施工时要做好各种管沟及预埋管道的施工及管线敷设安装，尤其是变电所的地下高低压电缆、管沟的隐蔽工程，以满足各种管线的排布及通行。在混凝土浇筑过程中应对模板、支架、预埋件及预留孔洞进行测量，发现有变形、移位时应及时进行处理，以保证质量。浇筑完毕后的12h内应对混凝土加以养护，在其强度未达到1.2N/mm²以前不得在其上踩踏或拆装模板与支架。

变电所架构采用吊车吊装就位，柱脚与基础连接采用杯口插入式。构架就位后，采用缆风绳保证构架稳定性，然后浇筑细石混凝土固定。待混凝土养护期满后，再拆除临时固定措施。

集控中心内电缆沟拟采用混凝土电缆沟，预制钢筋混凝土盖板，沟内考虑排水。

6．主要施工机械

本期工程装机容量49．5MW，风机机组为33台，施工期为12个月，根据风场施工分散的特点，施工采用集中与分散相结合原则，即集中在110kV变电所旁边安装混凝土搅拌站、钢筋制作场;对于较远的基坑可根据情况，利用罐车运输方式结合混凝土泵对远距离机位进行现场浇筑。其施工主要机械见表5-8。

表5-8　施工主要机械

续表

鉴于风力发电机组基础、风力发电机组安装及变电所施工的技术要求较高

(六)施工总进度

1．设计原则

根据风力发电场建设特点和经济条件编制施工组织设计，对风力发电场主要工程的施工作出原则性的安排，为工程的施工招标提供依据;为工程施工方案指定基本方向。

(1)先进行生活设施建设，后进行生产设施建设

首先要解决施工人员的办公、吃、往问题，这就需要先建设办公、生活设施，以满足工程管理需要。

(2)110kV变电所扩建工程和电缆敷设工程应先建设

风力发电机组逐台安装调试后即投入运行，以便尽早取得投资效益。根据风力发电机的这种特点，配套工程的施工应有合理顺序，以满足每安装一台风力发电机就能上网发电。特此，110kV变电所扩建工程和电缆敷设应于风力发电机组安装调试工作开始前施工。

(3)其他工程项目的施工

在遵循上述施工组织原则时，其他工程如仓库、临时辅助建筑、风力发电机组地基处理、混凝土基础等项目的施工可以同步进行，平行建设。其中，部分项目可以流水作业，以加快进度，保证工期。

(4)风力发电机组进场与吊装时间的确定

风力发电机组的制作供货周期大约为半年以上，根据合理建设程序，应分期分批供货。吊装设备的准备工作应在首批设备到货前完成。塔架制作加工大约需半年时间，可以陆续供货。

2．分项施工进度安排

土建工程每年3～10月份可以施工。另外，7～9月份风速小，对吊装工作较为有利。

风力发电机组用吊车安装，根据其施工方法，风力发电机组按每1．5～2d安装一台(括安装设备组装、拆卸、移位等)计算。

风力发电机组的安装工作从具备向外输电条件起开始。从建设期的第1个月初开始，第3个月中旬结束，施工准备期主要完成水、电、场地平整及临时房屋等设施的修建，准备工程完成后，进行有关工程施工。110kV所扩建工程从第7个月开始施工，第8个月底结束。

风力发电机组的基础和箱式变电站基础施工从建设第6个月上旬开始基坑开挖，第7个月中旬结束;通信电缆的敷设及架空线架设从建设期第7个月开始施工，第8个月底结束;风力发电机组的安装从建设期第7个月下旬开始，第9月底结束。第一台风力发电机组第10个月底发电，第12个月全部机组并网发电。施工进度已考虑冬季施工等自然条件的影响。

3．施工控制进度

本期工程施工进度控制点为塔架加工和风机安装工程。塔架从第6或第7个月陆续提供。其中，塔架基础段必须在第6个月上旬陆续提供，以不影响现场施工为准。风力发电机组的安装从第7个月中旬开始，第9个月底安装结束，第9个月至第12个月进行机组和监控系统调试，第12个月全部机组并网发电。至此风场全部竣工。