大吨位起重机沿海山地风电场施工组织及吊装

工程概述

宁海茶山风电场位于浙江省宁波市宁海县茶山林场区域，拟在海拔600～850m山脊上安装33台1.5MW风电机组，其中浙江运达WD-1500机组23台，联合动力UP77-1500ⅡA+65m机组10台，总装机容量为49.5MW，预计2013年6月投产发电。风力发电机组由风轮、机舱、塔架上段、塔架中段、塔架下段、电器控制柜、基础（包括塔架基础段）等主要部件组成，机组单机轮毂高度为65m，机舱质量为61t，叶轮直径77m。

大吨位起重机沿海山地风电场施工组织及吊装

工程特点与施工难点

作为典型的山地风电场，上山原始山路窄、弯道多、坡度大，山上多雨、多雾，同时风电场地处沿海，台风季节还会出现山洪、山体滑坡等自然灾害。安全、有序地完成包括37.5m长的叶片在内的风机组件以及吊装配合用起重机械的运输转移是首先需克服的问题。

作业场地大风天气较频繁，同时风机布置相对分散，每一台风机吊装完成后配合起重机就需进行山头间的转场。由于风电场整个施工周期短，合理选择、布置配合起重机进行吊装，安全、快速地完成起重机的转场及风机间吊装的组织优化，也是山地风电场吊装需着重考虑的。

从以上2个主要因素来看，山地风电场的施工组织包括吊装显然有别于海上、草原、沙漠、戈壁风电场，本文以正在施工的宁海茶山风电场为例，对此做一分析、讨论。

施工组织和设备选型、吊装、转场

风机设备的安全转移上山

风机设备的主要部件：风机设备主要部件见附表。

运输道路基本情况：运输路线见附图。

运输路线图

从附图来看，风机设备从中转堆场到风机点需经过西仓公路（全长5.5km）、景区道路（全长12km）及自建的进场道路，全长26.258km。西仓沿途经过多个村庄，沿路民房较多，通信电杆及电缆、照明线路、及各类电话线、网线等高空障碍较多，需协调有关部门按运输要求进行整改。

此段公路按四级公路标准建设，路基宽度≥6m，路面宽度为5.5m，设计速度为20km/h，桥涵设计承载公路-Ⅱ级，路面为18cm厚水泥混凝土，公路结构设计满足大型车辆通行要求。对沿途的2座桥梁，经查设计汽车载荷为公路Ⅱ级（汽-20、挂-100），两桥目前限载20t，需有桥梁设计或检验资质的单位进行检查检测，出具加固方案并实施后方可通行。该路段涵洞30多处（以Ф0.5m圆管涵为主，另有7道石盖板涵），其中一道石盖板涵损坏严重，需整改加固后方可通行。在直路段勉强可与小车交汇，但弯道无法交汇，且弯道较多，故大型车辆无法交汇，否则将造成交通瘫痪，需在组织措施上予以保证，开道车前面开道，逐段封路，单向通行的方式，为减少对沿途居民生活影响，原则上选择在凌晨5∶30开始实施通过，于6∶30前通过西仓公路段，进入景区道路。

景区道路路程长。弯道多、坡度大，无法满足大型车辆通行要求，需经山路拓宽改造。对无法满足大型车辆交汇需要问题同样在组织措施上予以保证。采取开道车前面开道，逐段封路，单向通行，该路段无居民，仅茶山林场等单位车辆通行，影响较小，但仍需做好协调组织工作。

进场道路则须。根据风机点的布置情况，按设备运输对道路的技术要求综合经济性考虑，自建施工道路以满足施工要求。

运输配车

运输考虑的主要设备因素包括：设备最宽件为塔筒及基础环，宽4m；设备最高件为塔筒，高4m，装车后高度为5.1m；设备质量最大件为机舱，重61t；设备最长件为叶片，长37.5m，装车后车货总长约43m。

根据科学分析和现场论证，最终确定运输车辆配置见附表。

运输配车

运输车辆配置表

运输道路技术要求：①根据配车情况，对道路转弯半径要求最大的为塔筒运输车（40t 17.5m平板车），要求道路转弯半径≥15m。②设备最宽件为塔筒及基础环，宽4m，则运输道路直路宽度≥5m；当弯道处达到270°弯道时，路宽需达到15m以上；当弯道处达到50°左右弯道时，路宽需达到7.5m。③设备最高件为塔筒，高4m，装车后高度为5.1m,即道路障碍高度≥5.2m；④道路纵向坡度≤3%，横向坡度≤2%。⑤设备最重件为机舱，质量61t，装车后车货总质量约70t，配车为60t双轴平板车，故（70－24.5）/2=22.75t为单轴承载，道路地面承受力应达到3t/m2。

关键运输组织及安全技术措施：①运输前夜，全线排查确认道路畅通，尤其是确认高空障碍已排除；运输前在各道路交汇点、村庄支路口提前设置临时路障，确保单向通行。②以2车塔筒、2车叶片共4辆车为单位组成车队进行运输，工程车开道。由于设备超长，因此，尤其要加强弯道过程的指挥和监护，避免设备碰撞、侧翻等。③在进场道路坡度大的位置提前布置好牵引车，必要时进行牵引。④运输过程加强对绑扎钢丝绳、葫芦及设备重心的检查、确认，必要时应及时组织调整。

风机设备吊装起重机的选型及吊装与转场

风机设备吊装起重机的选型及吊装与转场

吊装配合起重机的选择 风电场建设周期短，施工现场又比较容易受频繁大风、雨雾的不利影响，因此要合理选择、调配好吊装配合起重机，既要满足整个风电场的施工进度又需体现经济性。

对1.5M W风电机组一般主吊装配合起重机考虑选择350～400t级履带起重机、500t及以上全地面汽车起重机，或对最重件机舱考虑2台稍小吨位的全地面汽车起重机抬吊方式。

按此原则，根据实际可供选择的起重机并进行经济性综合考虑选择最终的主、辅起重机。该风电场安装时选择了1台国产350t履带起重机风电工况、1台300t汽车起重机、1台50t汽车起重机。其中350t履带起重机作为主力起重机完成所有设备的吊装；1台300t汽车起重机为辅助起重机，负责卸车及组装第一段塔筒，这里主要考虑风机基础浇筑完成具备批量安装条件后，主力起重机在进行1台风机吊装或山头间转场期间可由300t汽车起重机来完成后续1台台风机的第1段塔筒的安装，这样加快了施工的进度；50t起重机为辅助起重机，负责配合履带起重机及小件的卸车、叶片组装以及翻身配合等。

关键组件的吊装

塔筒吊装 选用双机抬吊翻身及单机就位方式完成此类设备的吊装。在此以塔筒下段(质量40.035t)吊装作简要介绍。

塔架下段吊装前，先对基础段上法兰的上表面和螺栓通孔进行清洁（使用钢丝刷和锉刀等工具），清理基础段内水泥地面上的杂物。将安装螺纹连接件螺纹处涂上二硫化钼装配膏并整齐摆放在法兰面每个通孔的下方，在每个螺栓孔周围的法兰结合面上，按要求涂上一层密封胶。

将4 块塔架上法兰吊装板用相应的螺栓（10.9s，M36×215）均布固定在塔架下段的上法兰螺栓孔分布圆上，2块塔架下法兰吊装板（间隔3～5个螺栓孔）在塔架下端法兰上安装。

塔架上端4块吊装板穿上卸扣，用2根钢丝绳（每根钢丝绳长为8m，起吊质量至少为28000kg）和2 个定滑轮（ 每个定滑轮额定起吊质量为32000kg）相连。2个定滑轮的挂钩端各用1根钢丝绳（每根钢丝绳长为4m，起吊质量至少为32000kg）与主起重机的吊钩相连。塔架下端2块吊装板穿上卸扣，用2根钢丝绳（每根钢丝绳长为4m，起吊质量至少为28000kg）与辅助起重机的吊钩相连。

主辅吊起重机将塔架下段缓慢起吊，2台起重机配合将塔架下段翻转至竖直状态，确保下段塔架竖直时，塔架不与地面磕碰，接着卸去塔架底部的吊装板，并清理其法兰面，然后将其提升到高于基础段顶面法兰。

施工人员将其扶正,并将塔架下段门的朝向基础段法兰侧面标记所指的方位（门的朝向背离主风向）。

施工人员用撬棍调整塔架下段法兰孔与基础段顶面法兰孔的相对位置，确认相对位置正确无误。

吊装指挥人员指挥起重机缓慢下降，同时，查看上、下塔架外圆，确保其对正，然后使塔架下段就位（此时起重机仍保持受力状态），此时工作人员迅速在对接法兰螺栓孔上以对角的方式穿上全部配套的连接螺栓，并用电动扳手预紧。

将法兰拼接螺栓按规定的要求以对角的方式拧紧至额定力矩（或预紧力），所有螺栓拧紧后，应抽检其中10%螺栓的力矩，如果抽检时发现有螺栓达不到规定的力矩，则应检查所有螺栓力矩，确定全部螺栓达到规定的力矩后，在螺栓头上做“X”标记并延伸到法兰面以确定预紧后的螺栓和法兰的相对位置，在今后的维护中可以以目测的方法确定螺栓有无松动。螺纹连接必须以对角的方式分三次拧紧到额定扭矩：第一次40%，第二次70%，第三次100%，下文中有扭矩要求的螺栓按此规范操作。

起重机脱钩，由工作人员从塔架下段的上端法兰上拆下吊装板。

大吨位起重机沿海山地风电场施工组织及吊装

机舱吊装

机舱设备质量61t，就位高度66.4m，选择350t履带起重机主臂72m+7m风电杆头，其中后配重125t、压重50t，此工况起重机在20m作业幅度时额定起吊质量为68.6t，起升高度76.4m，模拟吊装臂杆与设备间距3.38m，符合吊装要求。

需要注意的是，处于安全考虑，上段塔架与机舱必须在同一天完成吊装，否则不允许吊装上段塔架。

风轮的吊装

风轮由轮毂（自重16500kg）、三片桨叶（每片自重约6000kg）、风轮罩及联接螺栓组成。风轮同样经过双机抬吊翻身及主吊单机吊装的方式完成就位。吊装中需注意的主要是桨叶的保护及由于作业场地小、山高坡险吊装过程的溜绳协调控制、风轮仰角的控制。

桨叶的保护 吊装时选择专用的风轮吊装板和合适的吊带。实际用2块风轮吊板安装在风轮合适位置，用卸扣连接风轮吊装板和风轮吊带（每根吊带长7m，对折，起吊质量约为60000kg），并挂在主机的吊钩上。对辅助起重机侧用长6m，起吊质量至少为6000k g的风轮辅助吊带（双股或多股）挂住未装吊带的桨叶的合适位置（吊点在桨叶距叶根2/3处），将风轮辅助吊绳的另一端挂到辅助起重机的吊钩上，用玻璃钢卡板保护桨叶尾缘（刀口）。

风轮仰角控制 把向上的2片桨叶叶尖套上桨叶布罩，将风轮拉绳与桨叶布罩连接，以便在起吊的时候控制桨叶的朝向并保持仰角。向下的桨叶也在叶尖处固定好拉绳，以便吊装时调整风轮的5°仰角。

起重机的转场

每台风机吊装完成后起重机需在不同山坡的风机点进行转场。现场配备了50t级的汽车起重机作为拆装配合机械，由于本次主起重机选择了大吨位履带起重机，且山路弯道多，长臂架的拆装也是现场为实现快速安全转场所需解决的问题。（本文由中能建浙江省火电建设公司修春松、童文斌、程建棠向《工程机械与维修》供稿）

责任编辑：Daisy