海上风电导管架安装专项方案.doc

珠海桂山海上风电场一期导管架安装专题方案编 制： 复 核： 审 批： 中铁大桥局股份9月目 录1、工程概况11.1工程位置及项目规模11.2 导管架设计概况12、自然环境22.1地质及地貌22.2 气象条件42.3 特征气象参数42.4 潮汐42.5 波浪52.6 海流63、导管架安装方案63.1 总体安装方案63.2 施工步骤63.3 构件进场检验63.4 导管架安装63.5 牺牲阳极接地电缆安装73.6 施工重难点及控制方法74、施工设备及劳动力组织74.1 施工设备74.2 劳动力组织85、施工周期分析86、HSE确保方法86.1 职业健康确保方法86.2 特种作业安全确保方法106.3 环境确保方法126.4 施工安全确保方法147、附图141、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在珠江河口伶仃洋水域，处于珠海市万山区青洲、三角岛、大碌岛、细碌岛、大头洲岛和赤滩岛之间海域。场区内海底地貌形态简单，水下地形较平坦，海底泥面标高通常为-6.0m12.0m，属于近海风电场。在三角岛上设置110kV升压站，风机电能经过8条35kV集电海缆聚集到三角岛升压站，再经过2回110kV送出海缆，接入220kV吉大站，实现和珠海电网联网，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35kV海底电缆，实现三个海岛微网和珠海电网联网。本工程风电场共安装17个风电机组，关键施工内容为：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 风机总体部署图1.2 导管架设计概况导管架下部和4根钢桩对接后，经过灌浆进行连接，顶面经过法兰和风机连接，总高度27.5m（不包含灌浆连接段高度）。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地质及地貌地形地貌本工程计划风电场属于近海风电场，在珠江河口伶仃洋水域，伶仃洋是珠江喇叭口形河口湾，湾顶在虎门一带，宽3km，中部宽27km，在澳门香港之间宽约58km。风电场近场区分布有大大小小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，海底泥面标高通常为-7m-11m。 岩土体工程地质分层 依据区域地质资料及邻近工程勘察资料，场区内地层上部关键为全新统更新统海相、陆相、河流相、海陆交相互沉积层、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。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、成因关键岩性全新统海相沉积 (Q、Q)流塑状淤泥、流塑软塑状淤泥质粘土，夹有透镜体状砾砂晚更新统晚期陆相沉积物 (Q)可塑硬塑状粘土、松散中密状粉细砂、中密状粗砾砂晚更新统中期海陆过渡相沉积物(Q)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、中砂透镜体晚更新统早期河流冲积相沉积物(Q)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)，夹有透镜体状密实圆砾土残积成因(Q)硬塑坚硬状砂质粘性土燕山第三期()全、强、中、微风化花岗岩 环境水 依据邻近海域地下水和海水试验资料，海域地下水化学成份和海水相同，为氯镁钙型水(Cl-MgCa)或氯钙镁型水(Cl-CaMg)。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钢筋具强腐蚀性，在长久浸水条件下对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。地震拟建风电场场区在珠海、澳门和香港之间海域，依据中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-)，珠海、澳门地域地震动峰值加速度为0.10g，香港地域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0.10g0.15g之间，对应地震基础烈度为度。2.2 气象条件桂山场址在珠江口地域，濒临南海，后汛期常受热带风暴影响则以台风雨为主，暴雨强度大。夏秋季49月为热带风暴活动季节，尤以79月最为活跃，每十二个月受台风影响平均3.1次，其中影响较大，风力达八级以上即达成热带风暴等级每十二个月1.6次。2.3 特征气象参数依据珠海气象站1961年至历年气象资料进行统计, 得各气象要素年、月特征值以下表（仅显示和本项目相关联月份）。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345678整年平均气温()18.322.225.627.628.628.322.5极端最高气温()29.533.235.436.538.736.938.7极端最低气温()2.99.715.219.020.921.02.5平均气压(hPa)1012.01008.81005.01001.91001.31001.11008.9平均绝对湿度(hPa)18.223.528.431.332.131.823.0平均相对湿度(%)85868585828379平均水量(mm)72.6180.7301.7361.0301.3338.52028.5平均日照时数(h)87.2101.0155.5171.3236.4208.11934.2蒸发量(mm)87.4105.2144.2157.1188.7168.91637.5平均风速(m/s)2.83.23.43.33.43.13.12.4 潮汐桂山风电场在珠江口万山群岛和高栏岛周围，所在海区潮汐现象关键是太平洋潮波经巴士海峡和巴林塘海峡进入南海后形成。 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，一次全潮周期约为二十四小时50分钟，伴随月球赤纬增大，半日周期相邻两潮期高潮或低潮高度和潮历时不相等现象逐步显著，至月球赤纬到北或南最大，日不等最大，随即，伴随月球赤纬变小，日不等也变小。现阶段桂山风电场处潮汐特征选择磨刀门水道出海口西侧三灶岛下角咀三灶潮水位站作为参证站。该站潮位特征值以下：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，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0.96m4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-0.14m7多年平均潮水位0.49m8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1.10m11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1.09m14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6h13min17落潮最大历时18h30min (1993年1月1日)18落潮最小历时0h10min (10月10日及4月5日)19落潮平均历时6h23min2.5 波浪珠海桂山风电工程海域在珠江口门外，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左右大万山测波资料作为参证资料，分析风电场海域波浪概况。依据大万山海洋站1991年10月至1992年9月一周年完整波浪观察资料和桂山岛海洋站1992年46月三个月短期波浪观察资料统计分析结果，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%，整年出现在ESES向范围内频率之和为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波浪出现频率较小。2.6 海流依据海港水文规范时尚可能最大流速计算公式，本海区表层时尚可能最大流速为1.01m/s，流向为2；中层时尚可能最大流速为0.95m/s，流向为359；底层时尚可能最大流速为0.58m/s，流向为350；垂向平均时尚可能最大流速为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础等同于时尚可能最大流速，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关键由700T自航式起重船进行。起重船航行至风机位置后，依据前期插打3根630mm临时定位桩（露出水面）进行初定位及抛锚固定，运输船将导管架运输至起重船正前方抛锚定位（运输船每次运输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 构件进场检验导管架运至现场后，依据设计文件及相关标准对出厂提供技术资料和实物进行检验验收，对构件基础尺寸、偏差、杆件扭曲、焊缝开裂和因为运输和装卸不妥造成损伤，油漆、喷铝面缺损等进行具体检验，对验收过程中存在问题登记造册，经监理工程师及厂家驻地代表签认后，按要求进行处理。关键检验以下项目： 各灌浆连接段平面尺寸及长度； 灌浆管及牺牲阳极块是否按设计要求连接牢靠； 各部件焊接质量，尤其是起吊点位处焊缝质量检验； 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； 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，经过700T起重船进行起吊，并由起重船上两台5T卷扬机配合拉缆风，确保导管架起吊后稳定，并在安装过程中控制导管架方向。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对应钢桩位置，经过水下声纳成像监控系统进行正确定位，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安装。3.6 施工重难点及控制方法 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。控制方法：使用两台5T卷扬机拉缆风绳，确保导管架起吊时稳定，并调整导管架方向以满足安装要求。 水下对位难度大基础钢桩桩顶标高-7m，在水面以下，导管架安装对位均在水下进行。控制方法：使用优异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正确监控，确保对位正确，降低对位施工时间；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 施工设备需投入施工设备以下表：序号名称型号规格单位数量备注1起重船700T自航式台12起重船200T全回转台13卷扬机5T台34抛锚艇750HP、15t艘27交通船300匹艘18救援快艇艘19GPS卫星定位系统Proflex500台210全站仪AP0236台111电子水准仪S3E72197台112水下成像声纳探测系统套14.2 劳动力组织 施工管理人员依据施工需要及经验，除船员及专业设备操作手外，施工现场人员安排以下： 生产、调度管理人员：2人； 施工技术及质量管理人员：2人； HSE管理人员：1人； 测量人员：2人。 作业工人 装吊工：6人； 电焊工：2人； 普工：20人（每班10人）； 潜水员：4人。5、施工周期分析依据施工总体进度分析，每次运输船运输3个机位导管架至施工海域，施工功效分析以下表：序号项目时间备注1700T超重船抛锚定位1天包含2次抛锚，绞锚等2起吊导管架并安装1天包含运输船就位，起吊导管架及正确安装等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累计6天6、HSE确保方法6.1 职业健康确保方法6.1.1 工时和体检严格按劳动法实施工时制度，定时监督检验，避免职员疲惫作业。每十二个月组织职员进行一次职业健康检验，做好职业病防治工作。从事高空作业、特种设备操作等人员按行业标准进行体检，项目部留存体检汇报。6.1.2 培训和持证组织进行职员入场前HSE知识和操作技能培训，包含：HSE管理措施（制度）、操作规程培训；作业区域HSE风险和防范方法培训；劳保用具正确穿戴、特种（或特定）个人防护装备使用培训等。最少每个月组织一次岸基施工管理人员职业健康安全培训。按体系文件要求做好调入职员“三级”教育培训。作业人员经专业培训考评，并持有和其岗位适应证书或操作许可证。6.1.3 劳动保护用具配置从业人员配置合格、足够、适用劳动防护用具和用具；特殊工种按要求配置对应劳保用具和作业装备等。经过日常巡查、周抽查、月度检验等方法，对施工人员配置、使用、保管劳动保护用具情况进行监督。依据作业条件、环境等原因，在施工现场设置有效安全防护设施。6.1.4 作业过程职业健康防护方法进入施工现场人员必需戴安全帽，水上作业时必需穿救生衣，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显著标志。各工种、施工船舶、机械和电器设备等，制订对应安全操作规程，不得违章指挥、违章操作。接待临时来访人员进出施工作业现场，应安排人员陪同，并通知其前往区域安全注意事项，提供安全帽、安全带、救生衣等防护用具，指导其穿戴使用。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、抢救药品、清凉饮料等；夏季施工时配置草帽、移动遮阳伞等。6.1.5 交通车、船管理使用交通船必需满足海事部门法定技术要求，多种船舶证书应齐全、有效，消防、救生、通讯设施齐全、有效；驾驶员应持证上岗，并签署安全协议；交通船应按证书核定载客人数载人，不得超员。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。交通船航行时应严格遵守相关法规、要求，进出港口和穿越港池航道前确定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 工伤事故施工现场发生工伤事故后，现场责任人应立即采取有效方法进行救护，并按事故步骤向上级主管部门汇报等。项目部接报后应立即安排车船帮助救助、送指定医院或就近医院诊疗，如有必需，应立即通知伤者家眷，并在要求时间内填报工伤事故汇报表。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方法，预防事故蔓延扩大；保护现场，凡和事故相关物件、痕迹、状态等，不得破坏，为抢救受伤者需要移动现场一些物体时，必需做好标志。按要求做好事故调查、事故处理、事故总结等相关工作。6.2 特种作业安全确保方法6.2.1 焊接、切割作业6.2.1.1 临时用电安全防护方法 在施工现场专用中间点直接接地电力线路中必需采取TN-s接零保护系统，场内配电箱及电器设备应可靠，确保接零保护系统开启。 实施三级配电系统，加强配电箱管理。实施一机一闸一保险，严禁一机多闸；箱内不得有外露带电部分；工作零线应经过端子板分段连接；电器开关不得歪斜和松动；箱体做到防雨防尘。 采取二级漏电保护系统。漏电保护开关选型必需和用电负荷相匹配，安装使用必需和接地系统相配合。6.2.1.2 触电安全防护方法 焊接前检验焊接设备绝缘性能，各接线连接点牢靠性； 转移工作地点或焊机发生故障检验时，必需先切断电源开关，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； 焊接操作时穿绝缘鞋，戴绝缘手套，保障焊工身体和结构件之间绝缘； 高空作业前必需由电工先确定周围外电线路安全距离，隔离防护设施安全性； 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抢救方法；6.2.1.3 防火防爆方法 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方法，并设专员看护，必需时在作业点下方设置焊接托盘或垫石棉布，以防熔渣飞溅；作业点周围或地面孔洞应采取临时封闭方法。 焊接回路线不可乱搭接，作业期间设专员监护焊把线或金属构件打火现象。 焊接或切割作业结束，应将焊钳放在不会发生短路地方并立即切断电源；清理现场，清除火种，确定安全后方可离开。 施工现场应配置消防器材。6.2 2 起重作业 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。 现场指挥人员、操作人员、司索人员持有有效资格证书。 现场指挥人员、现场监督、现场监护到位，并佩戴对应标识。 现场人员劳保穿戴齐全、正确。 起重设备电气装置、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。 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。 起重设备现场摆放、作业空间符合安全要求，或依据现场实际情况制订防范方法和应急方法。 吊臂长度、工作半径满足起重作业方案要求。 采取两台及以上起重设备吊运同一重物时，现场部署合理。 对作业区域安全情况进行检验并满足安全作业要求。 现场天气情况良好（风力小于6 级、能见度良好）。 水上或船舶重大件吊装时，还应做到：确定现场应急方法正确、有效；风、浪、流等条件满足起吊、安装要求；船舶应在起吊前检验专用工具是否完好、是否装妥，检验相关部件和连接件是否拆卸，待吊部件是否已松动，吊运路径中有没有障碍；需要动用船属设备时，必需经轮机长或大管轮许可。6.2.3 船舶电气作业 扣好衣服钮扣，扎紧裤脚，穿胶鞋，和工作无关金属物不应携带在身边。 检验所用工具是否完备良好，发觉有缺点立即更换。 修理电器时，应切断电源，并在开启箱或配电板处悬挂“严禁合闸”警示牌，任何人不准开启挂有警告标志电气设备，或合上拔去熔断器。 检验电路是否有电，只能用万用表、验电笔或校灯。 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。 在带电设备上严禁使用钢卷尺和带有金属尺进行测量工作。 在维护和检验有大电容电气装置时，将电容器进行充足放电，必需时可短接后进行工作。 雷雨天气，严禁靠近避雷器和避雷针进行电气作业。6.3 环境确保方法6.3.1 综合环境保护方法 HSE管理部专职落实环境保护方法，关键监控对环境影响较大施工作业项目。 严格实施国家法律法规及地方环境保护要求，制订施工专题环境保护方法。 科学计划工期，编制合理施工方案，研发采取新工艺、新技术，选择大型、高效设备，降低同时施工船舶、设备数量，采取有效环境保护方法降低施工对环境影响。 开工前对全部进场施工设备进行严格检验，严禁尾气排放、噪声监测不合格或漏油设备进入施工现场。 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。 加强现场船舶通航安全管理和现场调度指挥，避免发生水上安全事故。 召开环境保护工作会议，加强培训、教育，经过专题会议和生产例会，对职员进行环境保护教育，提升环境保护意识。 高度重视中华白海豚保护工作，亲密监视白海豚活动情况。 制订环境保护应急预案，一旦发生环境污染事故，立即开启应急预案。6.3.2 施工船舶环境保护方法 做好白海豚保护方法。 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。 施工过程中亲密监视可能出现污染物泄漏现象，预防污染物扩散。船舶配置防油污设备，并定时检验。 船舶油类或含油混合物、生活垃圾等根据相关要求接收和处理，不得直接排放。 按要求记载船舶油污水处理情况（包含油污水搜集、处理和排放等操作）。 按要求安装油、水分离设备船舶，要常常检验是否良好，各舱污水经油水分离器处理，符合要求后排放。 严格遵守中国预防船舶污染海域条例、沿海海域船舶排污设备铅封管理要求。 指定专门船舶和人员天天巡查船舶防污染情况，打捞施工区域内海面上漂浮物。 定时开展应急演练，做好防范准备，一旦发生事故或溢油事件，立即开启应急计划。6.3.3 噪音控制方法 选择效率高、噪音小机械设备。在综合考虑施工进度及降低噪音要求前提下，降低同时投入机械设备数量。陆地施工场（厂）界噪声低于GB12348-90工业企业厂界噪声标准中三级标准限值，即昼间小于65dB（A），夜间小于55dB（A）。 妥善保养及维修机械，降低因机械不正常运转而产生噪音。 使用标准静音机械，如发电机、空气压缩机、起重机等将考虑使用静音型号，减低噪音。 合理安排施工计划，避免不平衡生产及由此造成施工高峰期噪音过分增加。6.3.4固体废弃物控制方法 固体废弃物（含船舶垃圾）应采取集中搜集方法，严禁无控堆放或堆放点靠近环境敏感区或自然水体。认真实施固体废弃物搜集、处理基础标准：“减量化、分类化、资源化、无害化”，从各个步骤控制固体废弃物对周围环境污染。 危险废物容器和包装物，应设置专门搜集、贮存、运输设施和场所，并设置危险废物识别标志。 原（燃）料露天堆场，应有预防雨水冲刷、防风扬散、防物料流失造成污染方法。对固体废弃物运输采取遮盖或密闭方法。6.4 施工安全确保方法码头装货卸货人员要现场培训安全要领，穿戴救生衣等防护用具防坠落；严禁非工作人员入内；水上作业人员及船上临边作业人员必需带好安全帽、穿好救生衣，做好个人安全防护。导管架吊装过程中，严禁采取破损钢丝绳及吊具，吊装过程中应有专员指挥，无关人员严禁在导管架上逗留。严格检验导管架吊点焊缝质量，确保在吊装过程中吊点不出现安全事故。导管架安装完成后，立即悬挂专用航标灯警示，预防夜间航行船舶撞击导管架。装吊扣时，人员在导管架上行走，须穿防滑鞋。建立完善管理网络，确保现场指挥系统分工明确。各岗位安全职责严密、清楚，可操作性强。确保多种安全保障、救生保障方法和设施完整完备。在施工作业时，充足了解海况和天气情况。专员负责搜集天气、海浪、潮汐、台风等气象信息，建立完备预报、警报系统，避免在危险工况下作业。船舶航行时选好航线，避免撞上鱼网或其它移动或静止目标。建立完善通信系统，确保通信通畅。立即有效地和海事部门取得联络和勾通，接收海事部门检验和管理。船舶应水密封舱。船舶需配置适合施工海域地质水文情况锚，以防走锚，并配置锚标。夜间施工应有足够照明，全部电器应符合施工现场安全用电要求。7、附图 导管架安装施工步骤图一； 导管架安装施工步骤图二。