摘要:国内风电市场经过数年的快速发展,建设条件和风能资源较好的平原区域开发状态已近饱和,目前开发的风能逐渐向建设条件较困难的山区和海上转移。本文以山区风电场工程EPC总承包项目为背景,按照风场在建期间大件设备运输阶段的前期组织、场外运输、场内运输为主轴线,以各阶段凸显的问题为切入点提出个人的观点和建议,望与同业者共同探讨交流。
关键词:风电场;山区工程;大件运输
一、引言
风电设备以超长、超宽、超高、超重的特点著称,运输过程中需运用牵引车、全挂平板车、工装车等各类型常规或特种运输工具进行一次或多次转运直至抵达施工现场。本文论述背景选用低山、丘陵山区风电项目的运输环节,相对于戈壁、平原和沿海风场的风电工程,更加大了其大件运输工作的复杂程度。同时,由于技术要求高、耗时长、安全风险大等因素,导致大件设备运输成为了影响整个工程安全、进度和成本的重要因素。
二、工程规模及风电场基本情况
工程规划总装机容量为172MW,本期建设规模为100MW,拟安装50台单机容量为2.0MW的风力发电机组。另外,建设110kV风电场升压站一座,分别由5回35kV集电线路汇集至升压站。
风场建设地点位于湖北省荆门市西北部东宝区栗溪镇、石桥驿镇、仙居乡一带山脊,距荆门市城区北偏西约25km。风场地貌形态属于低山、丘陵地貌,高程在300~600m之间,山脊(山顶)较平缓,多条山脊相连,山脊主要走向为南北向。南北向长约14km,东西向宽约10km,石栗公路贯穿于风场东西。
道路按照场内和场外两个部分组成,场外道路由G207国道和石栗公路组成,道路里程约54公里,场内道路由原有公路和新建公路组成,道路全长约47.4公里,公路设计参照四级标准执行,设计速度15km/h。同时满足风机厂家提供的风机运输要求,保证大件从场外等级路到达各风机点位。
道路的主要技术指标如下:
三、大件运输前期组织工作中三个关键方面
大件运输组织工作应贯穿和覆盖整个项目的全周期管理,相关工作涉及到对招标环节的指导、运输线路方案的优化、运输计划的编排与实施、道路迁改工作的成本控制等方面,对于项目至关重要。本节中将围绕大件运输前期组织工作中的运输方案策划、道路清障实施以及运输工具选择三个方面来进行探讨。
3.1 大件运输方案的策划
常规情况下,风机厂家以及塔筒厂家在签订合同后即对设备运输单位进行选择,委托有意向的数家承运单位参与场区内、外的道路踏勘工作,承运单位根据场外道路沿线杆线净空、道路宽度、弯道半径、路面桥涵荷载强度方面提出具体要求,最终形成《大件运输道路勘察报告》报总包项目部。由于实际操作中,各承运方人员对现场判断和把握不同以及各承运方车况性能的差异,其《大件运输道路勘察报告》的科学性和可操作性难以评估,提出的道路整改问题往往参差不齐、差异较大。一旦合同签订并实施,道路整改问题及成本难以控制,对整个大件运输工作可能造成较大影响。建议大件运输工作应纳入到设备合同招标阶段,由总包方项目部牵头,联同设备供货方、运输单位、设计部门共同参与踏勘工作,由设备供货方在征求多方意见基础上提交最终版《路勘报告》报设计审批并将此作为设备采购供货合同中的一个部分加以固化。通过程序规范可进一步提升勘察报告的质量、优化运输线路方案,同时对合同双方起到约束、加强成本控制。更重要的是,通过对正式版《报告》的评估,道路清障工作的费用可初步得到框定,对项目风险也可以做好初步预判。
3.2 大件运输道路清障的实施
大件运输道路清障,例如场外道路以及杆线的迁改工作。因其改造点多、涉及面广、协调工作繁琐以及改造反复性较大,在工程实施阶段是影响进度的一个重要方面。另外,如在合同阶段将此类工作打包由设备厂家或运输单位处理,因其承运单位多为外地企业,对项目实施地的实际情况不熟悉,可能会出现清障工作推进缓慢的而影响整体进度的情况。在道路清障的策划阶段,从经济性及工作效率的角度出发,有如下三种方式可以解决上述问题:1、可考虑将道路清障工程作为独立的单位工程进行单独招标;2、根据设备厂家提供的正式版《路勘报告》工程量,选择具备一定实力的当地企业或委托政府部门打包处理;3、通过合同约束承包方,保证清障工作的进度并控制成本。
3.3 大件运输工具的选择
运输工具的选择与货物的尺寸、重量直接相关。设备运输单位出于成本、车辆组织的考虑,在运输实施阶段可能会使用车况差,动力不足的车辆往返于施工现场,给场内运输工作带来巨大困难的同时,也给项目的安全埋下隐患。因此在合同谈判过程中应优先对运输工具进行明确规范,具体建议如下:1、大件运输车辆应保证动力充足车况良好,车辆的动力不得低于430匹马力;2、塔筒运输车辆应保持一定的车板长度,不宜擅自加长。车板长度的增加对铺装路面高速路况下大件运输车辆行驶起到稳定性作用,车辆可更好更快的通行。随着车辆进入乡道以及场区道路,过长的轴距问题导致车辆对路面平整度以及转弯半径的要求成倍增加,无形中增加场内、外道路迁改的投入。3、对于场内特别困难路段应考虑具备底盘升降功能的塔筒运输车辆;4、固化运输单位的车辆和操作人员,选派山地风场运输经验丰富的车辆驾驶人员进行设备的运输,并在施工阶段将相关人员信息向项目部报备。
四、场外大件运输工作实施过程中的部分常见问题
风场大件运输工作根据道路特点可划分为两个部分,即场内运输和场外运输。自大件运输车辆出高速,进入国道至自建风场道路止皆列入场外道路范畴。场外运输工作对工程建设的进度至关重要。本节将着重对承运车辆超限情况处理以及设备二次转运场地建立两个方面进行探讨。
4.1承运车辆超限情况的处理
在大件运输工作中,大件设备厂家以及大件运输承接方往往“忽略”场外道路运输过程中由于超宽、超长、超重问题而带来的处罚的风险,合同中未作明确界定,往往形成单位间相互推诿现象。公路执法管理部门现场查扣车辆,少则几天多则数周的延误,直接影响工程进度。针对上述问题,解决建议如下:1、在合同中规范大件运输权责主体;2、在运输准备阶段督促运输单位提前做好道路运输部门的车辆信息备案工作;3、督促设备厂家对“三超”车辆的处理工作要及时介入,尽量减少延误给工期造成的负面影响。
本项目中大件运输车辆主要技术参数如下:
塔筒运输车辆信息统计表
4.2 设备二次转运场地的选择
在风机设备运输过程中,为有效解决叶片在狭窄道路、爬坡路段、转弯路段难通过的问题,风机运输中常采用山路运输专用装置(特种叶片工装车)进行叶片的二次转运,风机厂家一般会在场外道路选择一处较平整的场地作为设备临时堆放和转运设备场所。关于塔筒厂家,常规情况不设临时堆放场地,本工程实施阶段即采用上述方法。
作为山区工程,设立塔筒和风机设备转运场地总体来说对工程顺利开展起到了积极作用,其主要优劣势分析如下:
优点一:缓解塔筒和风机运输车辆的压车风险;基于山区风场的特点,在风机吊装阶段总包项目部会根据工程情况调整吊装作业面以保证工期要求,大批量设备短时间抵达施工现场。在运输过程中由于道路、天气、周边环境、村民阻工等不可预知因素的影响,车辆往往在到达指定地点前会产生长短不等的车辆滞留问题。车辆滞留不仅降低了设备供应的效率,而且会产生大量的车辆窝工成本。设置二次转运场地可有效缓解现场车辆滞留所带来的压力,加快车辆流通,一定程度解决上述问题。
优点二:灵活多样的按照现场需求补充设备;通过转运场地的调整和对现场情况的预判,可更加灵活的调配设备物质,更好地完成运输工作。由于受到平台大小、主吊占位以及场内道路等先天条件的制约,主吊设备的转场常常与设备车辆相互影响相互干扰,影响工程建设。通过场外设置转运场地,可有效及时的分配补充各机位缺少物资,工作效率大大提升。
缺点一:吊车设备的投入以及转运场地的平整,使运输成本费用有所增加。
缺点二:二次转运期间的安全风险,需要占用部分人力物力。
五、场内大件运输工作实施过程中的常见部分问题
场内运输作为风机吊装阶段的一个最为重要的保障性环节,在项目建设阶段受到各建设单位的广泛关注。下文中将针对场内道路牵引工作开展、部分复杂路段运输方法探索等问题进行探讨。
5.1场内道路牵引工作的开展
在大件运输阶段由于受到车辆性能、道路状态、天气等诸多因素的制约,在场内道路运输中往往会借助牵引设备来帮助运输车辆完成场内的运输工作。对于牵引配备的投入数量,应根据施工作业开展面确定牵引设备的投入。对于工期较宽裕的工程,一台主吊设备配置二台牵引设备可满足现场拖运的要求;对于工期紧路况差的区域以及雨季运输和场内道路距离较长的区域,根据实际情况适当增加牵引设备作为补充。同时,对于风场片区较多且分散,现场具备多作业面开展吊装条件的风场,区域作业面的增加牵引设备应随即成比例增加。
对于牵引工作的分包,主要集中在以下几类单位内予以考虑,即:土建单位、塔筒生产单位和设备吊装单位。
对于土建单位,其优势在于道路建设阶段对现场环境、道路情况的熟悉,以及在建设阶段可以通过合理地调整道路平整度来减少后续牵引设备的投入,同时结合自身对现场情况熟悉的优势特点提出较优的牵引方案。其劣势在于由于对现场道路的熟悉,土建单位会根据现场道路情况适时权衡投入利弊,从而降低部分路段的建设标准,影响道路质量进一步可能对验收工作造成负面影响。
对于塔筒生产厂家,其优势在于和现场无直接利益关系,可根据现场情况合理分配牵引设备。其劣势由于牵引主体在塔筒厂家,对于风机设备的牵引可能出现分配不合理问题。
对于设备吊装单位,其优势在于可根据现场吊装计划合理平衡牵引次序,拟定较优的牵引方案。其劣势在于繁琐的牵引工作可能影响到吊装工作的顺利推进,对现场吊装工作构成影响。
结合经验,牵引工作主体由塔筒生产厂家完成影响面最小且更利于项目的顺利完成。同时在合同中应予以规范,加大项目部对现场牵引工作的考核力度,从而最优地完成牵引工作。
5.2 部分复杂路段运输方法探索
风机设备运输车辆通常采用底板长轴运输车辆,在铺装路面上行驶安全平稳性尤为突出。一旦进入场区道路,底板长轴的优势即刻成为影响运输的主观因素。对于道路急弯且上坡的路段,由于设备重心的向后偏移,前轮驱动无法正常发挥其应有的效果,导致现场多辆牵引设备的介入也无法顺利完成施救工作。因此对于道路阴面、容易汇水急弯且上坡的路段,可适当考虑采用混凝土局部硬化的方法减少车辆过弯的难度。
另外,在场内运输过程中时常出现设备运输车辆无法错位、行车相互干扰的情况,场内道路的堵塞伴随着让位错车工作的复杂协调工作,常常给车辆安全带来隐患。对于场区道路错车位的选择,应结合片区风机支路的分布以及山势情况合理布局,每隔5公里设置一处错车位为宜,充分保证车辆顺利通行。
六、结语
谈到山区风电场大件设备运输工作,由于内容繁琐且涉及面广,尚未形成系统的理论成果,但上述内容确是我们在工程建设现场的所听、所看、所想。通过数日的收集整理,现将积累的经验教训及相关工作思考形成本文,希望与同业者共同探讨交流,同时也期望能给我院后续的山区风电项目提供一些先验的、可操作的管理经验和方法。