李开勇
中国水利水电第七工程局有限公司 四川 郫都区 611730
1、引言
风力发电是一种主要的风能利用形式，相对于太阳能、生物质等可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小。具有清洁、可再生、环境效益好、用不枯竭、建设周期短、自动控制水平高、管理人员少等优点，目前我国的风电项目主要布置在沿海地带或山区山脊。风电项目施工技术相对其他土木工程行业在工程技术方面相对较为简单，但其对管理要求更高，很多施工企业在风电施工业务上存在不同程度的亏损，个别项目亏损还及其严重，因此风力发电项目的施工全过程管理显得尤其重要。
2、风力发电施工的特点
(1)、地理位置偏僻，交通不便，环境恶劣
我国风能资源主要集中在西北边的草原以及东南部的沿海地区和岛屿上，从目前的情况来看，理想的风电场地理位置都比较偏僻，自然条件相对恶劣，交通不变，施工人员、物资以及设备进出都很不方便。
(2)、各风机施工位置分散，施工范围广，地形、地质条件复杂
风机之间的水平距离一般在400~600米的距离，因此，稍有规模的风电场占地区域便有几平方公里，大型风电场甚至占地区域达到几十、上百平方公里，而且风电场内的地形地貌也复杂多变，如我国东南部的沿海地区的风电场地质就多为沿海滩涂区域，这样不确定的地质条件，给风电项目施工带来了很多不确定性，同时也增加了许多困难。
(3)、季节性气候影响较大，有效施工工期短
风能资源丰富的区域气候条件基本上是夏季多雨，秋季来临早，冬季风大寒冷漫长，所以风电项目一般施工期主要集中在夏秋季节，加之雨季的影响，有效的施工工期很短。比如浙江慈溪风电场，在每年的5月该地区要遭受梅雨季节的影响，每年的8月底施工又会被台风影响，冬季由于海边风力大且气温很低，无法进行土建施工，更无法进行风机吊装，所以有效的施工期仅有短短的7~8个月。
(4)、移动频繁，设备在各风机间转运困难
风机的独立布置的特点导致风电场的施工场地要频繁的转场，从基础的定位、开挖、基础的浇筑，到风机吊装、调试，直至并网发电，都在不断转场，一般的施工地区无施工电源接入，施工用电基本上依靠大功率的柴油发电机供电，这就使得设备在各风机间的转运比较困难，必须借助大型机械设备才能有效的转场。因此，施工较为繁琐，同时也增加了施工成本。
3、前期施工组织规划
前期施工组织规划是风电场施工最重要的环节，是项目能否实现项目管理进度、质量、安全、成本控制的关键。不合理施工组织规划对特别是工程进度、成本控制将会造成巨大的影响。前期施工组织规划应重点关注以下要点：
1）施工交通道路的布置，包括线路规划、道路宽度、最大坡度、转弯半径等。线路规划关系到征地、运输成本，尽可能做到永临结合。路面标准、道路宽度、最大坡度、转弯半径关系到风机等大件运输。
2）征地拆迁计划的编制，应根据施工进度要求对对征地拆迁编制专项计划，如果是业主负责征地拆迁工作，施工单位也应当高度重视征地拆迁工作。对风电场施工进度和成本影响的最大因素就是征地拆迁工作，还要关注耕地、林地占用的相关法律、法规。某工程公司在山东某风电场项目半年工期由于业主征地拆迁工作严重滞后，导致工期延误4年之久，且造成项目亏损严重。
3）拌和楼的布置，风电项目多数远离城市，施工范围广，须自建混凝土拌制站，拌和楼布置合理性是成本控制、保证混凝土质量的重要一环。
4）吊装平台的布置，吊装平台的大小、填筑厚度、位置是关系到风机安装成败的关键。
5）地材采购、运输管理，风电场施工地材包括土石方填筑料、砂石料等，由于风电场项目地处较偏远，用量较大但也不是特别大，采购相较自行开采成本要低，但采购用量往往得不到保证，供应商经常涨价的现象时有发生，对成本控制也不利，因此要重点规划地材采购、运输管理。
6）加强主吊机械选型，风机单机容量不断的增大，直接导致风机各主要部件的重量越来越重，尺寸越来越大，需要大型起重机才能起吊。而且由于风电场地形地貌复杂多变及风电施工的特殊性，应尽量选择履带式起重机与汽车型起重机配合施工的吊装方式。吊装机械选型时，正常吊装时的吊车负荷率应为额定负荷的82%~87%，以便应对风机设备组件摆放位置超过设计最大工作半径的情况。
施工成本管理
风电场项目施工成本管理应全过程控制，做好事前、事中、事后成本管控措施，做好计量、结算等工作。
成本要素管理重点关注以下几方面：
1、在风力发电施工过程中，由于其施工的特殊情况，每个风机基础都存在300~600米的距离，施工战线比较长，因此合理的利用人工是项目成本控制的基础，也是保证施工工期的先决条件。在人员组织方面，尽量组织施工进行流水作业，最大限度的降低人员的窝工，减少了施工成本，且有利地保证了项目的工期。
2、材料供应方面最大程度减少风机承台间材料的二次倒运，做到了成本受控和材料受控的双重保障。
3、提高大型施工机械的使用效效率，降低机械使用费。风力发电机组安装工程的成本主要有机械费和人工费构成，而且施工机械费用所占比例相当高。以某风电场风机吊装为例，本工程风机机组吊装采用的是选用德国LIBEHARR 500t全路面液压伸缩式起重机作为主吊起重机，仅LIBEHARR 500t汽车吊的费用约占合同总价的50% ，在实际施工中由于多方面的原因工期延误，吊装也由原来的连续施工，分割成了不连续施工，这样不仅增加了500t吊车的进出场费用，而且会导致500t吊车的闲置，仅500t吊车的闲置费用就约为10万元/天。
4、现场施工组织管理
1）施工现场组织。在风机基础施工时采用的是一般采用80t的桩机，桩机在风机间行走的时间为1~2天，而如果采用拆装桩机的方法，在风机间转场一般需要4~5天。因此，应制定风电场风机的施工顺序调度方案，尽量较少桩机的拆装次数。考虑到大量转场的工作量，施工时应开展2个以上的工作面，辅助吊装机械尽量选择汽车式起重机，可以有效的在各个工作面之间施工，有效地加快施工速度，降低劳动强度。减少大型设备的二次转运，风机机组设备一般不需要二次搬运，其重量和尺寸太大，需要重型的运输及其中机械。因此，应避免或尽量减少风机机组设备的二次搬运。
2）优化施工工序
与其他发电方式相比，风电的建设周期一般很短，1台风机的运输安装时间不超过3个月，而且可以安装1台投产1台。而风电场建设中的升压站、控制楼的建设周期一般在半年左右的时间。因此，在风机机组安装前，应把升压站等一系列辅助设置建设完毕。当浇筑进度跟不上吊装进度时，需要考虑混凝土的浇筑顺序，根据最优的吊装路线进行浇筑，避免由于混凝土浇筑强度不够而让大型吊装机械产生绕行。在施工时应设置专业分工流水作业，既有利于效率的提高、速度的加快，又有利于工程质量的提高。
5、施工技术管理
在风电场的施工过程中，风机的施工流程均为：风机基础预应力管桩施工→风机基础开挖→基础垫层浇筑→管桩填芯混凝土施工→基础钢筋制安→风机预埋管件施工→基础混凝土浇筑→风机塔筒安装→基础螺栓灌浆、止水→风机机组安装。在上述的施工过程中，风机基础混凝土浇筑和风机机组安装是风电施工的重点。风机基础混凝土属于大体积混凝土，在浇筑过程中需要一次浇筑完毕，浇筑持续时间长、浇筑量大，选择何种混凝土入仓方式和质量控制成为风机基础混凝土施工的关键。
风机机组安装是风电场的施工的核心。在实际施工过程中，一般采用160 t汽车吊进行下部塔筒的吊装，500 t履带吊车进行中、上部塔筒、机舱及风叶的吊装，这样采用2台吊车配合作业可以大大地缩短吊装工期，同时也能节约施工成本，保证吊装工程能够连续进行，而且小吨位的吊车还能配合大吨位的吊车进行施工转场，减少了副吊的进出场次数，既节约了成本，有保证了进度。
施工期间，车辆行走。设备堆放、土方开挖均要对现有环境及植被造成破坏，应加强环保设计，制定恢复方案，以确保环境保护的效果。
6、施工安全管理
在风电场的施工过程中，除了常规的安全管理手段、制度、程序外，由于吊装风机高度高、单件重量大，风力发电机组安装位置通常风力较大，作业环境恶劣，大型吊装机械移动困难，所以安全管理是日常管理的重中之重，吊装方案，方案应组织专家论证，以风机安装手册为依据，从风机安装的整个流程详细的说明了每项工作的安全要求及注意事项。加强安全教育培训，组织安全学习。制定吊装、高空、封闭空间作业的作业票制度，有利地保证了安全设施及时到位，保证了作业的安全。安全投入到位。
7、施工质量管理
在风机基础的建设过程中，从基础开挖、垫层施工、钢筋绑扎、混凝土浇筑直到风机机组的安装，各个施工环节都必须严格控制施工质量。风机基础混凝土的浇筑的质量控制是关键，一般风机每个基础混凝土量在200~500m3之间，属于独立大体积混凝土，要求不间断的一次性浇筑完成，单个基础的连续浇筑时间一般要持续12h以上，要严控水灰比、强养护，预防温度应力缝的产生。这就要求在对风机基础浇筑的时候合理安排混凝土的拌制速度，做到连续浇筑；在风机基础养护的时候要特别注意：(1)在沿海地区的风电场在混凝土养护时，禁止用海水进行养护；(2)由于风电地区的气候恶劣，夏季天气炎热时要加强对混凝土内部温度的检测和控制，最后每隔半小时检测一次，并且派专人对基础混凝土洒水养护，防止基础混凝土表面出现裂缝；冬季天气寒冷时要加强对基础混凝土的覆盖，防止内外温度差异过大而引起裂缝产生；(3)如果在施工过程中基础混凝土表面发生了裂缝，要及时调配环氧树脂进行修补。
9、 结语
在规模较大的风电施工项目中，使用科学的、有别于其他项目的管理方式是很重要的。项目施工管理人员必须具备较高的专业技术能力，事前要对项目进行详细的规划，要高度重视征地拆迁对工程施工的影响，强化项目管理，减少停工窝工，确保风电场施工的工期、质量受控，并兼顾施工的成本和效率目标。