航奋进”号海上风电机整机安装施工方案

（3）工程所在海域西边距东海大桥仅有1000m，施工 海区有东海大桥的副航道穿过，施工范围虽可临时禁航， 但该区域内穿行船只仍会很多，特别是渔汛期。因此，确 保东海大桥、施工船舶和本工程结构安全也是本工程的一 个重要环节。
2. 自然条件
2.1 海洋水文--1
a.潮位：本海域的潮汐主要受东海前进潮波控制，潮汐
“四航奋进”号海上风电机整机安装施工方案
-----东海大桥100兆瓦海上风电示范项目
中交四航局2009/04/17
1. 地理位置
地理位置
东海大桥风电场工程位于上海市临港新城至洋 山深水港的东海大桥东侧1000m以外海域（离 南汇嘴8～13公里），共布置34台单机3MW的 风电机，分4排，东西向间距为1000m，南北向 间距500m，风电场东西走向4500m，南北走向 5000m，同时一条1000t副通航孔垂直穿过1#、 2#机组与3#、4#机组中间。风电场位置及地理 环境见图。“四航奋进”号负责1#、2#、3#风电 机组的整机安装。
2.3 工程地质
根据《东海大桥海上风电场工程岩土工程勘察报告》 （上海勘测设计研究院，2006年8月），本工程场址海 域水深9.9~11.9m，海底滩面高程在-10.00~-10.67m。 滩地表层主要为淤泥。场地地基土层自上而下主要分为： ①层淤泥、③层淤泥质粉质粘土、④层淤泥质粘土、⑤1 层粘土、⑤3层粉质粘土、⑥层粉质粘土、⑦1-1层砂质 粉土、⑦1-2层粉砂、⑦2层粉细砂、⑨2层含砾中粗砂。
H5% （m）
H13% （m）
50
2.83 7.76 74.1 9.55 5.81 5.06 4.92 4.24
100 3.01 8.23 81.6 9.91 6.18 5.38 5.23 4.51
2.1 海洋水文--4
c.潮流：本风电场海域潮流运动的基本形态为每天日 二涨二落，具有明显的往复流特性，涨、落潮流向基 本为东西向。根据东海大桥海域潮流水文测验资料的 整理分析，采用《海港水文规范》（JTJ214-98）的相 关规定计算得到可能最大流速。考虑到水文观测资料 和所采用的准调和分析方法的局限性，为安全起见， 将可能最大流速乘以1.30的安全系数后作为本工程设计 的设计流速，设计流速数据见表2.3。
东海大桥风电场
1.1风电场所在海域周边情况
（1）本风电场工程水域开阔，水深稳定，水深条件与 区位条件适合于各种大型施工船舶进场作业。同时，风电 场区域为远离岸线的无掩护外海施工，风大、浪高、流 急，海况条件恶劣。
（2）施工区域有5条海底光电缆穿过，因此，保护光缆 安全十分重要。光缆区域300m范围内的船舶施工需重点 关注。
风电机采用的吊装工艺
平衡梁完全提升 到预定的位置并 加负荷预紧，锁 上抱紧装置
风电机采用的吊装工艺
完全拆卸塔筒底 部法兰与甲板底 座连接的螺栓 后，平稳提升风 机，氮气缓冲装 置工作
风电机采用的吊装工艺
继续提升风 机使塔筒底 部离开甲板 底座钢管筒
风电机采用的吊装工艺
风机塔筒底部提升 到足够的移船安全 高度约3.5m
奋进号移船到半潜驳前端与风机对位挂吊具，起升吊具预紧钢丝绳，锁紧抱桩器， 并拆卸塔筒底部法兰的连接螺栓 奋进号主钩起升至640t 奋进号继续起升主钩使风机发电机组底部完全离开半潜驳甲板面到安全高度 奋进号调整船位使风机整体离开半潜驳，移向安装墩台 奋进号双主钩平稳提升风机使塔筒缓冲装置底部与墩台缓冲装置顶水平面距离约3m 调整船位使风机与墩台预埋钢管粗对中，平稳下降双主钩风机逐渐与 塔筒底部缓冲装置与墩台顶部缓冲装置完全对接，继续下降主钩使风机实现软着 路，主钩保持400t负荷 双主钩下降，主钩的负荷保持在170t 双主钩下降，主钩的负荷保持在150t 穿螺栓，预紧螺栓、分5次逐层上紧螺栓到设计的拉力 奋进号平稳将平衡梁放下，搁置在上缓冲装置的顶面，解扣 解扣后，奋进号退出至安全区域 完车 (2009.4.5第二台风机现场安装工序时间记录）
6.安装墩台
已具备安装 条件的墩台
半潜驳在抛锚定位
四航奋进 号抛锚定 位
7、风机发电机组安装流程
风机整体安装 工况视图
平衡梁 平衡梁抱桩器
φ
采用的吊装工艺 据风机特点，采 用特定吊装工艺的 工装，包括平衡梁 110t，上部吊架重 100t，钢丝绳吊索 约25t。故整机吊 装作业时，总重约 750t。风电机安装 总工况图：四航奋 进安装视图
型深 D 7.60m 设计水线型Lw100.0m
满载吃水 4.80m 空载吃水3.15m 平均吃水4.2m
满载排水量18000.80t 空载排水量8495.67t
航区：近海及沿海
四航奋进号
起重机基本参数
项目
额定起重
舷外伸距
起升高度 起升速度
水面上 水面下 满载 空载
变幅速度
主钩前后钩中心距离
双臂架左右主钩中心距离
轮毂 塔架3节
合计
SL3000-90
外形尺寸（m）
起升重量（t）
起升高度（米） 离水面
φ2.4×44×4.2（弦长）
13×5×6.24
φ5×5
上 φ3.9-φ3.07×32.1
中 φ4.5-φ3.9×30.815
下
φ4.5×14.86
11.2（每片） 115 28.5 57 98 80 412.1
91.3 90 90 87.775 55.675 24.86
类型属非正规半日潮。根据芦潮港水文站1978~1994年的
潮位统计资料和业主提供的招标文件，本工程海区的平均
海平面高程0.23m（芦潮港潮高基准面在平均海平面下
267cm）（国家85高程，下同），平均高潮位1.86m、平
均低潮位-1.34m。本工程海域的潮位特征参见表2.1。
潮位特征采用值
表2.1
平均海 平面(m)
2.1 海洋水文--3
经分析，对本海域影响最大的是NNE（NE）、ENE
（E）、SE（ESE、SSE）三个方向的波浪。根据业主
提供的相关条件，本风电场海域波浪要素参见表2.2。
波浪要素
表2.2
重现期 （年）
平均波 高H（m）
波周期 T（s）
波长L 波速C
H%
（m） （m/s） （m）
H4% （m）
风电机采用的吊装工艺
风机负荷通过气 罐的作用部分转 移到墩台上的缓 冲装置上，主钩 保持170t负荷； 塔筒底部的法兰 与墩台上的预埋 钢管用螺栓进行 连接预紧，逐次 预紧螺栓到设计 的拉力后，将平 衡梁的平稳放下 临时搁置在顶部 的缓冲装置上。
8、现场单机安装功效分析
功效分析
工序时间（段/点）
风速
有义波高 1.0m 流速
2.自存状态(抛航行单锚)
最大水深 30m
风速
有义波高 4m
流速
6级风(10.8~13.8m) 3m/s
10级风(28m/S以下） 4.5 m/s
6、风机发电机组运输及船舶 定位
6.1 风电机海上运输及风机的平面 布置尺寸
风电机整机在半潜驳上完成组装和固定，运输至东海大桥 风电场现场。半潜驳主要参数及风机搭载半潜驳布置见图。
2.1 海洋水文--5
表层
设计潮流流速
中层
表2.3
底层
平均值
流速
流向
流速
流向
流速
流向
流速
流向
（cm/s） （。） （cm/s） （。） （cm/s） （。） （cm/s） （。）
315
72
257
72
148
67
239
70
2.2气象
据有关资料反映，本区大风风向主要集中在偏北和 东南偏南方位，由大戢山站1986～1990年大风资料统 计，平均每年风力≥7级的大风日数为65.8d/y。
90640
6400 2450
4120
55
60
65 66
70
75
80
85
88
90
95
99
6400
9600 35300
17600
6400
6400 2450
22660
22660
风电机装驳后的相关尺寸
?3070 19000 17600
?3900
40703 机舱中心距甲板80m
井架距甲板约56m
rope 32100
风电机吊装工艺
四航奋进号移 船与半潜驳上 的风机对位
风电机吊装工艺
已经挂好吊扣的 “四航奋进”下降 主钩与平衡梁上 的吊点对位
风电机采用的吊装工艺
起重工人挂扣，将奋 进号主钩下的琵琶扣 与平衡梁的吊点联接
风电机采用的吊装工艺
挂扣后奋进号缓慢起 升平衡梁
风电机采用的吊装工艺
提升平衡梁至底 部连接钢丝绳完 全受力
场址区域多年平均气温17.2 ℃，累年最高气温37.5 ℃，累年最低气温-7.9 ℃，8月份平均气温最高为27.5 ℃，1月份平均气温最低为6.6 ℃。
场址区域年内雾日数以3～6月据多，约占全年雾日 数的65％；多年平均雾日数为30～50天，年雾日数最 多达60天、最少为20天。
场址区域年平均降水量1015.3mm；最大月降水量 390.7mm(1999.6)；最大日降水量 111.7mm(2000.8.6)；过程最大降水量 248.5mm(1999.6.24～30)。
定长rope 30815 56500
14860
14900
?4500 5050
12800
1200
CL
6400 9600 6400
2450
35300
2300 3300
6.风电机的装载和运输
6.1 风机的装载方式：采 用4000t的半潜驳进行装 载，每次可以整机装载2 台风机，风机按船首、船 尾各布置1台，风机的两 侧各对称安装两套井字 架，井字架顶部安装；并 通过塔筒底部的法兰与甲 板底座连接；固定在半潜 驳的甲板上 6.2 装载好风电机组的半 潜驳由拖轮接拖好后直接 拖带到风电施工现场；
缓冲装置供电系统 发电机组
60kw
2
平均吃水(m)
3.6 4.2
1.8 4.2
4.2 1.8
构件周转系统
小浮吊
150t
1
交通运输
交通船
300匹
2
5.2 四航奋进号参数介绍
船名：四航奋进
船籍港：广州
船检登记号：2004Q0000133
总吨位：9403
净吨位：2821
主要尺度：
总长 LOA 104.0m 型宽B 41.0m
吨位/功率
主尺度（m）
风机装载运输配套
半潜驳 拖轮
抛锚艇 四航奋进
4000t 3200HPs
700HPs 2600t额定起重量
58 ×44×4.6 32×9。0×5.6
26×9.4×3.5 100×41×7.6
风电机安装配套船舶
拖轮 抛锚艇
4000HPs
36×9.6×5.6
700HPs（40吨起锚力） 26×9.4×3.5
单位 t m m
m/min min m m
主钩
小钩
索具钩
650×4
100×2
10×4
32.0
40.6
80
93
5
5
0~1.2
0~6
0~10
0~3
0~12
0~20
臂架角度30º~60º变幅约50min 6.0
19.0
四航奋进起重曲线
四主钩空间钩距
四航奋进起重曲线
作业状态、自存状态
1.作业状态
最大水深 30m
备注
正面轴重心
本工程海上风机安装，采用整机吊装方案。风电机整 机（不含吊装体系）中心位置见图3.2a、图3.2b。
图3.2a 整机重心
侧面轴重心
图3.2b 整机重心
4、风机安装立面图
4. 风电机安装立面图
叶片扫掠面
叶片
风机基础顶面 +10.0
5、项目施工设备配套
5.1配套设备
项目
船舶类型
风电机采用的吊装工艺
四航奋进操纵 船位后移使风 机整体离开半 潜驳的端部
风电机采用的吊装工艺
四航奋进 号后移退 出安全的 距离后， 横向移动 向安装墩 台
风电机采用的吊装工艺
四航奋进号移 向墩台就位
风电机采用的吊装工艺
塔筒底部与墩台顶部对位
风电机采用的吊装工艺
塔筒底部的缓冲装 置与墩台上的缓冲 装置接触，负荷转 移到墩台顶的缓冲 装置
本工程场地属Ⅳ类，场地地震加速度峰值为0.10g，地 震基本烈度7度，场地属抗震不利地段。本场地不存在地 震液化问题。
3、风电机整机安装
3. 风电机整机简况
3MW风电机由塔身（上、中、下塔筒）、机舱、轮毂、
风叶及电气体统组成。详细见表3.1。
风机部件参数统计表（每台）
表3.1
设备名称
叶片 风电机机舱
0.23
平均高 潮位(m)
1.86
平均低 潮位(m)
-1.34
设计高 潮位(m)
2.55
设计低 潮位(m)Baidu Nhomakorabea
-2.09
极端高 潮位(m)
3.68
极端低 潮位(m)
-2.93
2.1 海洋水文--2
b.波浪及水深条件：本风电场位于东海大陆架内缘，海区 海图水深7~8m。风电场海域有众多岛屿对该海区起屏障 作用，外海长周期的涌浪不能直接传入。西南向和西向为 漫长的杭州湾南岸线。可见，除NE向外，本风电场海域 基本上处于众多岛屿的包围中。其中，嵊泗、川湖列岛间 的海峡比较宽，在夏、秋两季SE方向可能会有台风浪传 入。其它方向由于风区长度有限，且不是强浪向，难以形 成该海域的控制性波浪。NNE向（包含N、NE向）水域 开阔，为该海域的强浪向。三月份安装的海况仍受冷空气 的影响，因此，安装和停泊都必须关注该季节的天气和海 况的影响。
09:00-12:00
12:00-13:55
13:55 13:58 14:03 14:03-14:25 14:40
15:00
15:10 15:45 15:45--18:25 18:25--19:56 20:14 20:25 合计约12小时
工作内容摘要
半潜驳拖带至安装墩台附近抛锚定位，奋进号部分锚抛锚定位