蔡创彬
（华润电力投资有限公司深圳分公司 深圳市 518000）
摘要：随着科学技术的发展及人们对自然资源需求量的加大，我国开始进行海上风电的开发。由于我国海上风电属于开发初期，海上风电场的设计还属于萌芽阶段，存在着很多不足。要开发海上风电，建立风电场，首先获得相关的风资源数据，这就需要要建立海上测风塔，对拟建的风电场的资源进行参数的测量。本文结合海上测风塔设计和施工经验，分析了测风塔设计的各种问题和情况，对建设中需要注意的事项作了相关的总结。
关键词：风电场； 海上测风塔； 设计与施工； 经验总结
前言：
对于自然资源日益减少的今日，海上风电的开发有着极为重要的意义。风电是没有污染的可再生能源，对于资源缺乏的国家有着很重要的作用。海上风能资源是最为丰富的，且较为稳定，它的风况相较于陆地更为优越，且受到的各种干扰较少，也不会涉及到土地征用的问题，因此海上风能资源的开发越来越受到国家的重视。我国的近海风能资源可以开发的有8亿KW左右，具有很大的发展前景。目前已经有很多国家建成了较大的海上风电场，在相关的设计和建设上有了一定的经验和技术，但我国在海上风电场设计上还处于初期阶段，各方面都不够成熟。
一、海上测风塔的设计
1、地质水文的测量
根据相关的调查资料显示，一般海域的地质分层分别为淤泥层、粉砂层，各土层具有不同的抗压侧阻力和极限阻力。以黄海的某一海域为例，它的地质分层主要分为（从上往下）：（1）最上层为淤泥质的黏土，厚度大约为18米；（2）黏土之下为粉砂质泥土，厚度约为4米；（3）下层为粉砂层泥土，目前还未揭穿，是工程基桩持力层。每个土层的抗压极限测阻力和极限端阻力的标准值都是不同的，各土层的具体标准值如下（图1）：
图2
2、测风塔结构形式的设计
一般来说，测风塔的结构形式分为两种：自立式、拉线式。自立式测风塔的材料用量较大，需要达到很高的要求，塔体下部较宽。拉线式测风塔的可靠性较高，受力合理，塔体也较小，但工艺相对比较复杂，拉线数量多。因此在进行海上测风塔的设计时，要考虑到测风塔对海上船只的影响，很多海域是采用的自立式测风塔。在测风塔的设计中，一般是采用重力式基础和桩基础。桩基础中较为适用的有钻孔灌注桩、钢管桩以及预制混凝土桩等。钻孔灌注桩的施工需要浇筑混凝土，施工时间较长；预制混凝土的施工较难打入，不宜使用钢结构作承台，施工时间同样较长；重力式桩结构简单，施工方便，成本较低，但由于抗压力小，体型较大，在海中容易受到洋流的影响，发生倾斜甚至倒塌。钢管桩的施工相对比较容易，时间也不用很长，但成本较高。总的来说，钢管桩的抗压力较强，海底的洋流对它的影响较小，受力情况也很明确，但施工工艺相对比较复杂，对海上防腐的要求很高。因此，在进行海上测风塔的材料选择时，根据具体情况，大多选择的钢管桩。
三、测风塔的施工
1、桩基的施工
桩基施工需要的设备主要有打桩船、抛锚船及运桩船等。在进行施工时，要选择适合的打桩船设备，如撞锤等，并选择适合的工艺，提高沉桩效率。沉桩时的工序为：（1）起桩；（2）立桩；（3）插桩；（4）锤击沉桩；（5）停锤，移位；（6）完成，开始下一根桩。在打桩时，沉桩大约需要20分钟（每一根），打桩时需要选用合适的施工设备和施工工艺，要有准确的资料。
在海上施工时，由于风浪较大，施工期间可能会发生很多船只与桩基的碰撞，对过往船舶造成很大的危害。因此在施工时要制定详细的安全控制措施和计划。打桩船先要运至施工点，再采用八字形式进行抛锚，并在每个锚上设置浮漂。在海上由于风浪的影响，自航驳与打桩船的间距要保持在五百米左右，设立四根锚缆。
四、结束语
在海上测风塔的设计与施工中，由于受到海上风浪的影响较大，测风塔的施工具有很大的难度。在设计测风塔时，要根据具体的地质情况和特点，选择适合的施工工艺和设备，避免出现不必要的麻烦。
参考文献
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论文作者:蔡创彬
论文发表刊物:《电力设备》2016年1期供稿
论文发表时间:2016/4/14
标签：海上论文; 风电场论文; 海域论文; 桩基论文; 土层论文; 阻力论文; 风电论文; 《电力设备》2016年1期供稿论文;