陆上风电建设项目安全高效施工的关键问题

在全球能源转型背景下，陆上风电作为清洁能源的重要组成部分快速发展，但其规模化建设面临独特挑战：偏远山区 / 高原地区的恶劣环境、大型风机组件的长距离运输、百米高空作业的安全管控以及多专业团队的交叉作业协调等问题日益凸显。

一、陆上风电建设项目施工的关键安全问题

1.1 自然环境引发的安全风险

陆上风电项目多分布在开阔地带或山地，风速、降水、地质条件对施工安全影响显著。风速超过 10.8m/s（6 级风）时，吊装作业易发生设备摇晃，塔筒吊装垂直度偏差可能超过 1‰ ，存在倾覆风险；强降雨可能导致基坑积水（深度超 50cm），引发基础坍塌，某山地风电项目因暴雨导致基坑边坡滑坡，造成 3 人受伤。雷电天气更是重大隐患，未接地的风机设备可能遭受雷击，损坏电气元件的同时危及作业人员安全。此外，高海拔地区（海拔超 2000 米）的低氧环境会降低人员体力与设备功率，增加高空作业时的缺氧风险。

1.2 大型设备作业安全隐患

风机吊装是安全风险最高的环节，涉及 200 吨以上汽车吊、履带吊等设备。吊装过程中，若吊点设置不当（如叶片吊装重心偏移），可能导致部件碰撞塔筒，造成叶片裂纹；支腿地基承载力不足会引发吊车倾覆，某项目因支腿下沉导致吊车侧翻，直接损失达 800 万元。塔筒安装时，高空作业平台（高度 80-120 米）的防护栏缺失或松动，可能导致人员坠落，行业数据显示高空坠落事故占风电施工死亡事故的 60%。此外，运输车辆（如叶片运输车长度超 50 米）在山区弯道行驶时，易发生侧翻或碰撞，影响道路交通安全。

1.3 施工环节的操作风险

基础施工阶段，混凝土浇筑若未连续进行（间隔超 6 小时），会形成施工缝，降低基础承载力（设计要求抗拔力≥ 2000kN），埋下风机运行阶段的倒塌隐患；钢筋绑扎不符合规范（如间距偏差超 20mm）会影响结构强度。设备安装时，螺栓紧固力矩不足（如塔筒连接螺栓力矩偏差超 10%）可能导致运行中螺栓断裂，某项目因螺栓松动引发塔筒振动超标，被迫停机检修 15 天。电气安装环节，电缆敷设时绝缘层破损可能引发短路，调试阶段误操作可能导致高压触电，这些操作风险多因人员技能不足或违规作业导致。

二、陆上风电建设项目施工的效率瓶颈

2.1 施工组织与衔接不畅

风电项目施工涉及土建、吊装、电气等多专业队伍，但缺乏协同机制，常出现工序冲突。例如，基础施工队未及时移交作业面，导致吊装队窝工；设备供应商交货延迟（如塔筒到场时间滞后计划 10 天），使后续安装无法推进。施工计划粗放也是问题，未考虑地形差异（如山地吊装场地平整时间比平地多 3 天），导致进度偏差率超 20%。某 50MW风电项目因各队伍衔接混乱，总工期较计划延长 45 天，增加财务成本4500 万元。

2.2 天气与地形的影响

恶劣天气直接导致有效施工日减少，我国北方风电项目冬季严寒（气温低于 -15℃）使混凝土养护时间延长 50% ，南方雨季（持续 1-2个月）导致土方作业无法进行。地形复杂增加施工难度，山地项目道路修建成本是平地的 2^-3 倍，且运输效率低（叶片运输速度仅5-10km/h）；戈壁地区风沙大，设备故障率上升（如吊车发动机进沙导致故障停机率超 15% ）。某山地风电项目因天气与地形影响，有效施工日仅占计划的60%，严重拖累进度。

2.3 技术与设备制约

传统施工技术效率低下，人工绑扎钢筋日均完成 1^-2 个基础，而采用钢筋模块化预制可提升至 3-4 个；吊装设备性能不足，小吨位吊车无法满足 140 米以上塔筒吊装，需租赁大型设备，但市场资源紧张，常出现设备等待现象。此外，信息化水平低，施工进度依赖人工统计，数据滞后2-3 天，无法及时发现偏差并调整，导致问题累积扩大。

三、安全高效施工的关键措施

3.1 构建全流程安全管控体系

风险分级防控：施工前开展 JSA（工作安全分析），识别 30 项以上高风险作业（如高空吊装、有限空间作业），采用 LEC 法（可能性 -暴露率 - 后果）分级，对“极高风险”作业（如 120 米塔筒吊装）实施作业许可制度，由项目经理审批方可开工。在吊装区域设置50 米警戒区，配备红外报警装置，防止无关人员进入。

设备与环境监控：为吊车安装倾角传感器（精度 ±0.5^∘ °）和风速仪，实时监测吊装角度（允许偏差≤ 3°）和风速，超过阈值时自动报警并锁定操作；基础施工区安装边坡位移监测仪（精度 0.1mm），数据超限时触发声光报警。引入雷电预警系统，提前 2 小时预测雷暴，及时停止高空作业。

人员安全管理：高空作业人员必须通过专项培训（考核通过率≥ 90%），配备双钩安全带（抗拉力≥ 15kN）和防坠器；高海拔地区设置制氧站，作业人员每 2 小时轮换休息。建立“安全积分”制度，违规操作扣积分，积分不足者暂停作业，重新培训合格后方可上岗。

3.2 优化施工组织与资源配置

协同管理机制：成立由项目经理牵头的协同小组，每日召开碰头会（15 分钟）协调工序衔接，采用 BIM 技术模拟施工流程，提前发现冲突（如基础与吊装的场地占用冲突）。与设备供应商签订“按时交货奖惩协议”，延误1 天罚款合同额的 0.5% ，保障设备供应。

进度动态调整：根据地形与天气制定弹性计划，山地项目预留 20% 工期缓冲，雨季集中安排室内作业。采用“平行作业”模式，基础施工与道路修建同步进行，塔筒预制与场地平整并行，缩短关键路径时长。某项目通过此模式，将6 个月工期压缩至5 个月。

资源集约化配置：组建区域设备共享中心，集中调配吊车、混凝土泵车等大型设备，利用率提升 30% ；在施工营地设置集中物资仓库，采用物联网技术管理库存（实时盘点准确率 ⩾95% ），减少材料短缺导致的停工。

3.3 应用技术创新与智能化手段

施工技术升级：基础施工采用“预制装配式基础”，现场安装时间从 7 天缩短至 2 天；叶片运输使用“自行式模块化运输车”，山地转弯半径减少 30% ，运输效率提升 50% 。吊装采用“分片吊装 + 空中对接”技术，适应狭窄场地作业，较传统整体吊装节省 20% 时间。

智能化监控平台：搭建施工管理平台，集成GPS 定位、进度填报、预警信息推送功能，管理人员可通过手机端实时掌控项目状态，决策响应时间从24 小时缩短至4 小时。

数字化仿真：利用有限元软件模拟基础受力，优化混凝土配比；通过风场模拟软件预测施工期风速分布，合理安排吊装时段（选择风速＜8m/s 的窗口期作业），有效作业时间增加 15% 。

结语：

陆上风电建设项目的安全高效施工需统筹解决自然环境风险、设备作业安全、施工组织效率等多方面问题，通过构建全流程安全管控体系、优化资源配置与组织协同、应用技术创新与智能化手段，可实现安全与效率的双重提升。尽管在复杂地形施工技术、大型设备资源调配等方面仍存在挑战，但随着行业经验积累与技术进步，这些问题将逐步得到破解。

参考文献：

[1] 张雪杉， 王棽. 竞争性配置政策下陆上风电投资开发管理分析[J].冶金丛刊 ，2019，004（018）：247- 248.

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