文 | 田拓，張偉，婁睿

江蘇響水220kV海上升壓站安裝

文 | 田拓，張偉，婁睿

工程概述

江蘇響水近海風(fēng)電場位于響水縣灌東鹽場外側(cè)海域，風(fēng)電場離岸距離約10km，沿海岸線方向長約13.4km，垂直于海岸線方向?qū)捈s2.6km，場區(qū)面積34.7km2，場區(qū)水深8－12m（平均海平面起算）。風(fēng)電場擬安裝55臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，海上升壓站位于風(fēng)電場西側(cè)、第2－3排風(fēng)電機(jī)組之間。升壓站主體平面尺寸約為23m×28m，高24.8m，平臺(tái)頂高程31.0m，為一整體式鋼平臺(tái)，上部組塊總重約2050t。本項(xiàng)目的實(shí)施時(shí)間為10月中旬，海上氣象影響明顯，把握住有效時(shí)間窗口期，合理進(jìn)行船舶就位和吊裝安排，對(duì)于作業(yè)順利及安全與否至關(guān)重要。

海上安裝

一、海上預(yù)調(diào)查

（一）水深及海底地形預(yù)調(diào)查

1．預(yù)調(diào)查內(nèi)容

由于海上升壓站安裝現(xiàn)場水域水深較淺，而主作業(yè)船、運(yùn)輸駁船和拋錨拖輪的作業(yè)吃水都比較深，所以為保證施工期間作業(yè)船舶的安全，把握作業(yè)現(xiàn)場的水深及地形變化對(duì)于規(guī)劃進(jìn)出場路線尤為重要，所以在方案設(shè)計(jì)之初進(jìn)行現(xiàn)場水深和地形預(yù)調(diào)查十分必要。

根據(jù)施工船舶的拋錨就位范圍，預(yù)調(diào)查掃測范圍為以升壓站樁基礎(chǔ)為中心，按照主作業(yè)船的拋錨方向，取邊長2km的正方形區(qū)域。

另外要進(jìn)行船舶進(jìn)出場址路線的地形調(diào)查，船舶進(jìn)出場路線為兩條，各長1200m，測量范圍為以船舶進(jìn)出場路線為中心線，寬300m走廊帶。

調(diào)查內(nèi)容具體包括：

（1）查明船舶作業(yè)區(qū)域及進(jìn)出場路由水下地形情況；

（2） 查明區(qū)域障礙物及周邊建筑物情況；

（3） 查明區(qū)域附近是否存在電纜及電纜的位置、走向。

2．預(yù)調(diào)查結(jié)果

據(jù)業(yè)主資料，項(xiàng)目調(diào)查范圍內(nèi)共有4處風(fēng)電機(jī)組及1處海上升壓站，風(fēng)電機(jī)組編號(hào)分別為26號(hào)、27號(hào)、38號(hào)、39號(hào)，經(jīng)現(xiàn)場勘查，調(diào)查期間除38號(hào)風(fēng)電機(jī)組樁基礎(chǔ)未建外，海上升壓站與其余風(fēng)電機(jī)組樁區(qū)域基礎(chǔ)均已存在。

區(qū)域內(nèi)地形較為平緩，水深在7.0m－9.5m之間，總體呈自南向北逐漸變深的趨勢，海底面坡度為0.75‰，最淺處7.0m，位于測區(qū)西南角，最深處9.5m，位于26號(hào)風(fēng)電機(jī)組樁基礎(chǔ)附近。各等深線基本平行，走向?yàn)镹W-SE。

區(qū)域內(nèi)共發(fā)現(xiàn)1處升壓站樁基礎(chǔ)及3處風(fēng)電機(jī)組樁基礎(chǔ)，分布有大量溝痕，未見有裸露電纜，未發(fā)現(xiàn)具有明顯高度的障礙物。

（二）現(xiàn)場潮位預(yù)調(diào)查

1．預(yù)調(diào)查內(nèi)容

圖1 調(diào)查范圍示意圖

除把握水深和現(xiàn)場海底地形之外，掌握現(xiàn)場在施工期間的潮位變化情況對(duì)于施工船組規(guī)劃進(jìn)出場時(shí)間、拋錨就位時(shí)間和吊裝作業(yè)時(shí)間尤為重要，所以在方案設(shè)計(jì)之初需要進(jìn)行現(xiàn)場潮位預(yù)調(diào)查。對(duì)于潮汐情況，如果作業(yè)地點(diǎn)附近有驗(yàn)潮站，可以做參考，不過作業(yè)地點(diǎn)的潮位和漲落潮時(shí)間與驗(yàn)潮站位置可能會(huì)有一定差異；如果需要較為精確地了解作業(yè)地點(diǎn)的潮位變化情況，則需要進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)潮，對(duì)于附近有驗(yàn)潮站的，可根據(jù)驗(yàn)潮站的潮位推算作業(yè)地點(diǎn)的潮位變化，然后到現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)潮，根據(jù)驗(yàn)潮結(jié)果對(duì)推算方式進(jìn)行修正，以此推算施工期間的潮位變化。立足于附近驗(yàn)潮站的驗(yàn)潮至少需要半個(gè)月以上的時(shí)間，而對(duì)于無驗(yàn)潮站基礎(chǔ)的現(xiàn)場驗(yàn)潮，驗(yàn)潮時(shí)間可能需要數(shù)月之久。

2．預(yù)調(diào)查結(jié)果

本項(xiàng)目中，由于現(xiàn)場施工前時(shí)間較緊，沒能進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)潮以推算施工期間較為準(zhǔn)確的潮位變化。但作業(yè)地點(diǎn)距離灌河口燕尾港約10公里，從現(xiàn)場潮位變化來看，10月中旬的潮位變化與燕尾港相仿，即潮位變化時(shí)間能提前1個(gè)半小時(shí)左右。

二、施工條件確認(rèn)

（一）樁腿間距確認(rèn)

在進(jìn)行裝船作業(yè)前，首先需要確認(rèn)升壓站建造完成后各樁腿的間距以及海上樁基礎(chǔ)施工完成后各樁腿的間距是否在設(shè)計(jì)允許誤差范圍內(nèi)。

從復(fù)測結(jié)果來看，C軸的間距誤差最大，為41mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

（二）220kV海纜實(shí)際敷設(shè)路由確認(rèn)

確認(rèn)海上升壓站安裝前已經(jīng)敷設(shè)的220kV海底電纜的實(shí)際路由，以免在主作業(yè)船拋錨就位過程中傷及海纜。

三、動(dòng)態(tài)監(jiān)測設(shè)備布置

圖2 樁腿間距確認(rèn)

升壓站主要集成了電氣設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)沖擊和傾斜有著嚴(yán)格的限制性要求，所以在升壓站起吊、裝船、運(yùn)輸和海上安裝過程中需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測。按照設(shè)計(jì)要求，監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)在升壓站1層甲板的四個(gè)角點(diǎn)緊靠樁腿的位置。由于升壓站在起吊、裝船和海上安裝過程中不能自主供電，所以監(jiān)測設(shè)備需要自備電瓶供電，電瓶供電能力須保證能夠滿足整個(gè)碼頭起吊裝船和海上起吊安裝過程的監(jiān)測需要。運(yùn)輸過程中監(jiān)測設(shè)備可以利用運(yùn)輸駁船的外接供電。此外，監(jiān)測采用無線傳輸?shù)姆绞剑梢詫?shí)時(shí)觀察監(jiān)測結(jié)果。

對(duì)于此次作業(yè)，雙臂架四主鉤起重能力3600t的浮吊船“德浮3600”發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用，一方面，四個(gè)主鉤吊裝升壓站可以在滿足載荷要求的情況下，保證升壓站平起平落而避開升壓站偏心影響；另一方面，浮吊船可以將升壓站的升降位移控制在4mm/s，從而降低振動(dòng)沖擊影響，此次施工中加速度最大值出現(xiàn)在升壓站起吊的瞬間，測點(diǎn)X向?yàn)?.081g，遠(yuǎn)小于限值0.2g。傾角最大值出現(xiàn)在升壓站起吊的瞬間，測點(diǎn)X向?yàn)?.408°，遠(yuǎn)小于限值10°。

四、 施工作業(yè)

（一）主作業(yè)船就位

升壓站海上安裝區(qū)地處灌河口外南側(cè)，屬非正規(guī)半日潮海區(qū)。潮波運(yùn)動(dòng)方向?yàn)镹W-SE，落潮為SE-NW。安裝作業(yè)船使用煙臺(tái)打撈局起重能力為3600t的雙臂架浮吊船“德浮3600”船進(jìn)行，主作業(yè)船就位采取順流方式，拋8口定位錨，艏部4口，艉部4口，呈外八字形。所有船舶錨位將由導(dǎo)航定位系統(tǒng)協(xié)助就位，并加裝錨浮漂監(jiān)視錨位。就位完成后，主作業(yè)船調(diào)整船位到達(dá)運(yùn)輸駁船設(shè)計(jì)靠泊位置。

（二）運(yùn)輸駁船就位

主作業(yè)船就位完成后，運(yùn)輸駁船乘高平潮自主作業(yè)船右前側(cè)靠近錨區(qū)，在接近4號(hào)定位錨纜位置時(shí)，主拖輪傍靠運(yùn)輸駁船右舷，輔助拖輪帶纜至運(yùn)輸駁船左舷艏部，協(xié)助運(yùn)輸駁船進(jìn)入主作業(yè)船2號(hào)和3號(hào)定位錨纜之間的錨區(qū)。

運(yùn)輸駁船在兩拖輪輔助下到設(shè)計(jì)位置依次拋下兩口航行錨，完成拋錨后，由兩拖輪輔助其艉靠主作業(yè)船，靠泊過程中，由兩拖輪控制運(yùn)輸駁船的左右動(dòng)船，由運(yùn)輸駁船通過動(dòng)車控制其進(jìn)、退。當(dāng)運(yùn)輸駁船距離主作業(yè)船艏約30m左右時(shí)，主作業(yè)船通過打撇纜的方式向運(yùn)輸駁船船艉送纜，主作業(yè)船與運(yùn)輸駁船依次帶2根交叉纜和2根直纜。

（三）升壓站安裝

由于解綁時(shí)間較長，在進(jìn)行吊架掛扣時(shí)即開始對(duì)升壓站進(jìn)行解綁。

圖3 動(dòng)態(tài)監(jiān)測設(shè)備

圖4 主作業(yè)船拋錨就位圖

在水深完全滿足1m安全作業(yè)水深時(shí)，主作業(yè)船起升主鉤，當(dāng)起升主鉤至升壓站各樁腿離開墊墩頂面20cm－50cm時(shí)停止起升，靜止觀察10分鐘左右，確保沒有問題后繼續(xù)起升主鉤。待升壓站起升到預(yù)定高度以后，兩拖輪輔助運(yùn)輸駁船控制船位，解纜撤離。

運(yùn)輸駁船撤離后，主作業(yè)船吊著升壓站向升壓站樁基礎(chǔ)移船。到達(dá)預(yù)定位置后，主作業(yè)船通過絞船及調(diào)整扒桿變幅將升壓站各樁腿與基礎(chǔ)各樁腿對(duì)齊。主作業(yè)船同時(shí)派出小艇分別將輔助安裝人員送至A1、C1樁腿，協(xié)助對(duì)齊安裝。

（四）作業(yè)船組撤離

圖5 主作業(yè)船和運(yùn)輸駁船之間帶纜示意圖

圖6 升壓站安裝就位圖

圖7 響水升壓站安裝現(xiàn)場照片

安裝完畢經(jīng)質(zhì)檢檢查確認(rèn)后，將各索具依次從升壓站各吊點(diǎn)上摘除，同時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測人員將監(jiān)測設(shè)備回收，然后主作業(yè)船撤離安裝區(qū)域并與升壓站保持大于100m的安全距離。運(yùn)輸駁船在拖輪輔助下再次艉靠主作業(yè)船，主作業(yè)船將升壓站吊裝框架連同索具放置到駁船甲板上，完成后運(yùn)輸駁船和主作業(yè)船船組依次撤離安裝現(xiàn)場并復(fù)員。

結(jié)語

此次升壓站安裝自重大，作業(yè)水深淺，周圍樁基礎(chǔ)眾多，作業(yè)水域面積小，所以在進(jìn)場施工前必須對(duì)現(xiàn)場的水深、地形、布局以及潮流情況有一個(gè)較為全面的了解，結(jié)合作業(yè)船舶性能，對(duì)作業(yè)程序進(jìn)行科學(xué)合理的安排。同時(shí)，升壓站上的電氣設(shè)備對(duì)吊裝和運(yùn)輸過程中的振動(dòng)和傾斜有著十分嚴(yán)格的要求，所以對(duì)監(jiān)測設(shè)備的布置、供電、信號(hào)傳輸和監(jiān)測要綜合考慮，合理布局。此次海上安裝作業(yè)，主作業(yè)船僅利用了兩天時(shí)間，即順利完成了作業(yè)船進(jìn)場就位、升壓站安裝、作業(yè)船撤離等作業(yè)，安裝精度及安全符合作業(yè)要求，圓滿完成了安裝作業(yè)。

（作者單位：煙臺(tái)打撈局）