廣東海上風(fēng)電建設(shè)尚缺專(zhuān)業(yè)施工隊(duì)伍

■文｜《海洋與漁業(yè)》記者 方瓊玟

全球范圍內(nèi)，專(zhuān)用的海上風(fēng)電安裝船數(shù)量已經(jīng)從2005年的2艘增至如今的40艘以上，然而，與目前大量規(guī)劃中或在建的海上風(fēng)電項(xiàng)目相比，風(fēng)電安裝船數(shù)量依然十分有限。另外，受海上強(qiáng)風(fēng)、海水腐蝕、波浪及海流沖擊等因素，海上風(fēng)電的基礎(chǔ)施工難度大、建設(shè)成本高，通常占整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)工程成本的20%～30%。

調(diào)研資料顯示，現(xiàn)有海上風(fēng)電安裝施工船舶、打樁施工船舶主要分布在江蘇、上海等地，廣東目前擁有“華辰號(hào)”海上風(fēng)電工程船和中交四航“粵工樁 8號(hào)”打樁施工船等少量專(zhuān)業(yè)船舶，施工設(shè)備種類(lèi)相對(duì)單一，也缺乏專(zhuān)業(yè)的施工隊(duì)伍。為此，《海洋與漁業(yè)》記者專(zhuān)訪了擁有 4年海上風(fēng)電項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)的中鐵大橋局集團(tuán)第五工程有限公司項(xiàng)目總工程師劉浩兵，請(qǐng)他分享一下當(dāng)前海上風(fēng)電在安裝及基礎(chǔ)施工方面所面臨的問(wèn)題，以及如何確保海上施工的安全性，如何做好海上風(fēng)險(xiǎn)控制等。

缺乏海上風(fēng)電專(zhuān)業(yè)施工隊(duì)伍

《海洋與漁業(yè)》：目前國(guó)內(nèi)的海上風(fēng)電安裝船有中交三航局（上海）的三航“風(fēng)范號(hào)”、“風(fēng)華號(hào)”，中鐵大橋局（福建）“福船三峽號(hào)”、“大橋福船號(hào)”以及華爾辰號(hào)（廣東）等，請(qǐng)問(wèn)您參與的珠海桂山海上風(fēng)電項(xiàng)目，采用的是哪種工程船舶，是如何進(jìn)行風(fēng)機(jī)安裝及基礎(chǔ)施工的?

劉浩兵：我在 2014年開(kāi)始參與海上風(fēng)電項(xiàng)目的施工，當(dāng)時(shí)在珠海桂山海上風(fēng)電場(chǎng)示范項(xiàng)目風(fēng)機(jī)安裝及基礎(chǔ)施工工程，這個(gè)項(xiàng)目也是廣東省首個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目。我單位負(fù)責(zé)本項(xiàng)目 34臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的樁基礎(chǔ)及導(dǎo)管架安裝施工。樁基基礎(chǔ)采用的是四樁導(dǎo)管架形式，由于導(dǎo)管架的 4個(gè)樁腿需要插入 4根鋼管樁，樁腿跟鋼管樁之間的間隙僅有80mm，普通的浮式打樁船無(wú)法達(dá)到該精度要求，所以現(xiàn)場(chǎng)采用的是“華爾辰”海上風(fēng)電工程船 +座底式沉樁導(dǎo)向平臺(tái)的方案進(jìn)行沉樁的?！叭A爾辰”海上風(fēng)電工程船為雙體船設(shè)計(jì)，于2012年打造完成，該船體積較大，可以負(fù)責(zé)風(fēng)電機(jī)組鋼管樁沉樁、風(fēng)機(jī)安裝等施工任務(wù)。

《海洋與漁業(yè)》：請(qǐng)介紹一下您目前參與的海上風(fēng)電項(xiàng)目，整個(gè)項(xiàng)目歷時(shí)多長(zhǎng)，多少人員參與，有哪些施工難度等。

劉浩兵：我目前正參與福清興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)一期項(xiàng)目，福清興化灣海上風(fēng)電場(chǎng)一期是目前世界上最大的海上試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)，14臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，總裝機(jī)容量77.4MW。

截至目前，該項(xiàng)目已經(jīng)完成 12臺(tái)風(fēng)電機(jī)組安裝工作，12臺(tái)并網(wǎng)，預(yù)計(jì)該項(xiàng)目將在今年7月份完成全部收尾工作。

由于該項(xiàng)目為樣機(jī)試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)，基礎(chǔ)型式采用 4樁高樁承臺(tái)基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)采用鋼管樁 +嵌巖樁的組合樁，施工工序多，施工人員多，最高峰的時(shí)候達(dá)到了 300多人（不含船舶配員）。

劉浩兵

該項(xiàng)目的施工難度主要有：一是海上嵌巖樁施工難度大，該項(xiàng)目由于覆蓋層較淺，普通的鋼管樁結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足大功率風(fēng)電機(jī)組運(yùn)營(yíng)的受力要求，樁基礎(chǔ)均需要進(jìn)行嵌巖鉆孔施工，鋼管樁沉樁完成后，使用嵌巖鉆機(jī)繼續(xù)鉆孔施工，直到鉆入弱風(fēng)化巖層，然后下放鋼筋籠及灌注水下混凝土，整個(gè)樁基礎(chǔ)的施工周期長(zhǎng)，難度大；二是風(fēng)電機(jī)組型式多樣，該項(xiàng)目有 14臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，包括了國(guó)內(nèi)外 8個(gè)風(fēng)機(jī)廠家的最大單機(jī)功率的風(fēng)電機(jī)組，不同的風(fēng)電機(jī)組的吊裝工藝及采用的工裝設(shè)備等均不一樣，風(fēng)電機(jī)組的重量更大、安裝高度要求更高，大部分風(fēng)電機(jī)組均為國(guó)內(nèi)首次安裝，施工難度大，風(fēng)險(xiǎn)高；三是設(shè)計(jì)難度大，該項(xiàng)目是目前海上風(fēng)電場(chǎng)里面地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜的一個(gè)項(xiàng)目，風(fēng)電機(jī)組的類(lèi)型多，又處于臺(tái)風(fēng)地區(qū)，設(shè)計(jì)難度相對(duì)較大，該項(xiàng)目是非施工圖招標(biāo)的，屬于邊設(shè)計(jì)邊施工，所以我們?cè)谶M(jìn)行施工方案制定及施工組織方面難度更大。

當(dāng)然，施工過(guò)程中還有一些其它難點(diǎn)，包括養(yǎng)殖區(qū)征海、與海事局、海洋局的相關(guān)手續(xù)辦理等?？傮w來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)缺乏專(zhuān)門(mén)針對(duì)海上風(fēng)電施工的專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍，存在施工設(shè)備種類(lèi)單一、施工經(jīng)驗(yàn)缺乏等問(wèn)題。

嚴(yán)格制度規(guī)定和技術(shù)規(guī)范

《海洋與漁業(yè)》：目前海上打樁船有多少種類(lèi)？能否分享一下鋼管樁的安裝過(guò)程。

劉浩兵：打樁船主要有常規(guī)樁架式浮式打樁船、起重船 +固定式沉樁架、自升式打樁船等三種類(lèi)型。

鋼管樁的安裝過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，先在工廠將鋼管樁加工成整體后，通過(guò)船舶運(yùn)輸至施工海域，采用打樁船或起重船 +固定式導(dǎo)向平臺(tái)的方式將鋼管樁打入海床以下一定深度。

鋼管樁安裝還有一個(gè)重要的環(huán)節(jié)需要說(shuō)明一下，它是通過(guò)大型的液壓沖擊錘將鋼管樁沉樁至設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高的。根據(jù)不同的樁徑及地質(zhì)情況，選用不同規(guī)格的液壓沖擊錘完成鋼管樁的沉樁施工。

目前使用的液壓沖擊錘主要以進(jìn)口的設(shè)備為主，包括德國(guó)的 MENCK、荷蘭的IHC，國(guó)內(nèi)也有部分企業(yè)生產(chǎn)液壓沖擊錘，但沉樁能力及穩(wěn)定性都與進(jìn)口的設(shè)備有很大的差距。

《海洋與漁業(yè)》：在海上施工過(guò)程中，如何保證安全性并做好海上風(fēng)險(xiǎn)控制？

劉浩兵：開(kāi)展海上施工，我們有嚴(yán)格的制度規(guī)定和技術(shù)規(guī)范，譬如，海上有非常嚴(yán)重的霧，施工隊(duì)伍必須停止施工；遇到臺(tái)汛期，海上施工作業(yè)船只也必須進(jìn)港避風(fēng)；不同的工序都要配置專(zhuān)用的救生設(shè)備，并且要確保設(shè)備質(zhì)量有保證。

我們公司會(huì)與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)建立聯(lián)系，每日將天氣情況發(fā)送給相關(guān)海上人員；派專(zhuān)人關(guān)注、觀測(cè)海上水文、風(fēng)浪等氣象信息，及時(shí)將情況報(bào)送有關(guān)負(fù)責(zé)人。

目前國(guó)內(nèi)的打樁船主要以浮式打樁船為主，它的船體設(shè)計(jì)有 1個(gè)打樁架，配置有打樁錘，通過(guò)拋 4～8個(gè)重約 5～10噸的錨將打樁船穩(wěn)定在海上，打樁船都配有GPS打樁定位系統(tǒng)，可以控制打樁中心位置，該類(lèi)型的打樁船穩(wěn)定性高，可以很好地保障船上施工安全。

推薦采用成熟的小功率機(jī)組

《海洋與漁業(yè)》：在海上施工過(guò)程中，會(huì)對(duì)海域造成哪些污染，如何避免？

劉浩兵：海上施工最大的污染是噪音污染，包括風(fēng)機(jī)樁基施打、施工船舶行駛和電纜線鋪設(shè)等產(chǎn)生的噪音，這些噪音多少會(huì)對(duì)海底生物造成影響。因此，我們會(huì)根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)噪聲敏感區(qū)域的不同位置，選用低噪音設(shè)備，或采用圍擋措施等；其次是廢油廢氣污染，所使用的施工機(jī)械、船舶均以柴油或汽油為燃料，運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定量的廢氣，我們會(huì)將這類(lèi)污染運(yùn)至岸上處理；還有一個(gè)是泥沙污染，為了避免懸浮泥沙污染造成浮游動(dòng)物損失，我們會(huì)將泥沙抽取到船舶并運(yùn)往岸上。

《海洋與漁業(yè)》：未來(lái)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)大發(fā)展，能否給廣東海上風(fēng)電安裝及基礎(chǔ)施工提供一些可行性建議。

劉浩兵：首先從設(shè)計(jì)角度提一些意見(jiàn)，其實(shí)沉樁的方案及機(jī)械設(shè)備選擇，跟設(shè)計(jì)方案是有很大關(guān)系的，樁的精度要求、水深、海況、地質(zhì)條件等是關(guān)鍵點(diǎn)。目前廣東區(qū)域普遍使用的是四樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)，這類(lèi)型的基礎(chǔ)適用性強(qiáng)，尤其適用于水深較大的海域，但該類(lèi)型的鋼管樁沉樁精度要求更高，一般都是采用海上安裝固定式平臺(tái)的方式進(jìn)行沉樁，以確保施工可行性及對(duì)精度的要求。

目前各投資單位比較喜歡采用大功率的風(fēng)電機(jī)組，這種方式我不太推薦。風(fēng)電機(jī)組的功率越大，運(yùn)營(yíng)的荷載也越大，且新研發(fā)的大功率風(fēng)電機(jī)組還存在優(yōu)化和改進(jìn)空間，不是成熟機(jī)型。采用大功率風(fēng)電機(jī)組后，從設(shè)計(jì)考慮，普通的打入式鋼管樁已經(jīng)無(wú)法滿足大功率風(fēng)電機(jī)組對(duì)荷載的要求，需要進(jìn)行嵌巖樁鉆孔施工。海上嵌巖樁鉆孔施工難度大，施工周期長(zhǎng)，成本高。如果改用成熟的小功率機(jī)組，設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮嵌巖樁鉆孔施工，可能更劃算，且目前國(guó)內(nèi)的機(jī)械設(shè)備、配套的鋼管樁生產(chǎn)單位的加工能力、施工技術(shù)難度等的發(fā)展已經(jīng)有點(diǎn)跟不上風(fēng)電機(jī)組更新?lián)Q代的速度了。這樣會(huì)增加了項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn)及施工風(fēng)險(xiǎn)。