海上風(fēng)電工程潮間帶施工的安全管理

逯輝

（中交三航（上海）新能源工程有限公司，上海 200000）

0 引言

近年來，海上風(fēng)電發(fā)展迅速，裝機(jī)量日益迅猛擴(kuò)大，并且逐漸向深海發(fā)展[1]。但是，目前在上海以北到山東一帶沿海仍有較大一部分風(fēng)電機(jī)位處于潮間帶，風(fēng)電安裝作業(yè)屬于淺灘施工，部分機(jī)位甚至是高灘施工、露灘施工，需要船舶候潮坐灘施工，交通困難，安全風(fēng)險(xiǎn)大，安全過程管理困難。

目前，海上風(fēng)電施工安全管理多從項(xiàng)目部安全管理、船舶安全管理等進(jìn)行分析。從施工現(xiàn)場(chǎng)主要工序的施工過程安全管理，整個(gè)項(xiàng)目的施工安全風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)分析及提出的對(duì)應(yīng)措施較少。元國(guó)凱等[2]對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的主體工程進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、分析，并提出了相應(yīng)的控制措施。常亮[3]從安全體系建設(shè)、制度建設(shè)等方面提出了海上風(fēng)電場(chǎng)的安全管理重點(diǎn)。李尚界等[4]對(duì)當(dāng)前海上施工船舶的安全管理進(jìn)行了分析并提出了相關(guān)的對(duì)策。張藍(lán)舟等[5]給出了有坐灘能力船舶的坐灘安全管理方案。

本文立足于國(guó)華東臺(tái)四期（H2）300 MW 海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目，該工程位于東沙北條子泥，離岸距離約42 km。風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)有露灘、淺灘、深溝等海底地形，水深變化大，導(dǎo)致不能大規(guī)模成片施工，造成船機(jī)選型復(fù)雜，需選擇不同的船型跳躍式施工。風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)有11 個(gè)機(jī)位泥面高程特別高（泥面標(biāo)高均高于-3.0 m，最高點(diǎn)機(jī)位14 號(hào)機(jī)位泥面標(biāo)高僅為-1.4 m，高潮水時(shí)該機(jī)位水深僅3.5 m 左右），船舶進(jìn)出點(diǎn)需要候高潮，其余64 個(gè)機(jī)位大部分低潮時(shí)船舶均需坐灘施工。

1 海上風(fēng)電候潮坐灘施工主要安全風(fēng)險(xiǎn)因素[6]

1.1 淺水區(qū)施工船舶坐灘風(fēng)險(xiǎn)

該風(fēng)險(xiǎn)屬于高度危險(xiǎn)，可能導(dǎo)致船舶受損，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致船舶折斷沉船等事故。主要有以下表現(xiàn)：海床流沙現(xiàn)象顯著，導(dǎo)致泥面標(biāo)高變化較大；風(fēng)場(chǎng)內(nèi)泥面沖刷嚴(yán)重，地形變化劇烈；風(fēng)場(chǎng)內(nèi)淺灘較多，地形復(fù)雜；船舶坐灘施工過程中易受力不均導(dǎo)致船體變形、開裂等。

對(duì)應(yīng)安全措施有：1）選用具備坐灘施工能力的外海淺吃水施工的大型船機(jī)，選用適應(yīng)外海淺吃水作業(yè)的錨泊措施；配置充足的資源，以解決船舶進(jìn)出點(diǎn)困難及坐灘施工的問題。2）針對(duì)泥面特別高的機(jī)位，選用“工程駁船+1 250 t 履帶吊+650 t 履帶吊”的施工船舶[7]，“工程駁船”吃水深度為3.2 m，履帶吊最大起吊能力1 250 t，該船具有雙履帶吊。對(duì)于泥面標(biāo)高-3.0 m 以上的機(jī)位，利用豐水期的每月大潮進(jìn)行施工，潮水高度滿足船舶進(jìn)出點(diǎn)的施工要求。3）船舶坐灘和坐灘作業(yè)時(shí)定點(diǎn)和定時(shí)觀測(cè)船周沖刷情況，及時(shí)反饋船長(zhǎng)，確保船舶吊裝作業(yè)時(shí)船體穩(wěn)定。

1.2 溜樁風(fēng)險(xiǎn)

該風(fēng)險(xiǎn)屬于高度危險(xiǎn)，可能導(dǎo)致起重傷害、物體打擊、船舶受損等事故。溜樁作為常見的鋼管樁沉樁問題，在大直徑、大重量基礎(chǔ)樁沉樁時(shí)需嚴(yán)格關(guān)注。特別是海上打樁施工作業(yè)，主起重船同時(shí)是施工載體，船上有大量船員、施工人員、管理人員，一旦發(fā)生溜樁而安全管控措施不到位，往往導(dǎo)致起重機(jī)大臂傾覆，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致船舶受損、沉沒等事故。主要表現(xiàn)為在鋼管單樁沉樁作業(yè)過程中，地層不足以承擔(dān)鋼管樁自重，導(dǎo)致鋼管樁急速下沉，從而可能致使鋼管樁帶動(dòng)樁錘、起重機(jī)設(shè)備下墜，最終導(dǎo)致起重機(jī)大臂折斷、液壓錘墜落損壞，甚至起重船舶傾覆。

對(duì)應(yīng)安全措施有：1）采用“一樁一議”的方法，分析可能溜樁的區(qū)段。2）若自重入泥深度未穿透軟土層，發(fā)生溜樁可能性很大，此時(shí)應(yīng)采用帶底座壓錘的方式，使鋼管樁盡量下沉。3）在液壓錘及鋼管樁上做開孔處理，采取脫鉤下沉或加長(zhǎng)吊錘鋼絲繩長(zhǎng)度的方式。4）錘擊沉樁時(shí)，以最小能量點(diǎn)擊開錘，并在開始擊錘后，觀察貫入度是否過大，貫入度超過20 mm 時(shí)，發(fā)生溜樁的可能性較大，應(yīng)停錘等待一定時(shí)間，再開始錘擊。

1.3 海上超大件、超重件起重吊裝風(fēng)險(xiǎn)，起重船舶受損風(fēng)險(xiǎn)

該風(fēng)險(xiǎn)屬于高度危險(xiǎn)，可能導(dǎo)致起重傷害、船舶受損等事故。海上風(fēng)電工程以起重吊裝作業(yè)施工為主，4 WM 的海上風(fēng)電基礎(chǔ)施工最大單樁623 t，長(zhǎng)76 m；風(fēng)機(jī)安裝最重部件為機(jī)艙輪轂吊裝，重200 t，最長(zhǎng)葉片66.5 m。6 MW 甚至更大功率的海上風(fēng)電在逐步投入使用[8]，單樁重量在1 000 t 左右，葉片長(zhǎng)度在80 m 多。每臺(tái)風(fēng)機(jī)單樁施工，每根單樁涉及3 次大型吊裝，每臺(tái)風(fēng)機(jī)涉及7 次大型吊裝，另外還有穩(wěn)樁平臺(tái)拆裝、砂被拋石安裝等輔助吊裝施工，起重作業(yè)是海上風(fēng)電工程安全管控的重點(diǎn)。

對(duì)應(yīng)安全措施有：1）合理選擇吊索具、校核吊耳強(qiáng)度、復(fù)核吊臂吊重曲線等，制定單樁專項(xiàng)吊裝方案。2）吊裝方案經(jīng)過評(píng)審后做安全技術(shù)交底，落實(shí)到每個(gè)班組。3）落實(shí)大型吊裝作業(yè)許可制度，采取一機(jī)一許可，并組織每個(gè)機(jī)位施工前吊索具檢查。4）施工相關(guān)人員持證上崗，嚴(yán)格遵守起重作業(yè)、起重司機(jī)等崗位安全技術(shù)操作規(guī)程。

1.4 海上施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

該風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致淹溺、機(jī)械傷害等事故。主要表現(xiàn)為施工人員滑跌落水溺水、上下船人員擠傷落水以及船上運(yùn)動(dòng)部件設(shè)備傷人。如船員在拋錨、起錨過程中和錨機(jī)攬繩系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致機(jī)械傷害或物體打擊等。

1.5 高處作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

該風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致高處墜落事故。主要表現(xiàn)為高處作業(yè)臨邊措施不到位導(dǎo)致施工人員高空墜落和立體交叉作業(yè)安全措施不到位導(dǎo)致高空落物造成物體打擊等。

1.6 消防動(dòng)火作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

該風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致火災(zāi)、灼燙、容器爆炸等事故。主要表現(xiàn)為施工動(dòng)火作業(yè)導(dǎo)致火災(zāi)、燙傷，氧氣、乙炔瓶等危化品的運(yùn)輸、吊運(yùn)、使用、存儲(chǔ)過程中管理不到位導(dǎo)致火災(zāi)或氣瓶爆炸等，以及施工期間船舶因故障或冬季取暖燈意外因素導(dǎo)致火災(zāi)等。

1.7 臨時(shí)用電風(fēng)險(xiǎn)

該風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致觸電事故。主要表現(xiàn)為未落實(shí)三級(jí)用電兩級(jí)保護(hù)制度，線纜接線架設(shè)不規(guī)范，專職電工未持證上崗，用電器具損壞，用電設(shè)備防雨措施不到位等。

1.8 勞防用品穿戴不規(guī)范導(dǎo)致人身傷害風(fēng)險(xiǎn)

該風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致淹溺、高處墜落、物體打擊、機(jī)械傷害、灼燙、觸電等事故。主要表現(xiàn)為未穿救生衣或救生衣穿戴不規(guī)范，安全帽、安全帶使用不規(guī)范，特殊工種人員未配備專用勞防用品或穿戴不規(guī)范等。

1.9 自然天氣風(fēng)險(xiǎn)，臺(tái)風(fēng)突風(fēng)、冬季季風(fēng)大霧、浪涌、天熱中暑，天冷防寒防凍等

該風(fēng)險(xiǎn)屬于高度危險(xiǎn)，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致群死群傷事故，如翻船、人員淹溺、水上交通碰撞、中暑、高處墜落等事故。主要表現(xiàn)為各種自然災(zāi)害如臺(tái)風(fēng)、突風(fēng)、季風(fēng)、雷暴、大霧以及職業(yè)健康傷害等。

對(duì)應(yīng)安全措施有：1）配置專人進(jìn)行海洋氣象預(yù)報(bào)資料的收集、分析、比對(duì)甄別，獲得的海洋天氣預(yù)報(bào)越準(zhǔn)確對(duì)解決外海船舶安全控制與充分利用施工窗口的矛盾越有利；每天早晚兩次把氣象信息發(fā)送施工現(xiàn)場(chǎng)。2）制定嚴(yán)格的船舶出港、回港管理流程、調(diào)度制度，力求在確保船舶安全的前提下充分利用好施工窗口期。3）制定切實(shí)有效的防臺(tái)、防寒潮、防突風(fēng)龍卷風(fēng)、防高溫中暑等應(yīng)急預(yù)案；對(duì)防臺(tái)避風(fēng)錨地進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，制定可靠的防臺(tái)船舶撤離方案。4）對(duì)風(fēng)場(chǎng)周邊進(jìn)行掃測(cè)，利用潮間帶特性尋找合理避風(fēng)槽，應(yīng)對(duì)季風(fēng)影響。

2 海上風(fēng)電單樁沉樁施工過程安全管理

2.1 穩(wěn)樁平臺(tái)施工過程安全管理

1）穩(wěn)樁平臺(tái)拆裝過程的安全管理：主要涉及穩(wěn)樁平臺(tái)本身吊裝以及工藝樁吊裝施工過程的安全管理。工藝樁頂部應(yīng)做倒角打磨處理，保護(hù)吊裝鋼絲繩，在工藝樁底部及兩側(cè)對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸船甲板上焊接止檔塊。同時(shí)針對(duì)振動(dòng)錘的掛鉤、定位、上升及下落過程中，施工人員合理站位，穿戴好相應(yīng)勞防用品，嚴(yán)禁站在工藝樁的下方及側(cè)方，嚴(yán)密配合起重工作業(yè)，防止涌浪產(chǎn)生的船舶晃動(dòng)致使振動(dòng)錘晃動(dòng)擠傷碰傷施工人員。

2）考慮海浪沖擊、腐蝕及拆裝頻繁吊裝碰撞等因素，穩(wěn)樁平臺(tái)上層邊緣四周用大直徑鋼管焊接成的封閉圈梁，盡量避免使用懸挑式平臺(tái)。平臺(tái)安全圍欄立柱應(yīng)使用厚壁鋼管，并分段獨(dú)立焊接固定，平臺(tái)吊裝掛設(shè)鋼絲繩位置設(shè)置活動(dòng)鏈條。平臺(tái)底板使用鍍鋅網(wǎng)格鋼板，盡量避免使用花紋鋼板等常規(guī)鋼板，因每天漲落潮，鋼板極易被涌浪沖擊變形脫落，導(dǎo)致穩(wěn)樁平臺(tái)上平臺(tái)板損壞而頻繁修復(fù)，浪費(fèi)大量人力物力，最重要的是浪費(fèi)寶貴的施工窗口期。

3）安全通道的安全管理：專用安全通道必須與船舶相匹配，符合相關(guān)安全要求，一端有效固定，另一端自由移動(dòng)，防止潮水影響其穩(wěn)性。嚴(yán)禁使用竹梯、爬梯、跳板等作為通向機(jī)位的人員上下通道。

4）現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)火作業(yè)安全管理：應(yīng)提前制作氧氣吊籠、乙炔吊籠、電焊機(jī)吊籠，嚴(yán)禁氧氣乙炔同籠吊運(yùn)、存放，嚴(yán)禁電焊機(jī)、開關(guān)箱與氣瓶同籠吊運(yùn)、使用存放，吊籠設(shè)置氣瓶固定扎帶及纜風(fēng)繩。氣割、電焊等動(dòng)火作業(yè)遵守相應(yīng)安全技術(shù)操作規(guī)程。

5）臨時(shí)用電安全管理：船舶甲板上配電箱必須安裝漏電保護(hù)器，可視為二級(jí)配電箱，遵守臨時(shí)用電安全技術(shù)操作規(guī)程。

6）應(yīng)急安全管理：施工現(xiàn)場(chǎng)安排吃水較淺的交通船或錨艇在海水水流下方位作為警戒船值班。

2.2 船舶坐灘過程安全管理

1）船舶坐灘前，對(duì)船舶坐灘位置進(jìn)行掃海[5]，測(cè)量泥面的起伏情況。如果起伏較大，需對(duì)坐灘位置進(jìn)行整平。如泥面有船舶遺落的錨等影響船舶航行坐灘施工的大型異常物品，必須安排專業(yè)潛水員進(jìn)行打撈清除處理。

2）船舶進(jìn)入淺水區(qū)機(jī)位后，當(dāng)船舶處于浮態(tài)時(shí)，要對(duì)水深進(jìn)行監(jiān)測(cè)，查看船舶是否進(jìn)入坐灘狀態(tài)。

3）船舶坐灘后，由甲板水手以每次2 h 的頻率對(duì)船周圍進(jìn)行水深測(cè)量，測(cè)算出泥面沖刷情況，形成書面資料并及時(shí)報(bào)告船長(zhǎng)。

4）如果出現(xiàn)露灘，甲板水手下船查看沖刷情況，形成書面資料并及時(shí)報(bào)告船長(zhǎng)。

5）每天定期檢查船體、甲板情況，是否有變形開裂，如船殼底板隆起，甲板隆起、焊縫開裂等，如有異常情況及時(shí)報(bào)告船長(zhǎng)。

2.3 單樁起吊沉樁及附件安裝施工過程安全管理

1）運(yùn)輸駁靠泊系纜船員必須正確穿戴救生衣、安全帽，禁止穿拖鞋作業(yè)；嚴(yán)禁船員站在船舷護(hù)板上或護(hù)欄外進(jìn)行系纜作業(yè)，帶纜困難時(shí)，必須選用適用的帶纜輔助船，嚴(yán)禁冒險(xiǎn)帶纜系纜作業(yè)。

2）涌浪較大時(shí)，單樁掛鉤施工、動(dòng)測(cè)檢測(cè)及項(xiàng)目部管理等人員通過搭乘交通船上下單樁運(yùn)輸駁，不得冒險(xiǎn)上下運(yùn)輸駁。

3）單樁起吊尾部吊耳掛設(shè)吊索具施工人員應(yīng)相對(duì)固定，安排動(dòng)作靈便并持有登高證的年輕施工人員，有登高禁忌癥人員嚴(yán)禁參與施工。使用竹梯登高必須專人輔助作業(yè)，竹梯使用應(yīng)符合安全技術(shù)操作規(guī)程。

4）鑒于目前單樁吊裝工藝及船舶選型受限，單樁翻身吊耳掛鉤不能實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。與單樁制作廠家溝通解決翻身吊耳掛鉤人員安全問題，在翻身吊耳上制作相應(yīng)安全帶掛設(shè)點(diǎn)，在落駁前掛設(shè)直徑10 mm 的鋼絲繩，作為翻身吊耳掛鉤施工人員安全帶可靠掛設(shè)點(diǎn)，消除施工人員意外墜落隱患。

5）單樁翻身吊裝移至穩(wěn)樁平臺(tái)定位孔、自重入土期間以及單樁沉樁期間全員撤離穩(wěn)樁平臺(tái)。

6）掛設(shè)單樁沉樁用液壓錘，施工人員相對(duì)固定，安排身高力壯的年輕施工人員，持有效證件，穿好安全帶、安全帽等個(gè)人勞防用品，安全帶必須有效生根，起重機(jī)操作人員嚴(yán)密配合。

7）吊裝內(nèi)平臺(tái)，嚴(yán)禁施工人員隨內(nèi)平臺(tái)一起吊運(yùn)，人員應(yīng)通過專用吊籠上下，或通過安全通道人員上下進(jìn)行內(nèi)平臺(tái)的安裝對(duì)位。

3 海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)安裝施工過程安全管理

3.1 設(shè)備過駁安全管理

1）起重船與運(yùn)輸船之間架設(shè)安全通道，安全通道符合規(guī)范要求，架設(shè)安全可靠。

2）拆除塔筒米字支撐，使用移動(dòng)腳手架，嚴(yán)禁站在螺栓上或米字支撐本體上進(jìn)行拆除作業(yè)。取下塔筒翻身夾具時(shí)，下塔筒地面距甲板不超過0.3 m，防止夾具墜落擺動(dòng)傷人。

3.2 散件吊裝安全管理

1）確認(rèn)散件放置木箱完好性，嚴(yán)禁一鉤多繩同時(shí)起吊或者多箱疊放起吊，嚴(yán)格執(zhí)行“十不吊”作業(yè)。

2）根據(jù)實(shí)際情況制作使用散貨吊籠進(jìn)行過駁及吊裝作業(yè)。

3.3 機(jī)艙與輪轂組裝安全管理

1）使用多層移動(dòng)腳手架或?qū)Ｓ玫歉呤┕て脚_(tái)進(jìn)行機(jī)艙輪轂拼裝作業(yè)，嚴(yán)禁使用竹梯作為登高作業(yè)平臺(tái)。登高作業(yè)人員正確穿戴使用安全帶。

2）設(shè)備內(nèi)部嚴(yán)禁吸煙。

3.4 塔筒與風(fēng)機(jī)吊裝安全管理

1）塔筒內(nèi)部登高作業(yè)，穿戴與風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家相匹配的專用安全帶，并有效掛設(shè)生根牢固。

2）夏季作業(yè)，配備防暑降溫藥品、鹽汽水等，并采取有效通風(fēng)防暑降溫措施。螺栓緊固施工期間，施工人員帶好耳塞，掌握相應(yīng)電動(dòng)扳手、液壓扳手、液壓拉伸器等工具安全技術(shù)操作規(guī)程。

3）起重船到風(fēng)機(jī)機(jī)位使用專用安全通道，安全通道及架設(shè)應(yīng)符合安全要求。

4）風(fēng)葉安裝嚴(yán)格執(zhí)行廠家規(guī)定，風(fēng)葉夾具使用前應(yīng)檢查脫鉤可靠性，掌握天氣及風(fēng)浪潮高等因素，風(fēng)葉吊起后禁止重新下落到甲板重復(fù)起吊。

4 結(jié)語

安全工作是一項(xiàng)持續(xù)性的工作，一時(shí)的努力難以成就整年或整個(gè)工程的安全，但全年或整個(gè)工程期間的心血可能毀于一時(shí)的疏忽。在全工程施工期間，要堅(jiān)守安全事故紅線，貫徹主體安全責(zé)任落實(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行施工全過程安全管理，全員安全管理，落實(shí)一崗雙責(zé)，主抓各工作面負(fù)責(zé)人和施工員的安全職責(zé)，加強(qiáng)安全知識(shí)技能培訓(xùn)教育學(xué)習(xí)，提升全員安全意識(shí)，排除隱患，真正實(shí)現(xiàn)整體工程本質(zhì)安全。