采用自升式平臺(tái)作為220kV海纜中間接頭的施工研究

王坤

摘要：海洋風(fēng)力發(fā)電是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、科技產(chǎn)業(yè)和海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，是現(xiàn)階段我國(guó)綠色能源開(kāi)發(fā)的主要關(guān)注點(diǎn)之一，前景十分廣闊。與陸上風(fēng)電場(chǎng)相比，海上風(fēng)電場(chǎng)具有不占用陸上土地資源、基本不受地形地貌影響、風(fēng)能資源豐富、年利用小時(shí)數(shù)更高、風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量更大、適宜大規(guī)模開(kāi)發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，近些年得到快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電;自升式平臺(tái);施工研究

1.前言

海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)互聯(lián)及進(jìn)一步集成后升壓送至更高電壓等級(jí)電網(wǎng)均需采用海底電纜完成，因此海底電纜鋪設(shè)施工也是海洋風(fēng)電建設(shè)不可或缺的一部分。隨著近年來(lái)我國(guó)海洋風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)電力送出工程施工所需的海底電纜及附件、鋪纜設(shè)備等相適應(yīng)的施工工藝研究，以適應(yīng)我國(guó)海洋風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展。

2.特點(diǎn)

2.1自升式平臺(tái)是一種通過(guò)樁腿及升降系統(tǒng)把平臺(tái)舉升達(dá)到一定高度，以適應(yīng)不同水深及作業(yè)高度的大型裝備。在作業(yè)期間，平臺(tái)不需要承受普通船舶承受的搖擺及垂蕩，使作業(yè)如在"平地"的狀態(tài)下進(jìn)行，從而能夠在風(fēng)浪較大的情況下，完成海纜中間接頭的制作。

2.2 因海纜中間接頭制作時(shí)間較長(zhǎng)，通常在5天以上，采用普通船舶，海纜在接頭制作時(shí)存在錨纜摩擦損壞的風(fēng)險(xiǎn)，因自升式平臺(tái)作業(yè)時(shí)處于懸空狀態(tài)，不需要錨纜，可避免該風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。

3.適用范圍及工藝原理

適用于氣候海況復(fù)雜、海水較深、涌浪較大的非窗口期施工。

利用自升式平臺(tái)是作業(yè)時(shí)處于懸空狀態(tài)，不需要承受普通船舶承受的搖擺及垂蕩，使作業(yè)如在"平地"的狀態(tài)下進(jìn)行，從而能夠在風(fēng)浪較大的情況下，完成海纜中間接頭的制作。

4.工序流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1海纜敷設(shè)尾端處理

為保證對(duì)接時(shí)海纜順利回收纜頭，在海纜鋪設(shè)尾端鋪設(shè)S完，防止彎折，最近距離海纜路由10米，最遠(yuǎn)距離海纜路由50米，在路由長(zhǎng)度100米方位內(nèi)將海纜S型鋪設(shè)于海底布放長(zhǎng)度300米：

4.2.2海纜設(shè)置浮標(biāo)

為保證對(duì)接時(shí)海纜順利回收纜頭，在鋪設(shè)完每段后要設(shè)置水下浮標(biāo)，和打撈鋼絲繩，施工過(guò)程如下：

1）海纜起犁，海纜S型鋪放，并采用泡沫浮標(biāo)（φ600mm×900mm）和尼龍繩（φ20mm）標(biāo)記海纜路由，綁扎間距20米。

2）海纜端頭鉛封封頭;

2）在海纜端頭安裝拖拉網(wǎng)套，并拴系鐵浮漂，鋼絲長(zhǎng)度150米直徑30mm;

4.2.3預(yù)留海纜長(zhǎng)度計(jì)算

為便于中間接頭制作，預(yù)留足夠鋼絲長(zhǎng)度，同時(shí)為保障海纜埋設(shè)，減小海纜裸露長(zhǎng)度，因此海纜的最小預(yù)留長(zhǎng)度計(jì)算公式如下：

每段最小預(yù)留海纜長(zhǎng)度=水深*1.5+船上至對(duì)接點(diǎn)長(zhǎng)度+預(yù)留長(zhǎng)度

=32*1.5+15+10

=73米

考慮到收纜便利以及路由偏差，中間接頭位置，預(yù)留200米長(zhǎng)度

4.2.4平臺(tái)就位

本工程以先從登陸段向中間接頭鋪設(shè)為例，平臺(tái)就位至距離海纜路由25～30米，距離陸地方向纜頭100米的位置站位。

4.2.5海纜端頭打撈回收

如果所有浮標(biāo)均丟失，則需要采用潛水員打撈預(yù)留鋼絲繩。

4.2.6對(duì)接甲板布置

打撈海纜出水，通過(guò)平臺(tái)兩個(gè)入水槽回收海纜至預(yù)定長(zhǎng)度，在入水槽位置采用鋼絲網(wǎng)套固定。并引入接續(xù)搭建室，搭接長(zhǎng)度10米。

4.2.7接續(xù)室搭建

海纜對(duì)接時(shí)需搭建對(duì)接室，對(duì)接室尺寸為長(zhǎng)9米，寬3米，采用腳手架搭建，覆蓋帆布，內(nèi)部安裝照明燈、除濕機(jī)。

4.2.8中間接頭對(duì)接

海纜鋼絲預(yù)處理，電纜加熱處理（去除電纜應(yīng)力）→用加熱帶80℃加溫，加熱時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及加熱效果而定（一般4-6小時(shí)），然后校直自然冷卻→電纜接頭打磨處理→導(dǎo)體連接→恢復(fù)電纜主體結(jié)構(gòu)→附件銅殼連接灌膠→光纖熔接→接頭保護(hù)殼及彎曲限制器安裝→殼體灌膠。

4.2.9中間接頭下放

海纜對(duì)接完成后采用，吊架利用船舶上吊機(jī)，下放中間接頭，施工過(guò)程如下：

1）起吊重量計(jì)算

起吊重量=中間接頭重量+海纜水下段重量+海纜水上段重量+吊具重量=10t+1t+0.064×80+0.048×135=約23t

2）拆除對(duì)接室，清理周邊設(shè)備和材料，并安裝吊架;

3）利用在接頭兩端的海上各安裝一個(gè)側(cè)拉網(wǎng)套，并用鋼絲繩連接，收緊鋼絲繩，船舶絞車付卷筒安裝帶位鋼絲繩，防止海纜接頭位置受力過(guò)大;

4）利用帶位絞車和吊機(jī)將中間接頭吊裝至入水槽位置;調(diào)節(jié)門(mén)吊至最內(nèi)位置，吊機(jī)吊裝接頭下水。

5）下放過(guò)程中平臺(tái)上履帶吊，先向前變幅，使海纜有向前角度，在下放海纜至垂直，反復(fù)進(jìn)行直到海纜完全下放至海床上。

4.2.10中間接頭的沖埋

在進(jìn)行后沖埋設(shè)時(shí)，嚴(yán)格按照鋪設(shè)路由GPS記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行埋設(shè)，在埋設(shè)完成后安排人員進(jìn)行檢查，確保埋深符合設(shè)計(jì)要求。

5.質(zhì)量控制

實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量目標(biāo)所采取的質(zhì)量控制手段、措施、行為和管理方法;執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的名稱及條文;關(guān)鍵工序、重要部位、主要試驗(yàn)檢驗(yàn)項(xiàng)目的質(zhì)量要求;國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定的質(zhì)量要求。

（1）現(xiàn)場(chǎng)接頭安裝必須在海上風(fēng)力小于7級(jí)，天氣良好情況下，在接頭室內(nèi)完成。

（2）接頭安裝時(shí)必須嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度和清潔程度。溫度宜控制在5～35℃，當(dāng)溫度超出允許范圍時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)措施，使安裝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度適宜接頭施工。相對(duì)濕度應(yīng)控制在65%及以下，當(dāng)濕度大時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)除濕措施，嚴(yán)禁在霧天和雨天施工。采取適當(dāng)措施凈化施工環(huán)境，控制施工現(xiàn)場(chǎng)的潔凈度。

（3）現(xiàn)場(chǎng)接頭安裝質(zhì)量應(yīng)滿足以下要求：“導(dǎo)體連接可靠、絕緣恢復(fù)滿足設(shè)計(jì)要求、保護(hù)殼安裝與密封牢靠”。

（4）現(xiàn)場(chǎng)接頭安裝質(zhì)量還就滿足海底敷設(shè)防水、防彎要求。

（5）現(xiàn)場(chǎng)接頭安裝時(shí)的處理步驟、處理方法、剝削尺寸及質(zhì)量應(yīng)符合本方案和相關(guān)產(chǎn)品安裝工藝的要求。

6.安全措施

6.1臺(tái)風(fēng)安全保證措施

1） 制定防臺(tái)預(yù)案，包括防臺(tái)組織機(jī)構(gòu)，防臺(tái)組織崗位職責(zé)，防臺(tái)工作程序，防臺(tái)通訊網(wǎng)絡(luò)，防臺(tái)值班制度。

2）施工期間做好防風(fēng)安全工作，每天接受天氣預(yù)報(bào)，掌控海上氣象動(dòng)態(tài)，警惕熱低壓的突襲。

3）為確保船只安全，出海前因組織人員檢查船機(jī)設(shè)備、航行設(shè)備、航行儀表、系泊設(shè)備、通訊、救生、防火、水密裝置、封堵應(yīng)急和排水設(shè)備，確保處于良好狀態(tài)。組織全體上船人員學(xué)習(xí)防臺(tái)知識(shí)，在思想上組織上認(rèn)真做好防臺(tái)準(zhǔn)備。

4）根據(jù)實(shí)際天氣情況，避風(fēng)錨地選擇在離風(fēng)場(chǎng)較近的錨地。

6.2傷害或突發(fā)急病處理措施

1）接頭施工期間發(fā)現(xiàn)施工人員受到嚴(yán)重傷害事故或突發(fā)疾病時(shí)，經(jīng)過(guò)初步治療后聯(lián)系交通船送往陸地醫(yī)院進(jìn)一步治療。

2）發(fā)生傳染病必須隔離患者，對(duì)患者使用的場(chǎng)所、衣服、用具及用品消毒，并將發(fā)現(xiàn)的經(jīng)過(guò)和采取的措施記錄在案。

6.3落水/搜救應(yīng)急反應(yīng)處理措施

1）發(fā)現(xiàn)人員落水時(shí)，要大聲呼叫“有人落水”，同時(shí)拋下就近的救生圈。夜間應(yīng)拋下附有示位燈的救生圈，以示落水人位置。

2）拋投救生圈時(shí)應(yīng)注意：有流時(shí)應(yīng)在上流方向拋投。無(wú)流有風(fēng)時(shí)應(yīng)拋在上風(fēng)方向。切勿對(duì)準(zhǔn)落水者，以免擊中。

3）根據(jù)具體情況按照“人員傷害/疾病”對(duì)落水者進(jìn)行生命急救。

4）如果落水者一時(shí)未搜尋到，應(yīng)立即報(bào)告公司，公司協(xié)調(diào)海上救助中心派直升機(jī)搜尋。

結(jié)語(yǔ)：由于利用自升式平臺(tái)是作業(yè)時(shí)處于懸空狀態(tài)，不需要承受普通船舶承受的搖擺及垂蕩，使作業(yè)如在“平地”的狀態(tài)下進(jìn)行，從而能夠在風(fēng)浪較大的情況下，完成海纜中間接頭的制作，變相增加了海纜對(duì)接接頭所需施工窗口期，形成了較好的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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