■文｜《海洋與漁業(yè)》記者 方瓊玟

全球范圍內，專用的海上風電安裝船數(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電項目相比，風電安裝船數(shù)量依然十分有限。另外，受海上強風、海水腐蝕、波浪及海流沖擊等因素，海上風電的基礎施工難度大、建設成本高，通常占整個風電場工程成本的20%～30%。

調研資料顯示，現(xiàn)有海上風電安裝施工船舶、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”海上風電工程船和中交四航“粵工樁 8號”打樁施工船等少量專業(yè)船舶，施工設備種類相對單一，也缺乏專業(yè)的施工隊伍。為此，《海洋與漁業(yè)》記者專訪了擁有 4年海上風電項目施工經(jīng)驗的中鐵大橋局集團第五工程有限公司項目總工程師劉浩兵，請他分享一下當前海上風電在安裝及基礎施工方面所面臨的問題，以及如何確保海上施工的安全性，如何做好海上風險控制等。

缺乏海上風電專業(yè)施工隊伍

《海洋與漁業(yè)》：目前國內的海上風電安裝船有中交三航局（上海）的三航“風范號”、“風華號”，中鐵大橋局（福建）“福船三峽號”、“大橋福船號”以及華爾辰號（廣東）等，請問您參與的珠海桂山海上風電項目，采用的是哪種工程船舶，是如何進行風機安裝及基礎施工的?

劉浩兵：我在 2014年開始參與海上風電項目的施工，當時在珠海桂山海上風電場示范項目風機安裝及基礎施工工程，這個項目也是廣東省首個海上風電項目。我單位負責本項目 34臺風電機組的樁基礎及導管架安裝施工。樁基基礎采用的是四樁導管架形式，由于導管架的 4個樁腿需要插入 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法達到該精度要求，所以現(xiàn)場采用的是“華爾辰”海上風電工程船 +座底式沉樁導向平臺的方案進行沉樁的。“華爾辰”海上風電工程船為雙體船設計，于2012年打造完成，該船體積較大，可以負責風電機組鋼管樁沉樁、風機安裝等施工任務。

《海洋與漁業(yè)》：請介紹一下您目前參與的海上風電項目，整個項目歷時多長，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電場一期項目，福清興化灣海上風電場一期是目前世界上最大的海上試驗風電場，14臺風電機組，總裝機容量77.4MW。

截至目前，該項目已經(jīng)完成 12臺風電機組安裝工作，12臺并網(wǎng)，預計該項目將在今年7月份完成全部收尾工作。

由于該項目為樣機試驗風電場，基礎型式采用 4樁高樁承臺基礎，樁基礎采用鋼管樁 +嵌巖樁的組合樁，施工工序多，施工人員多，最高峰的時候達到了 300多人（不含船舶配員）。

劉浩兵

該項目的施工難度主要有：一是海上嵌巖樁施工難度大，該項目由于覆蓋層較淺，普通的鋼管樁結構無法滿足大功率風電機組運營的受力要求，樁基礎均需要進行嵌巖鉆孔施工，鋼管樁沉樁完成后，使用嵌巖鉆機繼續(xù)鉆孔施工，直到鉆入弱風化巖層，然后下放鋼筋籠及灌注水下混凝土，整個樁基礎的施工周期長，難度大；二是風電機組型式多樣，該項目有 14臺風電機組，包括了國內外 8個風機廠家的最大單機功率的風電機組，不同的風電機組的吊裝工藝及采用的工裝設備等均不一樣，風電機組的重量更大、安裝高度要求更高，大部分風電機組均為國內首次安裝，施工難度大，風險高；三是設計難度大，該項目是目前海上風電場里面地質條件相對復雜的一個項目，風電機組的類型多，又處于臺風地區(qū)，設計難度相對較大，該項目是非施工圖招標的，屬于邊設計邊施工，所以我們在進行施工方案制定及施工組織方面難度更大。

當然，施工過程中還有一些其它難點，包括養(yǎng)殖區(qū)征海、與海事局、海洋局的相關手續(xù)辦理等?？傮w來說，國內缺乏專門針對海上風電施工的專業(yè)隊伍，存在施工設備種類單一、施工經(jīng)驗缺乏等問題。

嚴格制度規(guī)定和技術規(guī)范

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

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型。

鋼管樁的安裝過程相對簡單，先在工廠將鋼管樁加工成整體后，通過船舶運輸至施工海域，采用打樁船或起重船 +固定式導向平臺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重要的環(huán)節(jié)需要說明一下，它是通過大型的液壓沖擊錘將鋼管樁沉樁至設計要求的標高的。根據(jù)不同的樁徑及地質情況，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口的設備為主，包括德國的 MENCK、荷蘭的IHC，國內也有部分企業(yè)生產(chǎn)液壓沖擊錘，但沉樁能力及穩(wěn)定性都與進口的設備有很大的差距。

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

劉浩兵：開展海上施工，我們有嚴格的制度規(guī)定和技術規(guī)范，譬如，海上有非常嚴重的霧，施工隊伍必須停止施工；遇到臺汛期，海上施工作業(yè)船只也必須進港避風；不同的工序都要配置專用的救生設備，并且要確保設備質量有保證。

我們公司會與當?shù)貧庀蟛块T建立聯(lián)系，每日將天氣情況發(fā)送給相關海上人員；派專人關注、觀測海上水文、風浪等氣象信息，及時將情況報送有關負責人。

目前國內的打樁船主要以浮式打樁船為主，它的船體設計有 1個打樁架，配置有打樁錘，通過拋 4～8個重約 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組

《海洋與漁業(yè)》：在海上施工過程中，會對海域造成哪些污染，如何避免？

劉浩兵：海上施工最大的污染是噪音污染，包括風機樁基施打、施工船舶行駛和電纜線鋪設等產(chǎn)生的噪音，這些噪音多少會對海底生物造成影響。因此，我們會根據(jù)風電場噪聲敏感區(qū)域的不同位置，選用低噪音設備，或采用圍擋措施等；其次是廢油廢氣污染，所使用的施工機械、船舶均以柴油或汽油為燃料，運行時會產(chǎn)生一定量的廢氣，我們會將這類污染運至岸上處理；還有一個是泥沙污染，為了避免懸浮泥沙污染造成浮游動物損失，我們會將泥沙抽取到船舶并運往岸上。

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

劉浩兵：首先從設計角度提一些意見，其實沉樁的方案及機械設備選擇，跟設計方案是有很大關系的，樁的精度要求、水深、海況、地質條件等是關鍵點。目前廣東區(qū)域普遍使用的是四樁導管架基礎，這類型的基礎適用性強，尤其適用于水深較大的海域，但該類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的方式進行沉樁，以確保施工可行性及對精度的要求。

目前各投資單位比較喜歡采用大功率的風電機組，這種方式我不太推薦。風電機組的功率越大，運營的荷載也越大，且新研發(fā)的大功率風電機組還存在優(yōu)化和改進空間，不是成熟機型。采用大功率風電機組后，從設計考慮，普通的打入式鋼管樁已經(jīng)無法滿足大功率風電機組對荷載的要求，需要進行嵌巖樁鉆孔施工。海上嵌巖樁鉆孔施工難度大，施工周期長，成本高。如果改用成熟的小功率機組，設計時可以不考慮嵌巖樁鉆孔施工，可能更劃算，且目前國內的機械設備、配套的鋼管樁生產(chǎn)單位的加工能力、施工技術難度等的發(fā)展已經(jīng)有點跟不上風電機組更新?lián)Q代的速度了。這樣會增加了項目的投資風險及施工風險。