高亞軍 劉強 陳道剛 姜勝 陳德明

摘要：近年來隨著陸地風電大規(guī)模建設(shè)已相對飽和，技術(shù)已相對完善，海上風電也逐步發(fā)展并迎來了新的搶裝潮。由于海洋氣候復雜多變，季節(jié)性臺風頻發(fā)，對海上施工船舶提出更高的要求。近海區(qū)海上風電采用支腿船和浮吊船吊裝施工中，多利用船舶自身的動力采用拖航至避風錨地避風等的方式防臺，鉆井平臺上裝設(shè)履帶吊的方式應(yīng)用于海上風電風機吊裝更加適應(yīng)深水區(qū)施工，應(yīng)對臺風的沖擊平臺可以拖航至錨地，但由于履帶吊在平臺上相對獨立，面對臺風的沖擊不能與平臺共同抗風，針對履帶吊在鉆井平臺上的防臺問題，海上風電風機吊裝中鉆井平臺上履帶吊的防臺措施研究確定履帶吊在平臺上的放置方式和運行路線區(qū)域以及采用趴桿固定的方式增加了履帶吊遇臺風沖擊的穩(wěn)定性和安全性能，使履帶吊對平臺的壓力更平衡，有效解決了履帶吊在平臺上的防臺問題，提高了施工安全性。

關(guān)鍵詞：海上風電、風機吊裝、鉆井平臺、履帶吊、防臺措施

1研究背景

隨著科技水平不斷提高，海上風電的迅速發(fā)展，施工海域離岸越來越遠，水深隨之增加，對海上風電風機吊裝防臺技術(shù)提出了更高的要求。目前海上風電風機吊裝主要采用傳統(tǒng)支腿船和浮吊船施工，傳統(tǒng)的支腿船和浮吊船由于船舶自身作業(yè)范圍限制，施工海域海洋深度對施工安全性影響較大，應(yīng)對臺風的抗風性能不足，對臺風引起的巨浪海嘯抗力較小，支腿船和浮吊船上吊機受臺風沖擊的接觸面積更大，防臺的難度更大。使用鉆井平臺加裝履帶吊的風機吊裝方式可適應(yīng)更深海域施工，更高的支腿可以減小復雜海況對施工的影響。

2工程概況

華電陽江青洲三海上風電場項目工程場址位于廣東省陽江市陽西縣沙扒鎮(zhèn)附近海域，在陽江近海深水風電項目規(guī)劃場址東側(cè)中部區(qū)域內(nèi)，場址涉海面積約81.03 km2，風機外圍包絡(luò)海域面積約73.69km2，水深范圍41m～46m，場址離岸最近距離約55km。

工程范圍包括：33臺風機基礎(chǔ)制作施工及相應(yīng)的8回35kV海纜敷設(shè)、32臺風機及塔筒附屬設(shè)備安裝、2回220kV海纜敷設(shè)。

3研究內(nèi)容

3.1海上風電風機吊裝使用鉆井平臺加裝履帶吊的方式施工先進性分析

3.1.1海上風電風機吊裝采用支腿船和浮吊船施工性能分析

支腿船和浮吊船由于吃水較淺一般用于近海風電吊裝施工，其自航特點在近海風電場施工更加靈活便捷，機位間轉(zhuǎn)場更加迅速。根據(jù)風機單機容量不同吊裝高度也不同，隨著海上風電的興起，技術(shù)不斷革新，技術(shù)水平不斷提高，風機單機容量也逐漸加大，吊裝高度逐漸增加，支腿船和浮吊船由于吊臂較短，吊裝高度有限，無法滿足大容量機組吊裝高度要求。

3.1.2海上風電風機吊裝采用鉆井平臺加裝履帶吊施工性能分析

鉆井平臺由于支腿更長，更能適應(yīng)深海區(qū)施工作業(yè)，其自升式支腿可以將平臺抬至海面以上，極大限度的防止了涌浪對施工造成的影響，降低了吊裝的安全風險。鉆井平臺加裝履帶吊的新型吊裝施工方式，既發(fā)揮出了鉆井平臺穩(wěn)定性強的優(yōu)勢，又發(fā)揮出了履帶吊靈活性好的特點，這種新型吊裝施工性能的先進性使其更加適應(yīng)和滿足深海區(qū)風機吊裝作業(yè)要求。

3.2海上風電風機吊裝中鉆井平臺加裝履帶吊抗臺性能分析

3.2.1工程項目所在還地陽江海域往年海況簡析

根據(jù)國家海洋環(huán)境預報中心數(shù)據(jù)，1952年至2020年陽江海域登陸臺風共計8起，熱帶風暴共計20起，氣旋擾動數(shù)起。2107號臺風“查帕卡”于2021年7月20日也在陽江登陸，其中心風力達到了13級，這對在陽江海域施工的船舶和平臺防臺抗臺能力又一次提出了挑戰(zhàn)。海域內(nèi)施工船舶大多采用航行至錨地避風，但對于較大型無動力船舶，在臺風臨近拖航困難，而且危險系數(shù)較大，待拖航至附近錨地時，由于船舶較多無處下錨，在涌浪沖擊下造成船舶碰撞等安全事故。

3.2.2海上風電風機吊裝中鉆井平臺加裝履帶吊防臺抗臺性能分析

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，陽江海域臺風多發(fā)季為6至10月，同時也是海上風電施工高峰期。隨著海上風電施工海域逐漸外延，離岸越來越遠，拖航至錨地避風到返回施工地點正常施工所需時間也越來越久，這對于越發(fā)緊密的工期延誤較明顯，同時存在諸多不確定性安全風險，因此船舶或平臺的抗風性能尤為關(guān)鍵。

本項目施工海域水深為41-46m，水下淤泥層深度為20-25m，平臺可利用支腿插拔樁將平臺支離水面，削弱涌浪對船體的影響，消除船體晃動對吊裝的影響。通過改造，拆除原有鉆井包相關(guān)配置，采用在甲板裝設(shè)履帶吊的方式增大了平臺可吊裝范圍，使平臺更能適應(yīng)深海域大容量機組吊裝。根據(jù)平臺JU2000E和CJ46性能參數(shù)可知，兩平臺最大抗風力為15級，相較于其他施工船舶，抗風性能更好。針對平臺的性能特殊性，且大多數(shù)平臺無自航能力，因此大多選用拖航至錨地避風或者原地抗臺。

（1）拖航至錨地避風

由于平臺在插拔樁中需要考慮地質(zhì)因素，對于平臺支腿區(qū)域需要進行掃海工作，排除海底不良地質(zhì)影響。因此，拖航至錨地避風需要提前對錨地的地質(zhì)進行掃海分析。

（2）原地抗臺

平臺原地抗臺采用插樁拋錨的方式，將平臺停泊在遠離其他海上設(shè)施的位置，通過樁腿將平臺支撐離開水面，綁扎固定平臺上設(shè)備，對船體進行安全檢查，保持航海儀器設(shè)備處于正常，并關(guān)閉水密艙門，撤離平臺上人員，按照臺風天氣的分級響應(yīng)部署開展防臺工作。

在海上平臺防臺風應(yīng)急過程中，有時也會因某種意外情況使人員無法全部撤離，或因臺風影響不大而特地保留部分或全部作業(yè)人員就地抗臺風。

3.2.3海上風電風機吊裝中鉆井平臺上履帶吊抗臺性能

由于海上風電鉆井平臺上原有吊機額定吊重不滿足施工要求，因此在平臺上加裝ZCC18000型履帶吊，并且通過在履帶吊行走區(qū)域焊接固定路基箱分解履帶吊對平臺甲板的壓力，以保障履帶吊施工時安全性，滿足施工需要。

對于平臺上的履帶吊防臺，主要采用高強螺栓將履帶吊履帶固定在底部路基箱上，并且通過制動銷固定履帶吊旋轉(zhuǎn)法蘭，將履帶吊大臂趴桿固定在擱置架上，防止履帶吊受臺風造成旋轉(zhuǎn)和移位了，造成對其他設(shè)備的防臺干擾，增大履帶吊的防臺性能。

3.3海上風電風機吊裝中鉆井平臺加裝履帶吊防臺措施

3.3.1應(yīng)急準備

（1）建立救援隊伍、物資及資源等應(yīng)急資源庫，做好啟動應(yīng)急響應(yīng)的各項準備工作。

（2）臺風季節(jié)前收集應(yīng)急錨地情況，組織各船舶船長及相關(guān)部門人員實地考察錨地，熟悉航線。

（3）組織各部門檢查各平臺防臺應(yīng)急處置措施落實情況以及應(yīng)急搶險物資儲備情況，發(fā)現(xiàn)問題及時督促或協(xié)助整改。

（4）與國家海洋環(huán)境預報中心簽訂氣象海洋環(huán)境監(jiān)測協(xié)議，提供定期、大型吊裝危險作業(yè)氣象、船舶氣象導航、突發(fā)氣象和土臺風預測預警咨詢和服務(wù)，便于項目直接獲取施工海域和運輸航線的氣象資料。工程管理部每天早上8時發(fā)送3天海況預測情況。

（5）加強應(yīng)急信息收集、傳遞。

（6）加強臺風預報預警信息研究，密切跟蹤臺風發(fā)展趨勢，對災害可能造成的損失進行動態(tài)評估，按照各自職責，做好有關(guān)應(yīng)急準備工作。

3.3.2臺風分級響應(yīng)

（1）臺風Ⅳ級響應(yīng)

召開防臺工作會議，啟動Ⅳ級防臺應(yīng)急響應(yīng)，實時跟蹤、記錄、分析熱帶低壓動向，及時將氣象信息傳達各平臺和各施工隊伍。將防臺準備工作及時向相關(guān)單位匯報。搶險救援隊伍統(tǒng)計整理最新的平臺生產(chǎn)任務(wù)、作業(yè)人員類型/數(shù)量，并及時報上級單位決策。

運輸保障隊伍根據(jù)威脅情況和避風錨地的距離及航行條件、可用拖輪情況/交通船資源以及搶險救援組提供可撤離的人員信息等，制定人員撤離計劃，確定撤離時間和順序，確保施工人員按計劃有組織地撤離施工現(xiàn)場，檢查應(yīng)急搶險物資儲備情況，發(fā)現(xiàn)問題及時督促或協(xié)助整改。平臺、相關(guān)單位檢查食品、淡水、藥品等各類應(yīng)急物資儲備情況。運輸保障隊伍收集并聯(lián)系附近水域可以協(xié)調(diào)的拖輪等應(yīng)急資源?，F(xiàn)場搶險救援隊伍組織平臺機械設(shè)備、平臺鋼結(jié)構(gòu)、平臺材料等進行加固及拆除工作，加固后用攝像、照片等形式予以記錄應(yīng)急措施（受損后作為保險索賠依據(jù)）。

各平臺船長應(yīng)組織對本船進行一次全面的自我檢查，檢查內(nèi)容包括：車、舵、錨、纜、各種航海儀器、儀表、所有電器設(shè)備及消防救生設(shè)備、航行設(shè)備、應(yīng)急設(shè)備。對不符合要求的馬上整改修復，使其處于適航狀態(tài)。應(yīng)按要求備足糧食、生活必需品、淡水和燃料。并清理甲板物品，保持通道和下水道暢通，對甲板上部分物料進行加固綁扎，根據(jù)本平臺防臺的要求進行調(diào)整吃水，壓載，使船舶處于良好的穩(wěn)性狀態(tài);平臺不得拆卸主機、錨機、舵機、錨鏈等重要機械屬具進行修理，已拆卸的應(yīng)盡快恢復原狀，來不及恢復原狀的應(yīng)及時報給相關(guān)部門各施工平臺負責人立即組織平臺大型機械設(shè)備、工程結(jié)構(gòu)、平臺材料加固及撤離工作，確保平臺材料、設(shè)備的安全。

（2）臺風Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)

平臺各應(yīng)急工作隊成員準備就緒，貫徹執(zhí)行應(yīng)急總指揮指令，組織實施防御或搶險工作。每2小時接收發(fā)布氣象信息一次。

各運輸保障隊組織人員撤離計劃：各負責人組織人員清理作業(yè)工具或物品，并收拾好生活用品、貴重物品等做好撤離準備，非船舶工作人員乘交通船撤離上岸，同時保持和附近水域可以協(xié)調(diào)的拖輪等應(yīng)急資源的聯(lián)系，當應(yīng)急資源不足時，及時向應(yīng)急單位或海事部門等外部力量請求援助。平臺船員需在相關(guān)準備工作完成后撤離平臺，若臺風強度較低或者有特殊工作任務(wù)卻需要滯留平臺原地抗臺時，應(yīng)保持與岸基人員、海事局、當?shù)鼐仍犖楸３致?lián)系，充分準備。

各搶險救援隊組織平臺機械設(shè)備（含履帶吊等）、平臺鋼結(jié)構(gòu)、平臺材料加固及拆除工作，用攝像、照片等形式予以記錄應(yīng)急措施（受損后作為保險索賠依據(jù)）。綜合保障隊落實解決海上人員上岸后的生活、住宿問題。

平臺值班負責人要密切注意收聽天氣預報和海事局、發(fā)布的通知，記錄臺風中心位置、移動方向及速度;要安排好24小時防臺值班人員，加強與調(diào)度、屬地海事局、各救助船舶的相互聯(lián)系和配合，對在防臺過程中遇到的各種情況要及時匯報上級單位。

（3）臺風Ⅱ級應(yīng)急響應(yīng)

原地抗臺的平臺采取應(yīng)急處置進行原地抗臺，并撤離所有人員，若有值班人員，平臺值班負責人每2小時接收發(fā)布氣象信息一次。每小時當?shù)睾Ｊ陆还懿块T報告平臺防臺情況。岸基管理人員24小時輪流值班防臺，同時保持與平臺、海事局、上級防臺工作機構(gòu)的通信聯(lián)絡(luò)。

（4）臺風Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng)

各應(yīng)急工作隊成員進入戰(zhàn)斗狀態(tài)，準備執(zhí)行上級防臺機構(gòu)指令以及當?shù)睾Ｊ戮值闹噶?，?zhí)行搶險救災任務(wù)。將所得到的信息隨時向各平臺進行通報，平臺按原地抗臺處置進行抗臺，運輸保障隊繼續(xù)與業(yè)主、海事部門、氣象臺保持聯(lián)系，及時獲得最新信息和緊急情況時求得幫助。

3.3.3防臺應(yīng)急處置

（1）立即展開應(yīng)急行動，由上級應(yīng)急管理機構(gòu)統(tǒng)一指揮，具體應(yīng)急事宜由各應(yīng)急工作隊執(zhí)行。

（2）當緊急情況升級時，上級應(yīng)急管理機構(gòu)應(yīng)決定召集應(yīng)急處置工作隊和其他專業(yè)救援小組到位參加應(yīng)急救援工作。應(yīng)急領(lǐng)導小組根據(jù)相關(guān)人員提供的信息和警報，判斷受災情況，處理協(xié)調(diào)各應(yīng)急工作隊和其他專業(yè)小組行動，向上級主管單位和地方政府部門報告受災情況并請求救援。

（3）防臺指揮人員保持與搶險現(xiàn)場負責人的通訊聯(lián)絡(luò)，協(xié)調(diào)搶險救援隊伍，對應(yīng)急計劃和啟動行動提出建議;協(xié)調(diào)其他援助人員和設(shè)備、設(shè)施。協(xié)調(diào)現(xiàn)場的搶險行動，減緩緊急情況，指揮應(yīng)急工作隊和其他專業(yè)應(yīng)急小組的應(yīng)急救援，保證與防臺應(yīng)急辦公室通訊聯(lián)絡(luò)。

（4）提前制定人員疏散、撤離方案，當發(fā)生的突發(fā)事件有可能影響到員工安全時，及時報告上級應(yīng)急管理機構(gòu)或者現(xiàn)場應(yīng)急指揮人員，通知相關(guān)人員撤離或疏散，至緊急集合點或施工區(qū)中的安全區(qū)域后及時對人員進行清點。

（5）發(fā)現(xiàn)有人失蹤時，應(yīng)立即展開搜救，搜救人員、現(xiàn)場指揮和上級應(yīng)急管理機構(gòu)之間應(yīng)保持通訊聯(lián)絡(luò)。

（7）發(fā)現(xiàn)有人受傷時，應(yīng)立即根據(jù)有關(guān)規(guī)定進行現(xiàn)場救護和報警，針對具體傷情，采取對應(yīng)的緊急救護措施，并匯報上級應(yīng)急管理機構(gòu)。

4結(jié)語

通過對海上風電風機吊裝采用鉆井平臺加裝履帶吊防臺措施研究，為海上平臺進行風機吊裝施工安全提供了有效保障，對履帶吊在平臺上的安全性能做了全面分析，減少了人員傷亡事故發(fā)生，增加了平臺防臺工作安全性，為平臺防臺提供了可靠支撐依據(jù)。

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