海纜敷設(shè)施工問題分析及改進(jìn)

陳佳志 徐斌

摘? 要：現(xiàn)如今海島經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，沿海區(qū)域島嶼用電需求也在不斷提高，隨著施工技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)的海纜敷設(shè)施工數(shù)量越來越多。該文以某海纜敷設(shè)施工項(xiàng)目為例，對(duì)海纜敷設(shè)施工常見的問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法，進(jìn)而有效提高施工效率，降低施工成本。

關(guān)鍵詞：海纜;敷設(shè);施工問題

中圖分類號(hào)：P756.1? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

現(xiàn)如今海上風(fēng)電發(fā)展迅速，海纜敷設(shè)環(huán)境較為復(fù)雜，在海纜登陸施工環(huán)節(jié)特殊情況下需要穿越海堤，無法避讓大興街購(gòu)物、河道等。為了確保海底電纜在特殊情況下的定向穿越，需要使用海纜長(zhǎng)距離回拖施工工藝。海藍(lán)長(zhǎng)距離回拖施工工藝同定向鉆工法相結(jié)合，并使用可靠的施工船舶進(jìn)行海纜敷設(shè)，進(jìn)而達(dá)到海底電纜定向穿越的目標(biāo)。該工藝方法受環(huán)境因素影響較小，在季風(fēng)影響較大的冬季同樣可以連續(xù)作業(yè)，并且保證施工質(zhì)量，效益明顯。

1 海纜敷設(shè)基本概述

1.1 技術(shù)要求

為了確保海纜敷設(shè)工程的穩(wěn)定性和安全性，防止其受到外界因素的影響，例如漁業(yè)活動(dòng)、平臺(tái)落物等，需要加強(qiáng)對(duì)海纜的保護(hù)[1]。對(duì)于中間直線位置的海纜須使用挖溝埋設(shè)的方法進(jìn)行保護(hù)，將埋設(shè)的深度控制在1.5 m左右。對(duì)于臨近平臺(tái)和交叉點(diǎn)位置的海纜則使用水泥壓塊的方式加以保護(hù)。

1.2 工藝流程

為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)技術(shù)要求的滿足，應(yīng)采用下述工藝流程，如圖1所示。

1.3 工法特點(diǎn)及工藝原理

工法特點(diǎn)。海纜回拖施工工藝與定向鉆工法相結(jié)合，通過對(duì)大型、可靠的船舶的利用，在特殊環(huán)境下進(jìn)行海底電纜敷設(shè)，其主要工法特點(diǎn)包括4種。1）超過300 m的海纜長(zhǎng)距離穿堤施工。2）穿越深度可達(dá)到50 m，曲率半徑最大值為1 000 m;海纜定向穿越保護(hù)管最大為DN800。3）潮間帶穿堤作業(yè)。4）6級(jí)風(fēng)速下可實(shí)現(xiàn)不間斷施工。

工藝原理。該工藝使用在石油化工領(lǐng)域較為成熟的定向鉆工法進(jìn)行保護(hù)管的穿越，并且配備了大型、專業(yè)、可靠的海纜敷設(shè)船舶進(jìn)行海纜回拖施工。

1.4 效益

海纜長(zhǎng)距離回拖施工工藝具有施工速度快、精度高以及耗費(fèi)成本低的優(yōu)勢(shì)。在施工環(huán)節(jié)，同定向鉆工法相結(jié)合，能夠在短期內(nèi)完成施工任務(wù)，并通過對(duì)大型專業(yè)施工船舶的合理利用，使船舶受外界因素影響較小，能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)，防止因?yàn)闅夂蛞蛩貙?dǎo)致船舶設(shè)備待機(jī)的情況，經(jīng)濟(jì)效益良好。并且設(shè)備具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)的工藝水平，具有較高的能耗等級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物排放的控制，對(duì)海域環(huán)境造成的影響較小。

2 工程實(shí)例

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，海纜穿越保護(hù)管道設(shè)計(jì)為2根 DN508 鋼管，管材選用 DN508*15 Q355B 型無縫鋼管，管道內(nèi)外防腐采用環(huán)氧樹脂，防腐厚度為 400 μm。該項(xiàng)目擬定采用水平定向鉆進(jìn)行海堤穿越施工，穿越深度最大為 28 m，曲率半徑為 600 m，起點(diǎn)為海堤內(nèi)側(cè)陸上開關(guān)站西北角，終點(diǎn)為海堤外側(cè)距海堤 190 m處。管道穿越施工設(shè)備安放陸上開關(guān)站處，穿越管道須安放在海上。穿越地段有老海堤和新海堤公路，新海堤公路的設(shè)計(jì)顯示下有水泥深層攪拌樁，樁底高程為-16.8? m。陸上開關(guān)站建設(shè)位于海堤內(nèi)的圍塘內(nèi)，三面環(huán)水，地基原為海床。海堤內(nèi)側(cè)水面高程約為 2.5 m，外側(cè)海水潮差為 3 m左右，退潮后海面水位底于內(nèi)側(cè)水面約為4 m。

3 海纜敷設(shè)施工問題

海洋自然災(zāi)害是對(duì)海域路由影響最為嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣，也是施工過程中需要加以重視的氣候因素之一。狂風(fēng)浪潮對(duì)沿岸造成巨大損失同時(shí)，也對(duì)海纜保護(hù)管造成較大的沖擊，同時(shí)，因?yàn)槭艿斤L(fēng)浪影響，回拖時(shí)，對(duì)海纜穿保護(hù)管精度控制要求較高。路由海域的泥質(zhì)多為泥沙，部分從外海隨著漲潮流進(jìn)入，且泥沙類型豐富，多數(shù)開闊水域泥沙均為泥質(zhì)粉砂和細(xì)砂。路由區(qū)底質(zhì)細(xì)顆粒沉積物較多，透氣性不佳，對(duì)電纜及保護(hù)管產(chǎn)生一定的影響[2]。

4 保護(hù)管設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

該工程海纜穿越保護(hù)管道設(shè)計(jì)為2根 DN508 鋼管，管材選用 DN508*15 Q355B 型無縫鋼管，管道內(nèi)外防腐采用環(huán)氧樹脂，防腐厚度為 400 μm，能夠發(fā)揮最大的保護(hù)作用。具體有4種優(yōu)化方法。 1） 地錨箱錨固首先將鉆機(jī)地錨箱埋設(shè)在地錨坑內(nèi)，之后在其四周打入4根鋼管作為錨固樁，并在地錨箱上焊接鋼板，錨固樁的長(zhǎng)度不小于5 m，穿越工程施工的過程中，需要對(duì)鉆機(jī)前后兩端進(jìn)行同時(shí)錨固，前錨固使用混凝土支撐墻加固，進(jìn)而滿足回拖的需要。 2）回拖護(hù)管。①在進(jìn)行回拖欠，將穿越管段吊放到發(fā)送溝。應(yīng)與當(dāng)?shù)氐牡匦魏统鐾两敲鞔_開挖的深度和寬度。通常情況下，發(fā)送溝的下地寬度應(yīng)該大于穿越管徑500 mm。②發(fā)送溝內(nèi)注水。通常情況下，管溝內(nèi)最小注水深度應(yīng)大于穿越管徑的1/3，這樣才能確保回拖管在漂浮的狀態(tài)下。③回拖入土位置應(yīng)修建“貓背”，與管線的自然彈性彎曲相結(jié)合，管道入土角和具體出土角保持一致，以防出現(xiàn)回拖受阻的情況。④回拖穿越管段連續(xù)作業(yè)，應(yīng)保持在鉆機(jī)扭矩和拉力允許的范圍內(nèi)，在鉆具和回拖管線能夠承載拉力的情況下，以最大的回拖速度完成回拖。⑤在井坡道上放置連接好的管材，一次對(duì)接頭、分動(dòng)器、鉆桿進(jìn)行連接。在回拖管道時(shí)，對(duì)孔內(nèi)情況進(jìn)行嚴(yán)密觀察，施工人員應(yīng)密切關(guān)注回拖力和扭矩的變化。回拖應(yīng)保持平穩(wěn)，禁止蠻拖。應(yīng)將管材一次性拖入成形的孔洞中，該過程中防止出現(xiàn)停頓，導(dǎo)致回拖阻力降低。3） 海纜回拖的過程中，船舶映雪安澤合理的位置，不僅要滿足其吃水要求，又能夠有效減少海纜回拖的長(zhǎng)度，進(jìn)而確保回拖的順利進(jìn)行。在海纜登錄位置設(shè)置專門的定位錨基礎(chǔ)，使用混凝土澆筑凡是，混凝土基礎(chǔ)中預(yù)埋卸扣，其主要用于固定安裝船舶鋼絲纜用以定位錨。保持絞車安裝位置和預(yù)鋪設(shè)鋼纜軌跡保持整平，確保拖纜沒有阻力。主作業(yè)船舶通過定向鉆穿越預(yù)設(shè)牽引鋼絲，將需要回拖的海纜拖拉到穿越點(diǎn)位置，使用主作業(yè)船舶收放定位鋼絲纜，對(duì)船位進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而確保海纜回拖的有效進(jìn)行。4）鋼管保護(hù)措施及防腐質(zhì)量控制鋼管保護(hù)措施確保已焊接好的鋼管不沾油污，在施工中拆亂的骨架需要進(jìn)行認(rèn)真修復(fù)，確保鋼管位置正確。完成焊接后不能對(duì)焊完的接頭澆水冷卻，禁止敲擊鋼板接頭，禁止在上面堆放重物，導(dǎo)致鋼管受壓變形。

鋼管防腐質(zhì)量控制。在使用前，應(yīng)使用拋射除銹，除銹等級(jí)不低于Sa2級(jí)，完成內(nèi)表面除銹作業(yè)后，應(yīng)使用清潔、干燥、無油的壓縮空氣對(duì)管道內(nèi)部的砂粒、塵埃以及銹粉等微塵進(jìn)行全面清除，并且確保在6 h內(nèi)完成底漆施工。在進(jìn)行內(nèi)防腐處理施工的過程中，應(yīng)按照生產(chǎn)廠家說明書規(guī)定進(jìn)行涂料配置，不可添加稀釋劑，在使用前保證涂料攪拌均勻，完成配置的涂料通常應(yīng)在4 h內(nèi)使用完。在進(jìn)行外防腐層施工的過程中，應(yīng)選擇環(huán)氧煤瀝青作為防腐材料，并且要確保管節(jié)表面油垢、灰渣、鐵銹得到有效清除，進(jìn)行化學(xué)除銹或噴砂時(shí)，應(yīng)確保質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到Sa2.5級(jí)[3]。表面除銹達(dá)標(biāo)后2 h內(nèi)進(jìn)行涂裝，在晴天或正常天氣條件下，時(shí)間不可大于8 h，如果空氣濕度較大，應(yīng)及時(shí)涂刷，保證涂刷均勻，不能漏涂。

5 結(jié)語

現(xiàn)如今海上風(fēng)電發(fā)展迅速，面對(duì)海纜敷設(shè)環(huán)境的復(fù)雜、多變，海纜長(zhǎng)距離回拖工藝在海纜登陸施工過程中具有重要的作用。在風(fēng)浪的影響下，回拖過程中海纜穿保護(hù)管精度控制要求較高，因此應(yīng)采取有效的保護(hù)管設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，有效提高施工效率，確保施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]李勇，任啟鋒，姚龍.淺談海上風(fēng)電項(xiàng)目220 kV海底電纜敷設(shè)進(jìn)度、質(zhì)量與安全管理[J].科技與創(chuàng)新，2019（7）：104，107.

[2]李國(guó)慶，和法利，姚龍.淺談江蘇東臺(tái)200MW海上風(fēng)電項(xiàng)目220kV海底電纜敷設(shè)存在的難點(diǎn)及解決措施[J].風(fēng)力發(fā)電，2018（1）：46-48.

[3]林航，方寧.大口徑海底電纜的敷設(shè)及檢驗(yàn)注意事項(xiàng)[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2019，19（6）：83-84.