采用自升式平臺作為220kV海纜中間接頭的施工研究

王坤

摘要：海洋風力發電是我國戰略性新興產業、科技產業和海洋經濟發展的重要組成部分，是現階段我國綠色能源開發的主要關注點之一，前景十分廣闊。與陸上風電場相比，海上風電場具有不占用陸上土地資源、基本不受地形地貌影響、風能資源豐富、年利用小時數更高、風電機組單機容量更大、適宜大規模開發等優點，近些年得到快速發展。

關鍵詞：海上風電;自升式平臺;施工研究

1.前言

海上風電場風機互聯及進一步集成后升壓送至更高電壓等級電網均需采用海底電纜完成，因此海底電纜鋪設施工也是海洋風電建設不可或缺的一部分。隨著近年來我國海洋風力發電快速發展，風電場電力送出工程施工所需的海底電纜及附件、鋪纜設備等相適應的施工工藝研究，以適應我國海洋風力發電快速發展。

2.特點

2.1自升式平臺是一種通過樁腿及升降系統把平臺舉升達到一定高度，以適應不同水深及作業高度的大型裝備。在作業期間，平臺不需要承受普通船舶承受的搖擺及垂蕩，使作業如在"平地"的狀態下進行，從而能夠在風浪較大的情況下，完成海纜中間接頭的制作。

2.2 因海纜中間接頭制作時間較長，通常在5天以上，采用普通船舶，海纜在接頭制作時存在錨纜摩擦損壞的風險，因自升式平臺作業時處于懸空狀態，不需要錨纜，可避免該風險發生。

3.適用范圍及工藝原理

適用于氣候海況復雜、海水較深、涌浪較大的非窗口期施工。

利用自升式平臺是作業時處于懸空狀態，不需要承受普通船舶承受的搖擺及垂蕩，使作業如在"平地"的狀態下進行，從而能夠在風浪較大的情況下，完成海纜中間接頭的制作。

4.工序流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

4.2 操作要點

4.2.1海纜敷設尾端處理

為保證對接時海纜順利回收纜頭，在海纜鋪設尾端鋪設S完，防止彎折，最近距離海纜路由10米，最遠距離海纜路由50米，在路由長度100米方位內將海纜S型鋪設于海底布放長度300米：

4.2.2海纜設置浮標

為保證對接時海纜順利回收纜頭，在鋪設完每段后要設置水下浮標，和打撈鋼絲繩，施工過程如下：

1）海纜起犁，海纜S型鋪放，并采用泡沫浮標（φ600mm×900mm）和尼龍繩（φ20mm）標記海纜路由，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套，并拴系鐵浮漂，鋼絲長度150米直徑30mm;

4.2.3預留海纜長度計算

為便于中間接頭制作，預留足夠鋼絲長度，同時為保障海纜埋設，減小海纜裸露長度，因此海纜的最小預留長度計算公式如下：

每段最小預留海纜長度=水深*1.5+船上至對接點長度+預留長度

=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，預留200米長度

4.2.4平臺就位

本工程以先從登陸段向中間接頭鋪設為例，平臺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

如果所有浮標均丟失，則需要采用潛水員打撈預留鋼絲繩。

4.2.6對接甲板布置

打撈海纜出水，通過平臺兩個入水槽回收海纜至預定長度，在入水槽位置采用鋼絲網套固定。并引入接續搭建室，搭接長度10米。

4.2.7接續室搭建

海纜對接時需搭建對接室，對接室尺寸為長9米，寬3米，采用腳手架搭建，覆蓋帆布，內部安裝照明燈、除濕機。

4.2.8中間接頭對接

海纜鋼絲預處理，電纜加熱處理（去除電纜應力）→用加熱帶80℃加溫，加熱時間根據現場環境及加熱效果而定（一般4-6小時），然后校直自然冷卻→電纜接頭打磨處理→導體連接→恢復電纜主體結構→附件銅殼連接灌膠→光纖熔接→接頭保護殼及彎曲限制器安裝→殼體灌膠。

4.2.9中間接頭下放

海纜對接完成后采用，吊架利用船舶上吊機，下放中間接頭，施工過程如下：

1）起吊重量計算

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）拆除對接室，清理周邊設備和材料，并安裝吊架;

3）利用在接頭兩端的海上各安裝一個側拉網套，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大;

4）利用帶位絞車和吊機將中間接頭吊裝至入水槽位置;調節門吊至最內位置，吊機吊裝接頭下水。

5）下放過程中平臺上履帶吊，先向前變幅，使海纜有向前角度，在下放海纜至垂直，反復進行直到海纜完全下放至海床上。

4.2.10中間接頭的沖埋

在進行后沖埋設時，嚴格按照鋪設路由GPS記錄數據進行埋設，在埋設完成后安排人員進行檢查，確保埋深符合設計要求。

5.質量控制

實現工程質量目標所采取的質量控制手段、措施、行為和管理方法;執行國家現行標準的名稱及條文;關鍵工序、重要部位、主要試驗檢驗項目的質量要求;國家現行標準中未規定的質量要求。

（1）現場接頭安裝必須在海上風力小于7級，天氣良好情況下，在接頭室內完成。

（2）接頭安裝時必須嚴格控制施工現場的溫度、濕度和清潔程度。溫度宜控制在5～35℃，當溫度超出允許范圍時，應采取適當措施，使安裝現場環境溫度適宜接頭施工。相對濕度應控制在65%及以下，當濕度大時，應采取適當除濕措施，嚴禁在霧天和雨天施工。采取適當措施凈化施工環境，控制施工現場的潔凈度。

（3）現場接頭安裝質量應滿足以下要求：“導體連接可靠、絕緣恢復滿足設計要求、保護殼安裝與密封牢靠”。

（4）現場接頭安裝質量還就滿足海底敷設防水、防彎要求。

（5）現場接頭安裝時的處理步驟、處理方法、剝削尺寸及質量應符合本方案和相關產品安裝工藝的要求。

6.安全措施

6.1臺風安全保證措施

1） 制定防臺預案，包括防臺組織機構，防臺組織崗位職責，防臺工作程序，防臺通訊網絡，防臺值班制度。

2）施工期間做好防風安全工作，每天接受天氣預報，掌控海上氣象動態，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設備、航行設備、航行儀表、系泊設備、通訊、救生、防火、水密裝置、封堵應急和排水設備，確保處于良好狀態。組織全體上船人員學習防臺知識，在思想上組織上認真做好防臺準備。

4）根據實際天氣情況，避風錨地選擇在離風場較近的錨地。

6.2傷害或突發急病處理措施

1）接頭施工期間發現施工人員受到嚴重傷害事故或突發疾病時，經過初步治療后聯系交通船送往陸地醫院進一步治療。

2）發生傳染病必須隔離患者，對患者使用的場所、衣服、用具及用品消毒，并將發現的經過和采取的措施記錄在案。

6.3落水/搜救應急反應處理措施

1）發現人員落水時，要大聲呼叫“有人落水”，同時拋下就近的救生圈。夜間應拋下附有示位燈的救生圈，以示落水人位置。

2）拋投救生圈時應注意：有流時應在上流方向拋投。無流有風時應拋在上風方向。切勿對準落水者，以免擊中。

3）根據具體情況按照“人員傷害/疾病”對落水者進行生命急救。

4）如果落水者一時未搜尋到，應立即報告公司，公司協調海上救助中心派直升機搜尋。

結語：由于利用自升式平臺是作業時處于懸空狀態，不需要承受普通船舶承受的搖擺及垂蕩，使作業如在“平地”的狀態下進行，從而能夠在風浪較大的情況下，完成海纜中間接頭的制作，變相增加了海纜對接接頭所需施工窗口期，形成了較好的社會效益。

參考文獻：

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