廣東海上風電建設尚缺專業施工隊伍

■文｜《海洋與漁業》記者 方瓊玟

全球范圍內，專用的海上風電安裝船數量已經從2005年的2艘增至如今的40艘以上，然而，與目前大量規劃中或在建的海上風電項目相比，風電安裝船數量依然十分有限。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船舶，施工設備種類相對單一，也缺乏專業的施工隊伍。為此，《海洋與漁業》記者專訪了擁有 4年海上風電項目施工經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。

缺乏海上風電專業施工隊伍

《海洋與漁業》：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》：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，該項目已經完成 12臺風電機組安裝工作，12臺并網，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，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，包括養殖區征海、與海事局、海洋局的相關手續辦理等。總體來說，國內缺乏專門針對海上風電施工的專業隊伍，存在施工設備種類單一、施工經驗缺乏等問題。

嚴格制度規定和技術規范

《海洋與漁業》：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節需要說明一下，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。根據不同的樁徑及地質情況，選用不同規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，國內也有部分企業生產液壓沖擊錘，但沉樁能力及穩定性都與進口的設備有很大的差距。

《海洋與漁業》：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定和技術規范，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。

我們公司會與當地氣象部門建立聯系，每日將天氣情況發送給相關海上人員；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噸的錨將打樁船穩定在海上，打樁船都配有GPS打樁定位系統，可以控制打樁中心位置，該類型的打樁船穩定性高，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》：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，我們會根據風電場噪聲敏感區域的不同位置，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》：未來海上風電產業將迎來大發展，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，且新研發的大功率風電機組還存在優化和改進空間，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、配套的鋼管樁生產單位的加工能力、施工技術難度等的發展已經有點跟不上風電機組更新換代的速度了。這樣會增加了項目的投資風險及施工風險。