海上風電樁基：為風機提供重要支撐

■文｜《海洋與漁業》記者 方瓊玟

海上風電與陸上風電最大的不同在于：陸上風力機只需要一塊足夠厚重的混凝土板就能夠支撐；而海上風電則需要結構復雜的基礎來連接海床，稱之為“樁基”。樁基是海上風電風機的重要支撐部件，它的基礎架設比較復雜，對質量的要求也高，需考慮耐海水腐蝕、抗海浪沖擊等因素。

珠海桂山風電場導管架基礎吊裝

主體鋼管樁沉樁

嵌巖樁鉆孔施工

嵌巖樁鋼筋籠

當前常用的海上風電樁基形式

海上風電樁基類型多樣

據了解，目前應用在海上風電基礎施工方案中的樁基類型有單樁基礎、多樁基礎、重力式基礎等，其中單樁基礎因其施工方便、造價相對較低等優點，應用最為廣泛。中鐵大橋局集團第五工程有限公司項目總工程師劉浩兵表示，相較于其他類型，風電單樁基礎施工方便，通過起重船 +固定式導向架的施工工藝，可以確保單樁沉樁垂直度精度達到設計要求，沉樁至設計標高后，就可以進行風電機組的安裝工作。但單樁基礎結構型式目前越來越少采用，主要是因為目前風電機組越來越大，優質地質條件的風電場資源越來越少，荷載的成倍增加及復雜的地質情況，使得單樁基礎需要通過嵌巖樁加固處理后，方可滿足設計要求。目前海上大直徑嵌巖樁施工，施工成本高、風險大、周期長，單樁施工從成本上已經沒有優勢，且當前的施工技術水平、施工設備等也受到制約，單樁基礎使用率已經呈現下降趨勢。

以珠海桂山海上風電場為例，桂山場址所在海域是西北太平洋和南海熱帶氣旋活動和登陸的主要地區之一，場址的水位變化較大，波浪較高。海底地層自上而下依次為 : 淤泥層、淤泥質土層、粉質粘土層、粉砂層、粗砂層、粉質粘土層、粉砂層、細砂層、礫砂層、砂質粘性土層、全風化花崗巖、強風化花崗巖、中風化花崗巖、微風化花崗巖層。該海域由于近場區分布有大大小小多個島嶼，造成海底地層的巖面起伏大，對工程設計造成不利影響。因此選取水下三樁基礎、水上三樁基礎、高樁承臺基礎、四樁導管架基礎方案作為桂山工程結構設計比較方案。

樁基制造業市場競爭激烈

海上樁基作為永久性建筑長期佇立在苛刻的海洋腐蝕環境中，防腐蝕設計關系到風機結構基礎的安全使用。據悉，目前國內外對于鋼樁基礎的防腐，主要參照海洋工程鋼結構的防腐方法，最常用的如下：ISO12944色漆和清漆——防護漆體系對鋼結構的腐蝕防護；ISO20340 色漆和清漆——用于近海建筑及相關結構的保護性涂料體系的性能要求；NORSOKM501表面處理和防護涂料；DNV RP B401陰極保護設計；DNV OS J101海上風電機組設計。

ISO 12944是目前國際上應用最廣泛的鋼結構防腐蝕涂裝規范，ISO 20340和 NORSOK M501對海上風電防腐蝕涂料體系的性能測試和施工技術等做出了規定。針對沿海及海上風電防腐，根據國內海上風電的發展現狀，我國制訂了《沿海及海上風電機組防腐技術規范》，規范中對防腐涂層體系、陰極保護的設計、施工、檢驗及后期維護等都做出了明確規定，該規范發布實施后，大大提升了我國海上風電防腐作業管理水平。

據了解，目前廣東本土只有粵水電一家公司在海上樁基制造方面有一定的產業基礎。水電集團所屬粵水電于 2016年底與陽江高新技術產業開發區簽訂《粵水電裝備制造項目投資協議書》。一期項目由廣東粵水電新能源裝備有限公司投資建設。該項目廠區規劃占地面積 179543.45平方米（合 269.3畝），一期總建筑面積為 35878平方米，同時購置雙梁橋式起重機、數控下料機、卷板機、噴砂滾輪架等主要生產設備256臺套。項目一期建成后，年生產 2MW及以下陸上風電塔架、3MW-6MW海上風電塔架、海上風電導管架合計280套。

業內有關人士表示，海上樁基等大型鋼結構件技術含量較低，屬于資源密集型行業，市場競爭相對激烈，粵水電承接此項目將為加快切入海上風電裝備制造業務，謀求發展高端裝備制造打下良好的基礎。