海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站風(fēng)險(xiǎn)與控制措施研究

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升，我國(guó)的海上風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)也一片良好。而如何提升海上風(fēng)電項(xiàng)目著陸的平穩(wěn)性與安全性，成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)。基于此，本文重點(diǎn)針對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并提出了針對(duì)性地控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電場(chǎng)，升壓站，風(fēng)險(xiǎn)，控制

作者簡(jiǎn)介：陳露露，女，1991.10，江蘇江都區(qū)郭村鎮(zhèn)，中級(jí)，海上風(fēng)電工程建設(shè)管理

海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站將電能聚集、升壓、配電與控制集中在了一起，是整個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)的核心。而海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目處于惡劣的海洋環(huán)境中，經(jīng)常面對(duì)臺(tái)風(fēng)、鹽霧腐蝕、風(fēng)暴潮等風(fēng)險(xiǎn)。只有加強(qiáng)海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站各種風(fēng)險(xiǎn)的分析與控制，才能夠保障海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目進(jìn)度的順利推進(jìn)。

一、海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站勘察設(shè)計(jì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與控制措施

隨著我國(guó)海上風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展，在海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站勘察設(shè)計(jì)方面也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和能力。但是由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性與特殊性，海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站的勘察作業(yè)依然存在著一些風(fēng)險(xiǎn)。

（一）鉆孔布置風(fēng)險(xiǎn)與控制措施

在規(guī)劃海上風(fēng)電場(chǎng)總體布局的時(shí)候，就必須要對(duì)海上風(fēng)電廠升壓站的定位進(jìn)行明確。而要想明確海上風(fēng)電廠升壓站的定位，就必須要充分考慮以下幾方面的條件：第一風(fēng)機(jī)總體布置、第二海床水文條件、第三集電海纜條件、第四送出海纜條件等。在明確了海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站的位置以后，就需要進(jìn)行施工圖的勘察鉆孔。在這一過(guò)程中，施工單位為了控制施工成本，就會(huì)將鉆孔布置到升壓站的導(dǎo)管架基礎(chǔ)中心位置上，如果鉆孔遇到了較深的中微風(fēng)巖面，導(dǎo)管架的四個(gè)基樁就會(huì)設(shè)計(jì)成非嵌巖樁基，然后按照后樁法進(jìn)行后續(xù)基樁的打樁。但是，由于實(shí)際的海底巖面起伏非常大，部分基樁位置的中微風(fēng)巖面就會(huì)比較淺。在這種情況下，非嵌巖樁基就需要改成嵌巖樁基。與此同時(shí)，施工方案、施工技術(shù)、施工周期都必須要進(jìn)行調(diào)整，施工成本就會(huì)明顯增加。要想解決這一問(wèn)題，就必須要在正式開(kāi)始勘察鉆孔之前，對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行全面的搜集、整理與分析。如果海上風(fēng)電場(chǎng)中的微風(fēng)化巖面出現(xiàn)了明顯的起伏，那么就要對(duì)每一個(gè)基樁位置進(jìn)行獨(dú)立鉆孔的布置。

（二）海洋土力學(xué)參數(shù)確定風(fēng)險(xiǎn)與控制措施

在實(shí)際的海上勘察作業(yè)中，受到海浪等因素的影響，海上取土和靜力觸探等現(xiàn)場(chǎng)操作就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。如果海面風(fēng)平浪靜，那么就容易獲取較好的土樣，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試出相對(duì)準(zhǔn)確的力學(xué)參數(shù)，將土層的力學(xué)性能真實(shí)的反映出來(lái)。如果海上風(fēng)浪較大，就只能獲取較差的土樣，實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果的可靠性就會(huì)降低。而在設(shè)計(jì)海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站的樁基時(shí)，巖土參數(shù)是最重要的一個(gè)參考數(shù)據(jù)，對(duì)于樁基設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與安全性有著直接的影響。對(duì)此，技術(shù)人員需要全面分析不同海況下的勘測(cè)結(jié)果，然后參考同一片海域的土層參數(shù)成果，對(duì)海洋土的力學(xué)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

二、海上升壓站基礎(chǔ)施工風(fēng)險(xiǎn)與控制措施

海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站經(jīng)常使用以下三種基礎(chǔ)形式：第一單樁，適用于上部結(jié)構(gòu)總重量低于1kt的情況;第二重力式，適用于水深在10t以下、海床表面沒(méi)有或者只有少量淤泥質(zhì)土的情況;第三導(dǎo)管架，適用于除了單樁和重力式以外的其它情況。

例如，導(dǎo)管架樁基的施工，主要面臨著沉樁的風(fēng)險(xiǎn)。而海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站的樁基施工，主要有兩種形式：一種是先樁法，需要在實(shí)現(xiàn)進(jìn)行導(dǎo)向架平臺(tái)的設(shè)置，所以施工成本較高，施工周期較長(zhǎng);另一種是后樁法，無(wú)需進(jìn)行導(dǎo)向架的設(shè)置，只需要借助導(dǎo)管架的固定作用就可以在船舶上直接開(kāi)始打樁操作，這種形式已在我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站基礎(chǔ)施工中得到廣泛的應(yīng)用。

但這兩種樁基施工形式，都容易受到海床地質(zhì)條件以及地坎資料準(zhǔn)確性的影響，進(jìn)而出現(xiàn)鋼管樁沉入標(biāo)高不符合設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題。要想解決這一問(wèn)題，就必須要對(duì)入土深度和貫入度進(jìn)行充分的考慮，并以此為基礎(chǔ)做出需要加長(zhǎng)樁長(zhǎng)的決定，確保原設(shè)計(jì)的承載力得到滿足。另外，如果使用后樁法，受到巖面起伏較大的影響，個(gè)別樁位會(huì)設(shè)計(jì)成嵌巖樁位。為了避免打樁船舶樁基嵌巖施工平臺(tái)的問(wèn)題，可以現(xiàn)在施工平臺(tái)上鉆孔，然后再灌倒入巖端混凝土成樁[2]。

三、海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站運(yùn)輸安裝風(fēng)險(xiǎn)與控制措施

現(xiàn)階段，在海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站運(yùn)輸安裝過(guò)程中，主要通過(guò)以下兩種方式進(jìn)行升壓站上部鋼結(jié)構(gòu)的組裝：第一模塊裝配式，即在陸地上將各個(gè)模塊進(jìn)行組裝調(diào)試完成，然后再在現(xiàn)場(chǎng)起吊就位;第二整體式，即將整個(gè)升壓站上部結(jié)構(gòu)看作一個(gè)整體，全部在陸地上組裝完成，在進(jìn)行調(diào)制，之后再到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整體安裝。其中，整體式是我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站運(yùn)輸安裝最常用的形式，接下來(lái)將以此為例闡述海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站運(yùn)輸安裝方面存在的風(fēng)險(xiǎn)及其相應(yīng)的控制措施。

（一）運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)與控制措施

由于海上運(yùn)輸條件的復(fù)雜性與特殊性，所以運(yùn)輸延誤、設(shè)備傾覆等現(xiàn)象普遍存在。而一起這些現(xiàn)象的主要原因，主要與海上天氣的惡劣、運(yùn)輸路徑的不合理以及運(yùn)輸計(jì)劃與實(shí)際情況的不符有關(guān)。要想避免這些現(xiàn)象的發(fā)生，就必須要提前對(duì)海上的實(shí)際情況以及天氣進(jìn)行詳細(xì)的了解，提前對(duì)運(yùn)輸路徑的海水深度與運(yùn)輸障礙進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。然后在確保天氣條件比較良好的情況下實(shí)施海上運(yùn)輸。與此同時(shí)，還要制定出與實(shí)際情況相符的運(yùn)輸計(jì)劃，選擇最適合的運(yùn)輸路徑。

但是，在一些不可抗力因素的影響下，在運(yùn)輸過(guò)程中必須要繞過(guò)一些暗礁、錨地等地帶。這樣一來(lái)，運(yùn)輸路徑就會(huì)被迫延長(zhǎng)。而運(yùn)輸路徑的延長(zhǎng)，就會(huì)增加海上運(yùn)輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此，相關(guān)工作人員必須要提前制定出多套應(yīng)對(duì)方案，盡量遠(yuǎn)離存在海況比較惡劣的海域。如果在運(yùn)輸過(guò)程中，遭遇了惡劣的海況，必要時(shí)可以選擇停船靠港[2]。

（二）安裝風(fēng)險(xiǎn)與控制措施

海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站的上部結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體，且體型比較龐大，很容易在天氣、海況等因素的影響下出現(xiàn)整體傾覆的問(wèn)題。要想避免這類問(wèn)題的出現(xiàn)，就必須要做好以下三點(diǎn)。第一，在選擇船舶上，要主要船舶的有效寬度比升壓站的整體邊界大，確保升壓站底部的4根立柱的穩(wěn)定性得到保障。第二，綁扎設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要對(duì)極端工況進(jìn)行充分的考慮。第三，在釋放固定的時(shí)候，必須要做好相應(yīng)的臨時(shí)固定措施。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，無(wú)論是海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站的勘察設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)施工，還是海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站運(yùn)輸安裝，都存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。只有根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的控制措施，才能夠顯著降低各種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)升壓站的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁帥. 浙江海上風(fēng)電場(chǎng)通航風(fēng)險(xiǎn)及安全防范策略研究[D].大連海事大學(xué)，2018.