海纜敷設施工問題分析及改進

史國燦 孫天學 尚永文

摘要：當今海島經濟發展迅速，沿海地區海島的電力需求也不斷增加。隨著建設技術的不斷進步，越來越多的海底線纜被應用于世界各地。本文以某海底電纜敷設設施項目為例，分析了海底電纜敷設普遍存在的問題，并提出了相應的改進方法，為以后的施工工作提供了一些參考。

關鍵詞：海纜;敷設;施工問題

如今海上風電發展迅猛，海纜敷設環境復雜。在海纜登陸建設環節特殊情況下，需要穿越海堤，特別是一些海況較惡劣的地區。為保證海纜能在惡劣的環境條件下敷設，需要采用海纜長距離拖帶施工技術。目前國際上比較通用的，具有一定代表性的海纜長距離拖帶施工技術結合定向鉆進方式，采用可靠的施工船鋪設海纜，達到海纜定向穿越的目的。該工藝方法受環境因素影響較小，可在各類相對復雜的環境條件下連續作業，施工質量有保證，有效地提高了施工效率，降低綜合成本。

1 海底電纜敷設基本概況

1.1 技術要求

為保證海纜敷設工程的穩定性和安全性，防止被敷設的海纜受到各種海洋活動的影響，從而造成海纜損壞，有必要加強對海纜的保護。國內外通常對于中直位海纜采用挖溝掩埋的方式，通過將海纜放置在海底地面以下，可有效地降低海纜損壞的可能性。靠近平臺和交叉口的海底電纜采用水泥壓塊保護。

1.2 施工方法特點及工藝原則

海底海纜施工特點是拖曳施工技術與定向鉆井法相結合，有效結合兩種技術，可更好保持施工高效性。通過使用大型可靠的船舶，海底電纜鋪設在特殊環境中。該工藝采用石油化工領域相對成熟的定向鉆進方式，這種方式在海纜敷設中應用的時間不長，但在其他領域已相對成熟，通過保護管，使用最新型的海纜敷設船進行海纜拖曳施工，可有效降低施工過程中的風險。

1.3 效益

長距離拖曳海纜施工技術具有施工速度快、成本低的優點。在建造過程中，結合定向鉆井的方法，可在短時間內完成建造任務，并通過合理使用大型專業建造船舶，船舶受外界因素影響小，可連續作業。長時間防止天氣因素。船舶設備待機時經濟效益好。此外，該設備具有國內先進技術水平，能耗水平高，可實現污染物排放控制，對海洋環境影響小。

2 項目實例

某海纜施工項目擬采用水平定向鉆入海堤，起點為海堤內側陸路換乘站西北角，終點距海堤外海堤190m。管道施工設備應放置在陸地上的開關場，管道穿越必須放置在海上。路口有舊海堤路和新海堤路。新海堤道路設計表明，其下方有較深的水泥攪拌樁。陸上開關站位于海堤上的一個池塘中。

3 海底光纜敷設設施存在的問題

海洋環境通常會對海上施工作業造成非常巨大的影響，輕則嚴重拖慢工期，重則造成較大的人身、財產損失，是需要特別注意的因素之一。往往會給施工作業造成巨大的損失，例如沖走物資、沖斷線纜等，也對海纜保護管造成了較大的影響。由于拖回時對穿過保護管的海纜的精度有著較高的要求，在海況惡劣的條件下，施工工作很難達到應有的精度，從另一方面對海纜敷設工作造成了較大影響。航線海域泥質多為淤泥，部分隨漲潮從外海進入，長期積累會使得海纜在水中的相對位置發生變化，產生較大的拉力，從而對海纜造成一定的影響。走線區底部沉積物較多，透氣性不好，無法有效地將海纜周圍產生的空氣排出，容易對海纜造成一定的破壞。

4 保護管設計優化方法

針對上述過程中發現的問題，目前常見的優化方向主要有如下幾點：

1）地錨箱錨固法，首先將鉆機的地錨箱埋入地錨坑內，然后在其周圍打下錨樁，將鋼板焊接到地錨箱上，通過這種方式有效的鎖定地錨，防止在后續的施工過程中產生位移，提高了施工安全性和精度要求。

2）將保護管向后拖。①將穿越管段吊裝至送料溝。開挖的深度和寬度應結合當地地形和開挖角度加以明確。一般情況下，傳輸溝的寬度應大于管徑500mm。②將海水引入送水溝。以保證拖管漂浮。③拖拉處應建“貓背”，結合管道的自然彈性彎曲，進管角度應與具體開挖角度一致，防止拖拉受阻。④連續拖過管段作業應保持在鉆機扭矩和拉力允許范圍內。當鉆具和拖曳管道能承受拉力時，應以最大拖曳速度完成拖曳。⑤將連接的管子放在井道上，一次連接接頭、分動箱、鉆桿。回拉管道時，要密切觀察孔內情況，施工人員要密切注意拉力和扭力的變化。拖回應保持平穩，禁止粗暴拖拽。應將管子一次性拖入成型孔中，防止過程中出現停頓，導致拖曳阻力降低。

3）在海纜拖曳過程中，控制海纜的施放速度可以有效減少海纜拖曳長度，從而保證拖曳的順利進行。在海纜初始位置設置專用錨固基礎，并使用混凝土澆筑。卸扣是預埋在混凝土基礎中的，主要用于固定和安裝船舶錨固用鋼絲繩。保持絞車的安裝位置和預敷鋼索的軌道水平。主作業船通過定向鉆穿過預設的拖纜，拖曳待拖曳的海纜至交點。主作業船用于收回和定位鋼絲繩，調整船舶位置，保證海纜拖帶的有效進行。

4）鋼管保護措施及防腐質量控制，應該保證焊接后的鋼管的潔凈度，對于施工過程中需要破壞鋼管保護層的情況，施工后應及時進行修復，并通過有效的測試手段來確保修復效果。焊接完成后，應使鋼管保持現有的位置不變，不得在鋼管上施加外力，因為鋼管的長度很長，過多的外力極易產生變形。

鋼管防腐質量控制。使用前應進行除銹。內表面除銹作業后，應使用壓縮空氣清除管道內各種異物，保證整個管道內外壁的干凈整潔，無污染。內部防腐處理施工時，應按廠家說明進行噴漆，防銹漆的使用應當按照廠家出具的說明書進行。外防腐層施工時，應選用環氧煤焦油瀝青作為防腐材料，對于接頭處的處理應做到全面細致，使得處理過的接口表面達到技術要求后，才可以進行防腐材料的敷設。化學除銹或噴砂時，應保證質量標準。

5 結論

目前，海上風電發展迅猛。越來越多的海上風力發電站建設起來，這就對于長距離海纜牽引技術提出了更高的要求。在惡劣的海況下，如何確保海纜敷設工作的質量與施工進度成為越來越重要的課題。因此，應采用有效地保護管設計優化方法，不斷探索新的施工方式，提高施工的整體效率。

參考文獻：

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