淺談原油管道旁的220kV海底電纜保護(hù)性敷設(shè)施工技術(shù)

李昊，朱偉華

（1.上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司，上海 200002；2.中國(guó)人民解放軍92602部隊(duì)，浙江 寧波 315031）

1 工程概況

浙能嘉興1號(hào)海上風(fēng)電場(chǎng)工程位于杭州灣平湖海域，東西寬約4.3km，南北長(zhǎng)約14km，總面積約48km2。風(fēng)場(chǎng)中心點(diǎn)離岸約20km，總場(chǎng)區(qū)內(nèi)海底地形變化較小，水深在8～12m。風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量為301MW，布置72臺(tái)4.0MW風(fēng)電機(jī)組，1臺(tái)6.0MW和1臺(tái)7.0MW風(fēng)電機(jī)組。風(fēng)電場(chǎng)配套建設(shè)一座220kV海上升壓站、兩回220kV海纜送出線路和一座陸上計(jì)量站。220kV海上升壓站將35kV電壓升壓至220kV，經(jīng)兩回220kV海底電纜將風(fēng)機(jī)所發(fā)電能輸送至陸上計(jì)量站后，就近轉(zhuǎn)入電網(wǎng)系統(tǒng)。220kV海上升壓站布置在風(fēng)電場(chǎng)中央以及靠近陸地地帶，位于38#風(fēng)機(jī)西南側(cè)約0.3km的海域，距海岸線約21km。

2 工程特點(diǎn)、難點(diǎn)

（1）項(xiàng)目登陸點(diǎn)位于獨(dú)山港區(qū)2號(hào)泊位棧橋西側(cè)約1100m的海堤處，其西側(cè)約60m為寧波-上海-南京進(jìn)口原油管道登陸點(diǎn)，在登陸點(diǎn)東側(cè)規(guī)劃為獨(dú)山港區(qū)A區(qū)規(guī)劃8#泊位，規(guī)劃8#泊位與石油管道最近處距離僅150m。

（2）本工程過獨(dú)山港區(qū)A區(qū)規(guī)劃8#泊位的碼頭段區(qū)域施工通道寬度僅有20.3m，同時(shí)該區(qū)域有3個(gè)項(xiàng)目6根海纜通過，施工通道距離西側(cè)的3根石油管線最小間距80m，距離東側(cè)的擬建碼頭8#泊位最小間距51m。

（3）220kV送出線路兩回海纜間設(shè)計(jì)間距4m，施工精度要求偏差在1m以內(nèi)，同時(shí)該區(qū)域海纜需安裝鑄鐵管節(jié)套管并沖埋至設(shè)計(jì)深度。

3 主要施工船舶選擇

鑒于上述特點(diǎn)、難點(diǎn)，本工程最終選用專用海底電纜施工船進(jìn)行海纜敷埋設(shè)施工。該船長(zhǎng)82.9m，寬27.4m，滿載吃水3.3m，適用于7級(jí)以下風(fēng)況的常規(guī)海纜敷設(shè)作業(yè)，詳細(xì)參數(shù)如下：船長(zhǎng)：82.9m，船寬：27.4m，型深：4.90m，滿載吃水：3.3m，噸位：2628t。

施工船搭載全套錨泊定位系統(tǒng)，并配備7臺(tái)變頻電動(dòng)錨機(jī)（5臺(tái)額定載荷20t、2臺(tái)額定載荷35t），每臺(tái)錨機(jī)配有1000m的錨纜，定位錨配備10t的海軍錨和7t的德爾塔錨，具有良好的抓地能力。

施工船敷設(shè)方式為船舶縱向走纜，另外，配備輔助工程船3艘（輔助施工及起、拋錨作業(yè)），警戒船1艘以及交通艇1艘，可實(shí)現(xiàn)不間斷移船敷纜。

4 臨近管線的海纜敷設(shè)施工風(fēng)險(xiǎn)分析

本工程海上施工的風(fēng)險(xiǎn)主要存在于3個(gè)階段，分別是：

（1）海底電纜始端登陸階段；該階段施工船停泊于路由始端登陸就位點(diǎn)，該位置距離最東側(cè)的勇寧線約為90m，海纜登陸施工中對(duì)于原油管道的主要風(fēng)險(xiǎn)為船舶拋錨定位過程中臨近管道一側(cè)的兩個(gè)定位錨需要拋過原油管道，可能會(huì)出現(xiàn)定位錨下錨位置不準(zhǔn)確與設(shè)計(jì)錨位有偏差、在拋錨過程中錨纜對(duì)原油管道裸露部位造成刮擦以及由于外力作用造成船錨走錨等風(fēng)險(xiǎn)。

在水稻育秧前3～8天開始飼養(yǎng)出殼小鴨，水稻移栽后5天左右每畝放養(yǎng)0.75～0.85公斤仔鴨30只，到水稻孕穗未期收鴨出售或繼續(xù)育肥。另選擇面積較大、便于集中管理的稻田進(jìn)行統(tǒng)一整地、統(tǒng)一肥水管理，統(tǒng)一施藥管理；并設(shè)不施藥田塊5畝為對(duì)照，秋后統(tǒng)一驗(yàn)收作效益對(duì)比分析。

（2）通過獨(dú)山港區(qū)A區(qū)規(guī)劃8#泊位階段；該段長(zhǎng)度為1100m，與最東側(cè)的勇寧線最近距離為80m，最遠(yuǎn)距離為200m，海纜敷設(shè)過程中對(duì)于原油管道的主要風(fēng)險(xiǎn)為定位錨下錨位置不準(zhǔn)確、與設(shè)計(jì)錨位有偏差，在拋錨過程中錨纜對(duì)原油管道裸露部位造成刮擦以及由于外力作用造成船錨走錨等風(fēng)險(xiǎn)。

（3）與杭州灣海底輸油管道路由并行敷設(shè)施工段；該段長(zhǎng)度約為20km，與最東側(cè)勇寧線的最近距離大于200m。海纜敷設(shè)過程中對(duì)于原油管道的主要風(fēng)險(xiǎn)為定位錨下錨位置不準(zhǔn)確、與設(shè)計(jì)錨位有偏差以及由于外力作用造成船錨走錨等風(fēng)險(xiǎn)。

5 臨近油氣管線的海纜保護(hù)性敷設(shè)施工

5.1 錨位設(shè)計(jì)原則

（1）根據(jù)施工船錨泊系統(tǒng)的配置，靠石油管線側(cè)兩臺(tái)定位錨機(jī)的鋼絲繩長(zhǎng)度均為1000m，考慮預(yù)留、損失長(zhǎng)度以及水深情況，實(shí)際可拋錨距離應(yīng)不少于700m。

（2）錨位設(shè)置在石油管線西側(cè)，即跨越管線拋射的定位錨，其距離最西側(cè)管線的安全距離至少設(shè)置為150m。

（3）錨位設(shè)置在石油管線東側(cè)，即在施工船及管線中間拋射的定位錨，其距離最東側(cè)管線的安全距離至少設(shè)置為100m。

5.2 登陸段區(qū)域錨位設(shè)計(jì)

本工程登陸段區(qū)域施工時(shí)，施工船拋4個(gè)定位錨通過絞錨使船到達(dá)登陸點(diǎn)，隨后電纜在登陸端絞磨機(jī)的牽拉下登陸施工。整個(gè)電纜登陸期間，施工船舶定點(diǎn)作業(yè)，不再移錨。具體錨位布置如圖1所示。

圖1 登陸點(diǎn)錨位布置圖

5.3 過碼頭段區(qū)域錨位設(shè)計(jì)

該段范圍長(zhǎng)度約為1100m，距離最東側(cè)石油管線間距約為80～200m。單個(gè)錨位可以移錨敷設(shè)電纜320m，通過過碼頭段區(qū)域大約需要移動(dòng)三次錨位。該段區(qū)域由于過碼頭段施工海域范圍比較狹小，宗海東側(cè)邊界線距離規(guī)劃8#泊位邊界點(diǎn)41m，宗海西側(cè)邊界線距離石油管線距離80m，且在20.3m的路由寬度內(nèi)需要敷設(shè)多達(dá)6根海底電纜。考慮到為利于敷設(shè)精度的控制，此段海纜敷設(shè)采用錨泊定位的方式，并需要跨域石油管線進(jìn)行拋錨。

錨位布置如圖2所示。

圖2 過碼頭段錨位布置圖

5.4 中間海域段區(qū)域錨位設(shè)計(jì)

圖3 中間海域段錨位布置圖

5.5 跨越石油管線拋錨的處置原則

跨越石油管線拋錨存在定位錨拋設(shè)位置不準(zhǔn)確、走錨及石油管線裸露的風(fēng)險(xiǎn)，在此區(qū)域進(jìn)行錨泊作業(yè)，應(yīng)采用以下方式。

（1）海纜敷設(shè)過程中，所有輔助工作船應(yīng)全部采用DGPS進(jìn)行定位作業(yè)，由于DGPS定位精度能夠達(dá)到亞米級(jí)，因此能完全滿足施工的需要。

施工船抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)前，應(yīng)采用DGPS測(cè)量系統(tǒng)對(duì)路由登陸點(diǎn)以及工程的各主要控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，復(fù)核精度應(yīng)優(yōu)于1m。施工錨泊作業(yè)時(shí)，各輔助船舶在每次下錨前，必須確認(rèn)DGPS工作狀態(tài)，確保定位精度，保證錨位的準(zhǔn)確。

跨越管線的錨位，必須遠(yuǎn)離油氣管線100m以上。

（2）施工作業(yè)前，應(yīng)嚴(yán)格追蹤施工現(xiàn)場(chǎng)氣候狀況，選擇小潮汛期間進(jìn)行施工作業(yè)，減小潮流對(duì)船舶施工的影響。

（3）臨近管道一側(cè)應(yīng)配備10t以上的大抓力錨，加強(qiáng)船錨的抓地力，從根本上減小走錨概率。

（4）應(yīng)對(duì)跨越石油管線側(cè)的錨位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可由輔助工作船掛載起錨鋼絲繩，并通過監(jiān)測(cè)輔助工作船船位的方式監(jiān)控錨位變化，一旦錨位變動(dòng)較大超過預(yù)設(shè)警戒值，可立即響應(yīng)并采取針對(duì)措施。

（5）當(dāng)出現(xiàn)錨纜必須跨越裸露的原油管線的情況時(shí)，應(yīng)確保管線上方的錨纜處于懸浮狀態(tài)，從而避免錨纜與管道的接觸。

錨泊作業(yè)時(shí)，應(yīng)測(cè)算出需要懸浮的錨纜長(zhǎng)度，并在其上綁扎浮筒助浮，浮筒的設(shè)置應(yīng)盡量貼近錨纜，保證在最低潮狀態(tài)下浮球也能全部浸入水中，防止受潮汐影響，使浮筒失效。

（6）在進(jìn)行起拋錨作業(yè)時(shí)，輔助作業(yè)船及主施工船應(yīng)相互配合，通過使錨纜附帶張力，減少錨纜拖地情況，防止錨纜剮蹭原油管道；同時(shí)，輔助作業(yè)船在拖帶錨時(shí)，船錨錨桿應(yīng)露出水面，確?？梢杂^察到錨桿，保證在施工過程中船錨不會(huì)對(duì)管道發(fā)生碰撞或者刮擦。

（7）緊急情況下，若發(fā)生持續(xù)走錨，船位無法控制的，為防止船錨鉤到管道可選擇強(qiáng)行切斷錨纜。

6 結(jié)語

近年來，由于沿海風(fēng)電場(chǎng)的大規(guī)模興建，海底管線路由資源日趨緊張，多設(shè)施共用路由通道的情況將更頻繁發(fā)生，這一現(xiàn)象對(duì)后續(xù)的海底電纜敷設(shè)作業(yè)勢(shì)將造成眾多影響，此類臨近其他海底管線的海纜敷埋設(shè)施工發(fā)生的頻率將顯著增加。由于海底管線路由資源緊張，設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化將變得更為困難，施工場(chǎng)地狹小、地質(zhì)情況復(fù)雜將成為后續(xù)海底電纜施工團(tuán)隊(duì)面臨的頭等難題。

通過對(duì)原油管道旁的220kV海底電纜保護(hù)性敷設(shè)施工技術(shù)進(jìn)行研究，使得浙能嘉興1號(hào)海上風(fēng)電場(chǎng)工程220kV送出線路得以在狹窄的路由通道內(nèi)順利完成敷設(shè)，同時(shí)很好地避免了對(duì)臨近石油管線的影響。這一海纜線路的成功敷設(shè)，也標(biāo)志著該工藝正在走向成熟，其推廣所帶來的社會(huì)意義及經(jīng)濟(jì)價(jià)值將不容忽視。