高亞軍 劉強(qiáng) 陳道剛 姜?jiǎng)?陳德明

摘要：近年來隨著陸地風(fēng)電大規(guī)模建設(shè)已相對(duì)飽和，技術(shù)已相對(duì)完善，海上風(fēng)電也逐步發(fā)展并迎來了新的搶裝潮。由于海洋氣候復(fù)雜多變，季節(jié)性臺(tái)風(fēng)頻發(fā)，對(duì)海上施工船舶提出更高的要求。近海區(qū)海上風(fēng)電采用支腿船和浮吊船吊裝施工中，多利用船舶自身的動(dòng)力采用拖航至避風(fēng)錨地避風(fēng)等的方式防臺(tái)，鉆井平臺(tái)上裝設(shè)履帶吊的方式應(yīng)用于海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝更加適應(yīng)深水區(qū)施工，應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)的沖擊平臺(tái)可以拖航至錨地，但由于履帶吊在平臺(tái)上相對(duì)獨(dú)立，面對(duì)臺(tái)風(fēng)的沖擊不能與平臺(tái)共同抗風(fēng)，針對(duì)履帶吊在鉆井平臺(tái)上的防臺(tái)問題，海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝中鉆井平臺(tái)上履帶吊的防臺(tái)措施研究確定履帶吊在平臺(tái)上的放置方式和運(yùn)行路線區(qū)域以及采用趴桿固定的方式增加了履帶吊遇臺(tái)風(fēng)沖擊的穩(wěn)定性和安全性能，使履帶吊對(duì)平臺(tái)的壓力更平衡，有效解決了履帶吊在平臺(tái)上的防臺(tái)問題，提高了施工安全性。

關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電、風(fēng)機(jī)吊裝、鉆井平臺(tái)、履帶吊、防臺(tái)措施

1研究背景

隨著科技水平不斷提高，海上風(fēng)電的迅速發(fā)展，施工海域離岸越來越遠(yuǎn)，水深隨之增加，對(duì)海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝防臺(tái)技術(shù)提出了更高的要求。目前海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝主要采用傳統(tǒng)支腿船和浮吊船施工，傳統(tǒng)的支腿船和浮吊船由于船舶自身作業(yè)范圍限制，施工海域海洋深度對(duì)施工安全性影響較大，應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)的抗風(fēng)性能不足，對(duì)臺(tái)風(fēng)引起的巨浪海嘯抗力較小，支腿船和浮吊船上吊機(jī)受臺(tái)風(fēng)沖擊的接觸面積更大，防臺(tái)的難度更大。使用鉆井平臺(tái)加裝履帶吊的風(fēng)機(jī)吊裝方式可適應(yīng)更深海域施工，更高的支腿可以減小復(fù)雜海況對(duì)施工的影響。

2工程概況

華電陽江青洲三海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目工程場(chǎng)址位于廣東省陽江市陽西縣沙扒鎮(zhèn)附近海域，在陽江近海深水風(fēng)電項(xiàng)目規(guī)劃場(chǎng)址東側(cè)中部區(qū)域內(nèi)，場(chǎng)址涉海面積約81.03 km2，風(fēng)機(jī)外圍包絡(luò)海域面積約73.69km2，水深范圍41m～46m，場(chǎng)址離岸最近距離約55km。

工程范圍包括：33臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)制作施工及相應(yīng)的8回35kV海纜敷設(shè)、32臺(tái)風(fēng)機(jī)及塔筒附屬設(shè)備安裝、2回220kV海纜敷設(shè)。

3研究?jī)?nèi)容

3.1海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝使用鉆井平臺(tái)加裝履帶吊的方式施工先進(jìn)性分析

3.1.1海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝采用支腿船和浮吊船施工性能分析

支腿船和浮吊船由于吃水較淺一般用于近海風(fēng)電吊裝施工，其自航特點(diǎn)在近海風(fēng)電場(chǎng)施工更加靈活便捷，機(jī)位間轉(zhuǎn)場(chǎng)更加迅速。根據(jù)風(fēng)機(jī)單機(jī)容量不同吊裝高度也不同，隨著海上風(fēng)電的興起，技術(shù)不斷革新，技術(shù)水平不斷提高，風(fēng)機(jī)單機(jī)容量也逐漸加大，吊裝高度逐漸增加，支腿船和浮吊船由于吊臂較短，吊裝高度有限，無法滿足大容量機(jī)組吊裝高度要求。

3.1.2海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝采用鉆井平臺(tái)加裝履帶吊施工性能分析

鉆井平臺(tái)由于支腿更長(zhǎng)，更能適應(yīng)深海區(qū)施工作業(yè)，其自升式支腿可以將平臺(tái)抬至海面以上，極大限度的防止了涌浪對(duì)施工造成的影響，降低了吊裝的安全風(fēng)險(xiǎn)。鉆井平臺(tái)加裝履帶吊的新型吊裝施工方式，既發(fā)揮出了鉆井平臺(tái)穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，又發(fā)揮出了履帶吊靈活性好的特點(diǎn)，這種新型吊裝施工性能的先進(jìn)性使其更加適應(yīng)和滿足深海區(qū)風(fēng)機(jī)吊裝作業(yè)要求。

3.2海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝中鉆井平臺(tái)加裝履帶吊抗臺(tái)性能分析

3.2.1工程項(xiàng)目所在還地陽江海域往年海況簡(jiǎn)析

根據(jù)國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心數(shù)據(jù)，1952年至2020年陽江海域登陸臺(tái)風(fēng)共計(jì)8起，熱帶風(fēng)暴共計(jì)20起，氣旋擾動(dòng)數(shù)起。2107號(hào)臺(tái)風(fēng)“查帕卡”于2021年7月20日也在陽江登陸，其中心風(fēng)力達(dá)到了13級(jí)，這對(duì)在陽江海域施工的船舶和平臺(tái)防臺(tái)抗臺(tái)能力又一次提出了挑戰(zhàn)。海域內(nèi)施工船舶大多采用航行至錨地避風(fēng)，但對(duì)于較大型無動(dòng)力船舶，在臺(tái)風(fēng)臨近拖航困難，而且危險(xiǎn)系數(shù)較大，待拖航至附近錨地時(shí)，由于船舶較多無處下錨，在涌浪沖擊下造成船舶碰撞等安全事故。

3.2.2海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝中鉆井平臺(tái)加裝履帶吊防臺(tái)抗臺(tái)性能分析

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，陽江海域臺(tái)風(fēng)多發(fā)季為6至10月，同時(shí)也是海上風(fēng)電施工高峰期。隨著海上風(fēng)電施工海域逐漸外延，離岸越來越遠(yuǎn)，拖航至錨地避風(fēng)到返回施工地點(diǎn)正常施工所需時(shí)間也越來越久，這對(duì)于越發(fā)緊密的工期延誤較明顯，同時(shí)存在諸多不確定性安全風(fēng)險(xiǎn)，因此船舶或平臺(tái)的抗風(fēng)性能尤為關(guān)鍵。

本項(xiàng)目施工海域水深為41-46m，水下淤泥層深度為20-25m，平臺(tái)可利用支腿插拔樁將平臺(tái)支離水面，削弱涌浪對(duì)船體的影響，消除船體晃動(dòng)對(duì)吊裝的影響。通過改造，拆除原有鉆井包相關(guān)配置，采用在甲板裝設(shè)履帶吊的方式增大了平臺(tái)可吊裝范圍，使平臺(tái)更能適應(yīng)深海域大容量機(jī)組吊裝。根據(jù)平臺(tái)JU2000E和CJ46性能參數(shù)可知，兩平臺(tái)最大抗風(fēng)力為15級(jí)，相較于其他施工船舶，抗風(fēng)性能更好。針對(duì)平臺(tái)的性能特殊性，且大多數(shù)平臺(tái)無自航能力，因此大多選用拖航至錨地避風(fēng)或者原地抗臺(tái)。

（1）拖航至錨地避風(fēng)

由于平臺(tái)在插拔樁中需要考慮地質(zhì)因素，對(duì)于平臺(tái)支腿區(qū)域需要進(jìn)行掃海工作，排除海底不良地質(zhì)影響。因此，拖航至錨地避風(fēng)需要提前對(duì)錨地的地質(zhì)進(jìn)行掃海分析。

（2）原地抗臺(tái)

平臺(tái)原地抗臺(tái)采用插樁拋錨的方式，將平臺(tái)停泊在遠(yuǎn)離其他海上設(shè)施的位置，通過樁腿將平臺(tái)支撐離開水面，綁扎固定平臺(tái)上設(shè)備，對(duì)船體進(jìn)行安全檢查，保持航海儀器設(shè)備處于正常，并關(guān)閉水密艙門，撤離平臺(tái)上人員，按照臺(tái)風(fēng)天氣的分級(jí)響應(yīng)部署開展防臺(tái)工作。

在海上平臺(tái)防臺(tái)風(fēng)應(yīng)急過程中，有時(shí)也會(huì)因某種意外情況使人員無法全部撤離，或因臺(tái)風(fēng)影響不大而特地保留部分或全部作業(yè)人員就地抗臺(tái)風(fēng)。

3.2.3海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝中鉆井平臺(tái)上履帶吊抗臺(tái)性能

由于海上風(fēng)電鉆井平臺(tái)上原有吊機(jī)額定吊重不滿足施工要求，因此在平臺(tái)上加裝ZCC18000型履帶吊，并且通過在履帶吊行走區(qū)域焊接固定路基箱分解履帶吊對(duì)平臺(tái)甲板的壓力，以保障履帶吊施工時(shí)安全性，滿足施工需要。

對(duì)于平臺(tái)上的履帶吊防臺(tái)，主要采用高強(qiáng)螺栓將履帶吊履帶固定在底部路基箱上，并且通過制動(dòng)銷固定履帶吊旋轉(zhuǎn)法蘭，將履帶吊大臂趴桿固定在擱置架上，防止履帶吊受臺(tái)風(fēng)造成旋轉(zhuǎn)和移位了，造成對(duì)其他設(shè)備的防臺(tái)干擾，增大履帶吊的防臺(tái)性能。

3.3海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝中鉆井平臺(tái)加裝履帶吊防臺(tái)措施

3.3.1應(yīng)急準(zhǔn)備

（1）建立救援隊(duì)伍、物資及資源等應(yīng)急資源庫(kù)，做好啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

（2）臺(tái)風(fēng)季節(jié)前收集應(yīng)急錨地情況，組織各船舶船長(zhǎng)及相關(guān)部門人員實(shí)地考察錨地，熟悉航線。

（3）組織各部門檢查各平臺(tái)防臺(tái)應(yīng)急處置措施落實(shí)情況以及應(yīng)急搶險(xiǎn)物資儲(chǔ)備情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)督促或協(xié)助整改。

（4）與國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心簽訂氣象海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)協(xié)議，提供定期、大型吊裝危險(xiǎn)作業(yè)氣象、船舶氣象導(dǎo)航、突發(fā)氣象和土臺(tái)風(fēng)預(yù)測(cè)預(yù)警咨詢和服務(wù)，便于項(xiàng)目直接獲取施工海域和運(yùn)輸航線的氣象資料。工程管理部每天早上8時(shí)發(fā)送3天海況預(yù)測(cè)情況。

（5）加強(qiáng)應(yīng)急信息收集、傳遞。

（6）加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)預(yù)警信息研究，密切跟蹤臺(tái)風(fēng)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)災(zāi)害可能造成的損失進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，按照各自職責(zé)，做好有關(guān)應(yīng)急準(zhǔn)備工作。

3.3.2臺(tái)風(fēng)分級(jí)響應(yīng)

（1）臺(tái)風(fēng)Ⅳ級(jí)響應(yīng)

召開防臺(tái)工作會(huì)議，啟動(dòng)Ⅳ級(jí)防臺(tái)應(yīng)急響應(yīng)，實(shí)時(shí)跟蹤、記錄、分析熱帶低壓動(dòng)向，及時(shí)將氣象信息傳達(dá)各平臺(tái)和各施工隊(duì)伍。將防臺(tái)準(zhǔn)備工作及時(shí)向相關(guān)單位匯報(bào)。搶險(xiǎn)救援隊(duì)伍統(tǒng)計(jì)整理最新的平臺(tái)生產(chǎn)任務(wù)、作業(yè)人員類型/數(shù)量，并及時(shí)報(bào)上級(jí)單位決策。

運(yùn)輸保障隊(duì)伍根據(jù)威脅情況和避風(fēng)錨地的距離及航行條件、可用拖輪情況/交通船資源以及搶險(xiǎn)救援組提供可撤離的人員信息等，制定人員撤離計(jì)劃，確定撤離時(shí)間和順序，確保施工人員按計(jì)劃有組織地撤離施工現(xiàn)場(chǎng)，檢查應(yīng)急搶險(xiǎn)物資儲(chǔ)備情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)督促或協(xié)助整改。平臺(tái)、相關(guān)單位檢查食品、淡水、藥品等各類應(yīng)急物資儲(chǔ)備情況。運(yùn)輸保障隊(duì)伍收集并聯(lián)系附近水域可以協(xié)調(diào)的拖輪等應(yīng)急資源?，F(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)救援隊(duì)伍組織平臺(tái)機(jī)械設(shè)備、平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)、平臺(tái)材料等進(jìn)行加固及拆除工作，加固后用攝像、照片等形式予以記錄應(yīng)急措施（受損后作為保險(xiǎn)索賠依據(jù)）。

各平臺(tái)船長(zhǎng)應(yīng)組織對(duì)本船進(jìn)行一次全面的自我檢查，檢查內(nèi)容包括：車、舵、錨、纜、各種航海儀器、儀表、所有電器設(shè)備及消防救生設(shè)備、航行設(shè)備、應(yīng)急設(shè)備。對(duì)不符合要求的馬上整改修復(fù)，使其處于適航狀態(tài)。應(yīng)按要求備足糧食、生活必需品、淡水和燃料。并清理甲板物品，保持通道和下水道暢通，對(duì)甲板上部分物料進(jìn)行加固綁扎，根據(jù)本平臺(tái)防臺(tái)的要求進(jìn)行調(diào)整吃水，壓載，使船舶處于良好的穩(wěn)性狀態(tài);平臺(tái)不得拆卸主機(jī)、錨機(jī)、舵機(jī)、錨鏈等重要機(jī)械屬具進(jìn)行修理，已拆卸的應(yīng)盡快恢復(fù)原狀，來不及恢復(fù)原狀的應(yīng)及時(shí)報(bào)給相關(guān)部門各施工平臺(tái)負(fù)責(zé)人立即組織平臺(tái)大型機(jī)械設(shè)備、工程結(jié)構(gòu)、平臺(tái)材料加固及撤離工作，確保平臺(tái)材料、設(shè)備的安全。

（2）臺(tái)風(fēng)Ⅲ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)

平臺(tái)各應(yīng)急工作隊(duì)成員準(zhǔn)備就緒，貫徹執(zhí)行應(yīng)急總指揮指令，組織實(shí)施防御或搶險(xiǎn)工作。每2小時(shí)接收發(fā)布?xì)庀笮畔⒁淮巍?/p>

各運(yùn)輸保障隊(duì)組織人員撤離計(jì)劃：各負(fù)責(zé)人組織人員清理作業(yè)工具或物品，并收拾好生活用品、貴重物品等做好撤離準(zhǔn)備，非船舶工作人員乘交通船撤離上岸，同時(shí)保持和附近水域可以協(xié)調(diào)的拖輪等應(yīng)急資源的聯(lián)系，當(dāng)應(yīng)急資源不足時(shí)，及時(shí)向應(yīng)急單位或海事部門等外部力量請(qǐng)求援助。平臺(tái)船員需在相關(guān)準(zhǔn)備工作完成后撤離平臺(tái)，若臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度較低或者有特殊工作任務(wù)卻需要滯留平臺(tái)原地抗臺(tái)時(shí)，應(yīng)保持與岸基人員、海事局、當(dāng)?shù)鼐仍?duì)伍保持聯(lián)系，充分準(zhǔn)備。

各搶險(xiǎn)救援隊(duì)組織平臺(tái)機(jī)械設(shè)備（含履帶吊等）、平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)、平臺(tái)材料加固及拆除工作，用攝像、照片等形式予以記錄應(yīng)急措施（受損后作為保險(xiǎn)索賠依據(jù)）。綜合保障隊(duì)落實(shí)解決海上人員上岸后的生活、住宿問題。

平臺(tái)值班負(fù)責(zé)人要密切注意收聽天氣預(yù)報(bào)和海事局、發(fā)布的通知，記錄臺(tái)風(fēng)中心位置、移動(dòng)方向及速度;要安排好24小時(shí)防臺(tái)值班人員，加強(qiáng)與調(diào)度、屬地海事局、各救助船舶的相互聯(lián)系和配合，對(duì)在防臺(tái)過程中遇到的各種情況要及時(shí)匯報(bào)上級(jí)單位。

（3）臺(tái)風(fēng)Ⅱ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)

原地抗臺(tái)的平臺(tái)采取應(yīng)急處置進(jìn)行原地抗臺(tái)，并撤離所有人員，若有值班人員，平臺(tái)值班負(fù)責(zé)人每2小時(shí)接收發(fā)布?xì)庀笮畔⒁淮?。每小時(shí)當(dāng)?shù)睾Ｊ陆还懿块T報(bào)告平臺(tái)防臺(tái)情況。岸基管理人員24小時(shí)輪流值班防臺(tái)，同時(shí)保持與平臺(tái)、海事局、上級(jí)防臺(tái)工作機(jī)構(gòu)的通信聯(lián)絡(luò)。

（4）臺(tái)風(fēng)Ⅰ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)

各應(yīng)急工作隊(duì)成員進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)，準(zhǔn)備執(zhí)行上級(jí)防臺(tái)機(jī)構(gòu)指令以及當(dāng)?shù)睾Ｊ戮值闹噶?，?zhí)行搶險(xiǎn)救災(zāi)任務(wù)。將所得到的信息隨時(shí)向各平臺(tái)進(jìn)行通報(bào)，平臺(tái)按原地抗臺(tái)處置進(jìn)行抗臺(tái)，運(yùn)輸保障隊(duì)繼續(xù)與業(yè)主、海事部門、氣象臺(tái)保持聯(lián)系，及時(shí)獲得最新信息和緊急情況時(shí)求得幫助。

3.3.3防臺(tái)應(yīng)急處置

（1）立即展開應(yīng)急行動(dòng)，由上級(jí)應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)統(tǒng)一指揮，具體應(yīng)急事宜由各應(yīng)急工作隊(duì)執(zhí)行。

（2）當(dāng)緊急情況升級(jí)時(shí)，上級(jí)應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)應(yīng)決定召集應(yīng)急處置工作隊(duì)和其他專業(yè)救援小組到位參加應(yīng)急救援工作。應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組根據(jù)相關(guān)人員提供的信息和警報(bào)，判斷受災(zāi)情況，處理協(xié)調(diào)各應(yīng)急工作隊(duì)和其他專業(yè)小組行動(dòng)，向上級(jí)主管單位和地方政府部門報(bào)告受災(zāi)情況并請(qǐng)求救援。

（3）防臺(tái)指揮人員保持與搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人的通訊聯(lián)絡(luò)，協(xié)調(diào)搶險(xiǎn)救援隊(duì)伍，對(duì)應(yīng)急計(jì)劃和啟動(dòng)行動(dòng)提出建議;協(xié)調(diào)其他援助人員和設(shè)備、設(shè)施。協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)的搶險(xiǎn)行動(dòng)，減緩緊急情況，指揮應(yīng)急工作隊(duì)和其他專業(yè)應(yīng)急小組的應(yīng)急救援，保證與防臺(tái)應(yīng)急辦公室通訊聯(lián)絡(luò)。

（4）提前制定人員疏散、撤離方案，當(dāng)發(fā)生的突發(fā)事件有可能影響到員工安全時(shí)，及時(shí)報(bào)告上級(jí)應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)或者現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮人員，通知相關(guān)人員撤離或疏散，至緊急集合點(diǎn)或施工區(qū)中的安全區(qū)域后及時(shí)對(duì)人員進(jìn)行清點(diǎn)。

（5）發(fā)現(xiàn)有人失蹤時(shí)，應(yīng)立即展開搜救，搜救人員、現(xiàn)場(chǎng)指揮和上級(jí)應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)之間應(yīng)保持通訊聯(lián)絡(luò)。

（7）發(fā)現(xiàn)有人受傷時(shí)，應(yīng)立即根據(jù)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)救護(hù)和報(bào)警，針對(duì)具體傷情，采取對(duì)應(yīng)的緊急救護(hù)措施，并匯報(bào)上級(jí)應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)。

4結(jié)語

通過對(duì)海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)吊裝采用鉆井平臺(tái)加裝履帶吊防臺(tái)措施研究，為海上平臺(tái)進(jìn)行風(fēng)機(jī)吊裝施工安全提供了有效保障，對(duì)履帶吊在平臺(tái)上的安全性能做了全面分析，減少了人員傷亡事故發(fā)生，增加了平臺(tái)防臺(tái)工作安全性，為平臺(tái)防臺(tái)提供了可靠支撐依據(jù)。

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