广东海上风电建设尚缺专业施工队伍

■文｜《海洋与渔业》记者 方琼玟

全球范围内，专用的海上风电安装船数量已经从2005年的2艘增至如今的40艘以上，然而，与目前大量规划中或在建的海上风电项目相比，风电安装船数量依然十分有限。另外，受海上强风、海水腐蚀、波浪及海流冲击等因素，海上风电的基础施工难度大、建设成本高，通常占整个风电场工程成本的20%～30%。

调研资料显示，现有海上风电安装施工船舶、打桩施工船舶主要分布在江苏、上海等地，广东目前拥有“华辰号”海上风电工程船和中交四航“粤工桩 8号”打桩施工船等少量专业船舶，施工设备种类相对单一，也缺乏专业的施工队伍。为此，《海洋与渔业》记者专访了拥有 4年海上风电项目施工经验的中铁大桥局集团第五工程有限公司项目总工程师刘浩兵，请他分享一下当前海上风电在安装及基础施工方面所面临的问题，以及如何确保海上施工的安全性，如何做好海上风险控制等。

缺乏海上风电专业施工队伍

《海洋与渔业》：目前国内的海上风电安装船有中交三航局（上海）的三航“风范号”、“风华号”，中铁大桥局（福建）“福船三峡号”、“大桥福船号”以及华尔辰号（广东）等，请问您参与的珠海桂山海上风电项目，采用的是哪种工程船舶，是如何进行风机安装及基础施工的?

刘浩兵：我在 2014年开始参与海上风电项目的施工，当时在珠海桂山海上风电场示范项目风机安装及基础施工工程，这个项目也是广东省首个海上风电项目。我单位负责本项目 34台风电机组的桩基础及导管架安装施工。桩基基础采用的是四桩导管架形式，由于导管架的 4个桩腿需要插入 4根钢管桩，桩腿跟钢管桩之间的间隙仅有80mm，普通的浮式打桩船无法达到该精度要求，所以现场采用的是“华尔辰”海上风电工程船 +座底式沉桩导向平台的方案进行沉桩的。“华尔辰”海上风电工程船为双体船设计，于2012年打造完成，该船体积较大，可以负责风电机组钢管桩沉桩、风机安装等施工任务。

《海洋与渔业》：请介绍一下您目前参与的海上风电项目，整个项目历时多长，多少人员参与，有哪些施工难度等。

刘浩兵：我目前正参与福清兴化湾海上风电场一期项目，福清兴化湾海上风电场一期是目前世界上最大的海上试验风电场，14台风电机组，总装机容量77.4MW。

截至目前，该项目已经完成 12台风电机组安装工作，12台并网，预计该项目将在今年7月份完成全部收尾工作。

由于该项目为样机试验风电场，基础型式采用 4桩高桩承台基础，桩基础采用钢管桩 +嵌岩桩的组合桩，施工工序多，施工人员多，最高峰的时候达到了 300多人（不含船舶配员）。

刘浩兵

该项目的施工难度主要有：一是海上嵌岩桩施工难度大，该项目由于覆盖层较浅，普通的钢管桩结构无法满足大功率风电机组运营的受力要求，桩基础均需要进行嵌岩钻孔施工，钢管桩沉桩完成后，使用嵌岩钻机继续钻孔施工，直到钻入弱风化岩层，然后下放钢筋笼及灌注水下混凝土，整个桩基础的施工周期长，难度大；二是风电机组型式多样，该项目有 14台风电机组，包括了国内外 8个风机厂家的最大单机功率的风电机组，不同的风电机组的吊装工艺及采用的工装设备等均不一样，风电机组的重量更大、安装高度要求更高，大部分风电机组均为国内首次安装，施工难度大，风险高；三是设计难度大，该项目是目前海上风电场里面地质条件相对复杂的一个项目，风电机组的类型多，又处于台风地区，设计难度相对较大，该项目是非施工图招标的，属于边设计边施工，所以我们在进行施工方案制定及施工组织方面难度更大。

当然，施工过程中还有一些其它难点，包括养殖区征海、与海事局、海洋局的相关手续办理等。总体来说，国内缺乏专门针对海上风电施工的专业队伍，存在施工设备种类单一、施工经验缺乏等问题。

严格制度规定和技术规范

《海洋与渔业》：目前海上打桩船有多少种类？能否分享一下钢管桩的安装过程。

刘浩兵：打桩船主要有常规桩架式浮式打桩船、起重船 +固定式沉桩架、自升式打桩船等三种类型。

钢管桩的安装过程相对简单，先在工厂将钢管桩加工成整体后，通过船舶运输至施工海域，采用打桩船或起重船 +固定式导向平台的方式将钢管桩打入海床以下一定深度。

钢管桩安装还有一个重要的环节需要说明一下，它是通过大型的液压冲击锤将钢管桩沉桩至设计要求的标高的。根据不同的桩径及地质情况，选用不同规格的液压冲击锤完成钢管桩的沉桩施工。

目前使用的液压冲击锤主要以进口的设备为主，包括德国的 MENCK、荷兰的IHC，国内也有部分企业生产液压冲击锤，但沉桩能力及稳定性都与进口的设备有很大的差距。

《海洋与渔业》：在海上施工过程中，如何保证安全性并做好海上风险控制？

刘浩兵：开展海上施工，我们有严格的制度规定和技术规范，譬如，海上有非常严重的雾，施工队伍必须停止施工；遇到台汛期，海上施工作业船只也必须进港避风；不同的工序都要配置专用的救生设备，并且要确保设备质量有保证。

我们公司会与当地气象部门建立联系，每日将天气情况发送给相关海上人员；派专人关注、观测海上水文、风浪等气象信息，及时将情况报送有关负责人。

目前国内的打桩船主要以浮式打桩船为主，它的船体设计有 1个打桩架，配置有打桩锤，通过抛 4～8个重约 5～10吨的锚将打桩船稳定在海上，打桩船都配有GPS打桩定位系统，可以控制打桩中心位置，该类型的打桩船稳定性高，可以很好地保障船上施工安全。

推荐采用成熟的小功率机组

《海洋与渔业》：在海上施工过程中，会对海域造成哪些污染，如何避免？

刘浩兵：海上施工最大的污染是噪音污染，包括风机桩基施打、施工船舶行驶和电缆线铺设等产生的噪音，这些噪音多少会对海底生物造成影响。因此，我们会根据风电场噪声敏感区域的不同位置，选用低噪音设备，或采用围挡措施等；其次是废油废气污染，所使用的施工机械、船舶均以柴油或汽油为燃料，运行时会产生一定量的废气，我们会将这类污染运至岸上处理；还有一个是泥沙污染，为了避免悬浮泥沙污染造成浮游动物损失，我们会将泥沙抽取到船舶并运往岸上。

《海洋与渔业》：未来海上风电产业将迎来大发展，能否给广东海上风电安装及基础施工提供一些可行性建议。

刘浩兵：首先从设计角度提一些意见，其实沉桩的方案及机械设备选择，跟设计方案是有很大关系的，桩的精度要求、水深、海况、地质条件等是关键点。目前广东区域普遍使用的是四桩导管架基础，这类型的基础适用性强，尤其适用于水深较大的海域，但该类型的钢管桩沉桩精度要求更高，一般都是采用海上安装固定式平台的方式进行沉桩，以确保施工可行性及对精度的要求。

目前各投资单位比较喜欢采用大功率的风电机组，这种方式我不太推荐。风电机组的功率越大，运营的荷载也越大，且新研发的大功率风电机组还存在优化和改进空间，不是成熟机型。采用大功率风电机组后，从设计考虑，普通的打入式钢管桩已经无法满足大功率风电机组对荷载的要求，需要进行嵌岩桩钻孔施工。海上嵌岩桩钻孔施工难度大，施工周期长，成本高。如果改用成熟的小功率机组，设计时可以不考虑嵌岩桩钻孔施工，可能更划算，且目前国内的机械设备、配套的钢管桩生产单位的加工能力、施工技术难度等的发展已经有点跟不上风电机组更新换代的速度了。这样会增加了项目的投资风险及施工风险。