海上风电工程潮间带施工的安全管理

逯辉

（中交三航（上海）新能源工程有限公司，上海 200000）

0 引言

近年来，海上风电发展迅速，装机量日益迅猛扩大，并且逐渐向深海发展[1]。但是，目前在上海以北到山东一带沿海仍有较大一部分风电机位处于潮间带，风电安装作业属于浅滩施工，部分机位甚至是高滩施工、露滩施工，需要船舶候潮坐滩施工，交通困难，安全风险大，安全过程管理困难。

目前，海上风电施工安全管理多从项目部安全管理、船舶安全管理等进行分析。从施工现场主要工序的施工过程安全管理，整个项目的施工安全风险统计分析及提出的对应措施较少。元国凯等[2]对海上风电场建设的主体工程进行了风险识别、分析，并提出了相应的控制措施。常亮[3]从安全体系建设、制度建设等方面提出了海上风电场的安全管理重点。李尚界等[4]对当前海上施工船舶的安全管理进行了分析并提出了相关的对策。张蓝舟等[5]给出了有坐滩能力船舶的坐滩安全管理方案。

本文立足于国华东台四期（H2）300 MW 海上风电场项目，该工程位于东沙北条子泥，离岸距离约42 km。风电场内有露滩、浅滩、深沟等海底地形，水深变化大，导致不能大规模成片施工，造成船机选型复杂，需选择不同的船型跳跃式施工。风电场内有11 个机位泥面高程特别高（泥面标高均高于-3.0 m，最高点机位14 号机位泥面标高仅为-1.4 m，高潮水时该机位水深仅3.5 m 左右），船舶进出点需要候高潮，其余64 个机位大部分低潮时船舶均需坐滩施工。

1 海上风电候潮坐滩施工主要安全风险因素[6]

1.1 浅水区施工船舶坐滩风险

该风险属于高度危险，可能导致船舶受损，严重时可能导致船舶折断沉船等事故。主要有以下表现：海床流沙现象显著，导致泥面标高变化较大；风场内泥面冲刷严重，地形变化剧烈；风场内浅滩较多，地形复杂；船舶坐滩施工过程中易受力不均导致船体变形、开裂等。

对应安全措施有：1）选用具备坐滩施工能力的外海浅吃水施工的大型船机，选用适应外海浅吃水作业的锚泊措施；配置充足的资源，以解决船舶进出点困难及坐滩施工的问题。2）针对泥面特别高的机位，选用“工程驳船+1 250 t 履带吊+650 t 履带吊”的施工船舶[7]，“工程驳船”吃水深度为3.2 m，履带吊最大起吊能力1 250 t，该船具有双履带吊。对于泥面标高-3.0 m 以上的机位，利用丰水期的每月大潮进行施工，潮水高度满足船舶进出点的施工要求。3）船舶坐滩和坐滩作业时定点和定时观测船周冲刷情况，及时反馈船长，确保船舶吊装作业时船体稳定。

1.2 溜桩风险

该风险属于高度危险，可能导致起重伤害、物体打击、船舶受损等事故。溜桩作为常见的钢管桩沉桩问题，在大直径、大重量基础桩沉桩时需严格关注。特别是海上打桩施工作业，主起重船同时是施工载体，船上有大量船员、施工人员、管理人员，一旦发生溜桩而安全管控措施不到位，往往导致起重机大臂倾覆，严重时可能导致船舶受损、沉没等事故。主要表现为在钢管单桩沉桩作业过程中，地层不足以承担钢管桩自重，导致钢管桩急速下沉，从而可能致使钢管桩带动桩锤、起重机设备下坠，最终导致起重机大臂折断、液压锤坠落损坏，甚至起重船舶倾覆。

对应安全措施有：1）采用“一桩一议”的方法，分析可能溜桩的区段。2）若自重入泥深度未穿透软土层，发生溜桩可能性很大，此时应采用带底座压锤的方式，使钢管桩尽量下沉。3）在液压锤及钢管桩上做开孔处理，采取脱钩下沉或加长吊锤钢丝绳长度的方式。4）锤击沉桩时，以最小能量点击开锤，并在开始击锤后，观察贯入度是否过大，贯入度超过20 mm 时，发生溜桩的可能性较大，应停锤等待一定时间，再开始锤击。

1.3 海上超大件、超重件起重吊装风险，起重船舶受损风险

该风险属于高度危险，可能导致起重伤害、船舶受损等事故。海上风电工程以起重吊装作业施工为主，4 WM 的海上风电基础施工最大单桩623 t，长76 m；风机安装最重部件为机舱轮毂吊装，重200 t，最长叶片66.5 m。6 MW 甚至更大功率的海上风电在逐步投入使用[8]，单桩重量在1 000 t 左右，叶片长度在80 m 多。每台风机单桩施工，每根单桩涉及3 次大型吊装，每台风机涉及7 次大型吊装，另外还有稳桩平台拆装、砂被抛石安装等辅助吊装施工，起重作业是海上风电工程安全管控的重点。

对应安全措施有：1）合理选择吊索具、校核吊耳强度、复核吊臂吊重曲线等，制定单桩专项吊装方案。2）吊装方案经过评审后做安全技术交底，落实到每个班组。3）落实大型吊装作业许可制度，采取一机一许可，并组织每个机位施工前吊索具检查。4）施工相关人员持证上岗，严格遵守起重作业、起重司机等岗位安全技术操作规程。

1.4 海上施工作业风险

该风险可能导致淹溺、机械伤害等事故。主要表现为施工人员滑跌落水溺水、上下船人员挤伤落水以及船上运动部件设备伤人。如船员在抛锚、起锚过程中和锚机揽绳系统运动导致机械伤害或物体打击等。

1.5 高处作业风险

该风险可能导致高处坠落事故。主要表现为高处作业临边措施不到位导致施工人员高空坠落和立体交叉作业安全措施不到位导致高空落物造成物体打击等。

1.6 消防动火作业风险

该风险可能导致火灾、灼烫、容器爆炸等事故。主要表现为施工动火作业导致火灾、烫伤，氧气、乙炔瓶等危化品的运输、吊运、使用、存储过程中管理不到位导致火灾或气瓶爆炸等，以及施工期间船舶因故障或冬季取暖灯意外因素导致火灾等。

1.7 临时用电风险

该风险可能导致触电事故。主要表现为未落实三级用电两级保护制度，线缆接线架设不规范，专职电工未持证上岗，用电器具损坏，用电设备防雨措施不到位等。

1.8 劳防用品穿戴不规范导致人身伤害风险

该风险可能导致淹溺、高处坠落、物体打击、机械伤害、灼烫、触电等事故。主要表现为未穿救生衣或救生衣穿戴不规范，安全帽、安全带使用不规范，特殊工种人员未配备专用劳防用品或穿戴不规范等。

1.9 自然天气风险，台风突风、冬季季风大雾、浪涌、天热中暑，天冷防寒防冻等

该风险属于高度危险，严重时可能导致群死群伤事故，如翻船、人员淹溺、水上交通碰撞、中暑、高处坠落等事故。主要表现为各种自然灾害如台风、突风、季风、雷暴、大雾以及职业健康伤害等。

对应安全措施有：1）配置专人进行海洋气象预报资料的收集、分析、比对甄别，获得的海洋天气预报越准确对解决外海船舶安全控制与充分利用施工窗口的矛盾越有利；每天早晚两次把气象信息发送施工现场。2）制定严格的船舶出港、回港管理流程、调度制度，力求在确保船舶安全的前提下充分利用好施工窗口期。3）制定切实有效的防台、防寒潮、防突风龙卷风、防高温中暑等应急预案；对防台避风锚地进行实地调研，制定可靠的防台船舶撤离方案。4）对风场周边进行扫测，利用潮间带特性寻找合理避风槽，应对季风影响。

2 海上风电单桩沉桩施工过程安全管理

2.1 稳桩平台施工过程安全管理

1）稳桩平台拆装过程的安全管理：主要涉及稳桩平台本身吊装以及工艺桩吊装施工过程的安全管理。工艺桩顶部应做倒角打磨处理，保护吊装钢丝绳，在工艺桩底部及两侧对应的运输船甲板上焊接止档块。同时针对振动锤的挂钩、定位、上升及下落过程中，施工人员合理站位，穿戴好相应劳防用品，严禁站在工艺桩的下方及侧方，严密配合起重工作业，防止涌浪产生的船舶晃动致使振动锤晃动挤伤碰伤施工人员。

2）考虑海浪冲击、腐蚀及拆装频繁吊装碰撞等因素，稳桩平台上层边缘四周用大直径钢管焊接成的封闭圈梁，尽量避免使用悬挑式平台。平台安全围栏立柱应使用厚壁钢管，并分段独立焊接固定，平台吊装挂设钢丝绳位置设置活动链条。平台底板使用镀锌网格钢板，尽量避免使用花纹钢板等常规钢板，因每天涨落潮，钢板极易被涌浪冲击变形脱落，导致稳桩平台上平台板损坏而频繁修复，浪费大量人力物力，最重要的是浪费宝贵的施工窗口期。

3）安全通道的安全管理：专用安全通道必须与船舶相匹配，符合相关安全要求，一端有效固定，另一端自由移动，防止潮水影响其稳性。严禁使用竹梯、爬梯、跳板等作为通向机位的人员上下通道。

4）现场动火作业安全管理：应提前制作氧气吊笼、乙炔吊笼、电焊机吊笼，严禁氧气乙炔同笼吊运、存放，严禁电焊机、开关箱与气瓶同笼吊运、使用存放，吊笼设置气瓶固定扎带及缆风绳。气割、电焊等动火作业遵守相应安全技术操作规程。

5）临时用电安全管理：船舶甲板上配电箱必须安装漏电保护器，可视为二级配电箱，遵守临时用电安全技术操作规程。

6）应急安全管理：施工现场安排吃水较浅的交通船或锚艇在海水水流下方位作为警戒船值班。

2.2 船舶坐滩过程安全管理

1）船舶坐滩前，对船舶坐滩位置进行扫海[5]，测量泥面的起伏情况。如果起伏较大，需对坐滩位置进行整平。如泥面有船舶遗落的锚等影响船舶航行坐滩施工的大型异常物品，必须安排专业潜水员进行打捞清除处理。

2）船舶进入浅水区机位后，当船舶处于浮态时，要对水深进行监测，查看船舶是否进入坐滩状态。

3）船舶坐滩后，由甲板水手以每次2 h 的频率对船周围进行水深测量，测算出泥面冲刷情况，形成书面资料并及时报告船长。

4）如果出现露滩，甲板水手下船查看冲刷情况，形成书面资料并及时报告船长。

5）每天定期检查船体、甲板情况，是否有变形开裂，如船壳底板隆起，甲板隆起、焊缝开裂等，如有异常情况及时报告船长。

2.3 单桩起吊沉桩及附件安装施工过程安全管理

1）运输驳靠泊系缆船员必须正确穿戴救生衣、安全帽，禁止穿拖鞋作业；严禁船员站在船舷护板上或护栏外进行系缆作业，带缆困难时，必须选用适用的带缆辅助船，严禁冒险带缆系缆作业。

2）涌浪较大时，单桩挂钩施工、动测检测及项目部管理等人员通过搭乘交通船上下单桩运输驳，不得冒险上下运输驳。

3）单桩起吊尾部吊耳挂设吊索具施工人员应相对固定，安排动作灵便并持有登高证的年轻施工人员，有登高禁忌症人员严禁参与施工。使用竹梯登高必须专人辅助作业，竹梯使用应符合安全技术操作规程。

4）鉴于目前单桩吊装工艺及船舶选型受限，单桩翻身吊耳挂钩不能实现本质安全。与单桩制作厂家沟通解决翻身吊耳挂钩人员安全问题，在翻身吊耳上制作相应安全带挂设点，在落驳前挂设直径10 mm 的钢丝绳，作为翻身吊耳挂钩施工人员安全带可靠挂设点，消除施工人员意外坠落隐患。

5）单桩翻身吊装移至稳桩平台定位孔、自重入土期间以及单桩沉桩期间全员撤离稳桩平台。

6）挂设单桩沉桩用液压锤，施工人员相对固定，安排身高力壮的年轻施工人员，持有效证件，穿好安全带、安全帽等个人劳防用品，安全带必须有效生根，起重机操作人员严密配合。

7）吊装内平台，严禁施工人员随内平台一起吊运，人员应通过专用吊笼上下，或通过安全通道人员上下进行内平台的安装对位。

3 海上风电风机安装施工过程安全管理

3.1 设备过驳安全管理

1）起重船与运输船之间架设安全通道，安全通道符合规范要求，架设安全可靠。

2）拆除塔筒米字支撑，使用移动脚手架，严禁站在螺栓上或米字支撑本体上进行拆除作业。取下塔筒翻身夹具时，下塔筒地面距甲板不超过0.3 m，防止夹具坠落摆动伤人。

3.2 散件吊装安全管理

1）确认散件放置木箱完好性，严禁一钩多绳同时起吊或者多箱叠放起吊，严格执行“十不吊”作业。

2）根据实际情况制作使用散货吊笼进行过驳及吊装作业。

3.3 机舱与轮毂组装安全管理

1）使用多层移动脚手架或专用登高施工平台进行机舱轮毂拼装作业，严禁使用竹梯作为登高作业平台。登高作业人员正确穿戴使用安全带。

2）设备内部严禁吸烟。

3.4 塔筒与风机吊装安全管理

1）塔筒内部登高作业，穿戴与风机生产厂家相匹配的专用安全带，并有效挂设生根牢固。

2）夏季作业，配备防暑降温药品、盐汽水等，并采取有效通风防暑降温措施。螺栓紧固施工期间，施工人员带好耳塞，掌握相应电动扳手、液压扳手、液压拉伸器等工具安全技术操作规程。

3）起重船到风机机位使用专用安全通道，安全通道及架设应符合安全要求。

4）风叶安装严格执行厂家规定，风叶夹具使用前应检查脱钩可靠性，掌握天气及风浪潮高等因素，风叶吊起后禁止重新下落到甲板重复起吊。

4 结语

安全工作是一项持续性的工作，一时的努力难以成就整年或整个工程的安全，但全年或整个工程期间的心血可能毁于一时的疏忽。在全工程施工期间，要坚守安全事故红线，贯彻主体安全责任落实，严格执行施工全过程安全管理，全员安全管理，落实一岗双责，主抓各工作面负责人和施工员的安全职责，加强安全知识技能培训教育学习，提升全员安全意识，排除隐患，真正实现整体工程本质安全。