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“擎天巨柱”枕戈待旦盼出海
——国家电投揭阳海上风电项目开工在即
发布日期:2018-12-11
  进入12月份,国家电投集团广东电力有限公司(以下简称“国家电投广东公司”)揭阳海上风电项目神泉38#、靖海25#两根试验基础桩顺利制作完成,静待出海,标志着国家电投集团揭阳海上风电项目已完成开工各项准备工作。此前,两根试验基础桩已顺利通过施工专项方案及单桩基础主体结构设计咨询成果专家评审。
  该海上风电项目建设地点位于揭阳市惠来县海域,离陆岸20~30千米,总装机容量90万千瓦。项目还将配套建设揭阳港通用码头,预计总投资205亿元。建成投产后,广阔的惠来海域将给揭阳海洋经济发展带来巨大的规模效益。
  基础桩创三项“世界之最”
  基础桩就是海上风机的“定海神针”。不同于陆上风电建设,海上风电建设受台风、雷雨、海况等恶劣多变的自然环境、技术风险因素影响以及施工窗口期限制,施工难度更大。同时,海上风电机组基础架设更加复杂,基础桩作为连接海床的重要支撑部件,是每一台海上风电机组搭建施工的基础。
  困难远远不是“数据”增大这么简单。一般海上风电基础桩直径为7米,该项目实验基础桩直径最大已达8.4米。该项目所在海域还具有水域深、涌浪大、地质复杂、台风多发等环境特点,基础桩的设计、制造面临严峻挑战。国家电投广东公司提前部署,与制造商共同努力,克服基础桩制作所需原材料钢板供应紧缺、制作时间紧等困难,在20天内即完成了原材料下单供货,仅用了3个月的时间,就完成了单桩基础设计与加工制作任务。
  集合众力实现技术突破。国家电投广东公司积极参与创新设备制造技术与工艺,集华东勘测设计研究院、丹麦RAMBOLL公司、华电重工、太重(天津)、上海泰胜蓝岛、伊莱特股份等国内外顶尖技术团队和制造施工企业,取得重大突破。该基础桩最大直径8.4米,单根桩重1600吨,桩长102米,是目前世界上直径最大、长度最长、重量最重的单桩基础,桩径、桩长、桩重等体现的技术水准,均达到世界行业领先水平。
  11月13日,在杭州,国家电投广东公司揭阳海上风电靖海25#、神泉38#实验基础沉桩顺利通过专家评审。
  精雕细琢升级沉桩配套设备
  在茫茫大海上,基础桩需要借助打桩设备垂直打入深海,才能为海上风电机组提供牢固的支撑。因此,打桩施工设备必须与基础桩直径、桩重相匹配。由于基础桩的直径、桩重、桩长均创下了新的记录,国内原有的打桩设备无法满足施工要求,国家电投广东公司协调制造商深入研究,对抱桩架(稳桩定位平台)系统、送装器、浮吊船等各项施工设备进行了提升改造。
  该海上风电项目所在海域水深30~39米,基础桩沉桩就像在深海中钉入一根定海神针,要想稳住如此庞然大物,保证基础桩垂直、准确打入预定位置,绝非易事。打桩过程中必须依靠抱桩架系统保持稳定,确保基础桩打入海床的垂直度控制在设计要求范围内。为达到抱桩架系统设计刚度与基础桩体量相匹配,项目方已将辅助桩直径增大到3米。目前,抱桩架系统已完成工厂调试,可随时赴海上风电项目场址执行抱桩、稳桩任务。
  在进行打桩施工时,基础桩桩顶还须套接配套的替打或送桩器,通过送桩器传递液压锤的锤击力将基础桩打至海床。而此次两根试验基础桩桩顶直径达7米,国内配套可用的送桩器均无档期。由于海上打桩设备长期被国外垄断,若委托国外企业重新设计制造,则需要8~10个月时间。经过多方努力,国家电投广东公司积极协调国内的打桩设备制造企业,研发生产了适用于该基础桩桩顶直径的送桩器,为施工准备节约大量时间。
  静待出海锁定稀缺船舶资源
  随着国内海上风电项目快速发展,海上作业船舶资源稀缺,并且该试验基础桩沉桩施工要求高、施工难度大,需要采用机动性好、施工效率高的插桩船完成作业。但是,国内拥有插桩船施工工艺的企业屈指可数,鉴于这种情况,国家电投广东公司海上风电项目部会同施工单位及时锁定海阳59插桩船进行此次基础桩沉桩施工作业。该船总长115米,船宽36.5米,型深7米,巨大的甲板上可存放液压锤、振动锤、吊索具、吊梁等相关施工设备,可做抱桩架支撑平台,能够在短时间内完成风机基础施工平台的搭设,有效提高施工窗口利用率。
  同时,该基础桩长度和重量的增加势必需要承载力更大、效率更高的吊装船舶来完成施工。结合惠来海域自然条件对船机适用性进行认真分析后,项目方最终选定两艘起重船舶。其中,宇航起重58船总长145米,船宽44.4米,型深10.38米,主钩起重量1900×2吨,最大起升高度123米。秦航工1船长102.6米,船宽41.6米,型深7.8米,额定起重量为2000吨。届时,秦航工1将配合宇航起重58与海阳59插桩船一同进行两根试验基础桩的沉桩施工作业。
  目前,三艘沉桩施工作业船舶可随时起锚开赴揭阳海上风电项目所在海域开展工作。但由于今年12月至明年2月属于惠来海域的季风季节,海上施工作业窗口期存在极大不确定性。在确保安全第一的前提下,一旦海上具有可施工窗口期,该试验基础桩沉桩施工工作将立刻进行。
  未来,国家电投集团将积极履行中央企业的政治、经济、社会责任,进一步加快海上风电及配套码头工程等项目的开发建设,把揭阳海上风电项目打造成国家海上风电标杆工程,努力建设“世界一流清洁能源企业”,助力广东加快构建“一核一带一区”区域发展格局,在揭阳海上风电产业建设热土上创造价值、发挥作用。
  海阳59插桩船
  海阳59插桩船总长115m,船宽36.5m,型深7m,甲板面积大,可存放施工相关的液压锤、振动锤、吊索具、吊梁等施工设备,且自身可做抱桩架支撑平台,可在短时间内完成风机基础施工平台的搭设,提高窗口利用率。
  宇航起重58
  国家电投揭阳海上风电项目风机基础桩的桩径、桩长、桩重等,均达到世界行业领先水平。长度和重量的增加势必需要更高、更强的浮吊来完成。宇航起重58船长145m,船宽44.4m,型深10.38m,主钩起重量1900×2t,最大起升高度123m.通过对该项目自然条件分析和施工方案部署,该船机完全满足该项目施工需求。

  秦航工1


  为确保海上施工窗口期更高利用、提高施工作业效率,项目方选用秦航工1配合宇航起重58进行风机基础桩沉桩施工作业。秦航工1船长102.6m,船宽41.6m,型深7.8m,额定起重量2000t.
  基础桩全貌
  该基础桩最大直径8.4米,单根桩重1600吨,桩长102米,是目前世界上直径最大、长度最长、重量最重的单桩基础,桩径、桩长、桩重等体现的技术水准,均达到世界行业领先水平。
  抱桩架系统
  项目所在海域水深30m~39m,单根基础桩桩重1600t,桩长102m,根据施工过程中垂直度控制原则,辅助桩直径增大到3m,设计了刚度匹配的抱桩架系统。双层液压缸调整系统,确保单桩基础垂直度控制在设计要求范围内。
  抱桩架系统已在工厂调试完成,可随时赴项目场址执行抱桩、稳桩任务。
  送桩器
  根据项目地勘数据,项目方通过专业分析,结合现有资源情况,选定IHC S-2000液压锤进行沉桩。要打桩顶直径7m的桩,需使用配套的替打或送桩器,而目前IHC S-2000配套可用替打6.1m和6.5m均无档期。若重新设计制造,国外需要8~10个月时间。为确保项目如期开工,经过调研,项目方研发了适用本项目单桩基础桩顶7m直径的送桩器。
  基础桩评审会
  撰文:王志鹏   何永婷
来源:揭阳日报网