海上风电单桩基础风机整机安装施工安全管理

海上风电单桩基础风机整机安装施工安全管理

朱科磊

中交第三航务工程局有限公司宁波分公司   浙江省宁波市  315200

摘要：海上风电机组安装作业施工受限于复杂海洋环境的影响，使得其安装工作面临一定的风险，故而必须要做好安装施工的安全管理工作。本文从多个角度对海上风电单桩基础风机整机安装施工所存在的安全风险进行了分析，并在这一基础上提出施工安全管理措施。

关键词：海上风电；单桩基础风机；整机安装；安全管理

近些年来，随着海上风电项目的快速发展，海上风电机组安装施工体系不断完善，也使得海上风电机组的安装施工也受到了社会的普遍关注。海洋环境下的风机安装施工，相较于陆地施工面临着更多的不确定性，这也使得安装施工中的安全管理工作成了管理重点。在实际开展海上风电机组整机安装施工的过程中，需要对安全管理提起足够的重视，采取合理的安全管理办法，以合理规避海上风电机组安装过程中所面临的风险因素，更为安全、顺利的推动海上风电机组安装作业的顺利进行。

1.海上风电单桩基础风机整机安装施工简述

海上风电单桩基础风机整机安装施工指的是将风电机组作为一个系统的整体，在海洋环境中的单桩基础结构上实施安装。其中单桩基础有着施工简单，结构受力良好的优势，是现阶段风电机组的主要基础形式，已经建成的海上风电基础结构形式中，有相当一部分比例采用单桩基础结构形式，整机安装则是相对于分体式安装而言的，在陆地上事先将风电机组拼装完成，而后通过运输船运输至作业区域，通过起重船进行吊装[1]。相较于传统的分体式安装而言，风电机组整机安装减少了海上作业内容，有着施工便捷且效率高的优势，对于规模较大的海上风场表现出良好的适用性。

2.海上风电单桩基础风机整机安装施工所面临的风险分析

2.1恶劣天气影响

我国东南沿海是进行海上风电项目建设的主要区域，风能资源极为丰富，但同时在东南沿海地带开展施工也时常受到恶劣气候的影响，如台风、暴雨等，以及海洋环境下的风浪、暗流等自然因素，这将会直接影响到风机的运输与安装作业，特别是风电机组的整机安装作业，需要多次前进撤出作业，安装施工也涉及到船舶的位移等操作，这将直接增加航行过程及整机安装过程中的风险性，会对安装船舶及施工人员的安全带来威胁。

2.2安装体系风险

海上风电单桩基础风机整机安装施工本身难度就比较大，整个安装施工过程也充满了较多的风险因素，这都会直接增加现场安全风险系数。不仅如此，整机安装施工涉及到较多辅助系统的支持，如下部的就位系统等，这些系统难免会存在一定的不足，这将会使得其在实际开展辅助安装施工的时候，相关操作面临着极大的安全风险，如就位系统的拆除等，均面临着较高的危险性，容易给施工安全带来不良影响[2]。

2.3安装工序风险

海上风电单桩基础风机整机安装施工，相较于传统的分体式安装施工而言，其所涉及到的高风险安装工序较多。整机安装虽然具备一定的优势，但其需要先进行风机组装，而后以整机的形式通过运输船运输至作业区域，再以整体的形式实施吊装，这样一来势必会增加运输与吊装的难度，也必然会使得风机安装施工所面临的风险增加。

2.4人身安全风险

安装施工人员是实施安装作业的主体，对海上风电机组整机安装作业而言，施工人员面临的风险较大，这主要是因为整机安装过程中，其套笼结构形式相较于整体式的套笼而言，无法为安装人员提供作业的平台，安装人员难以稳定的进行站位。不仅如此，整机安装施工的工序也更为复杂，这意味着安装人员的作业难度及作业时长也会增加，会直接增加施工过程中的人身安全风险[3]。

3.海上风电单桩基础风机整机安装施工的安全管理措施分析

3.1整机运输过程安全管理

风电机组整机尺寸较大，对运输作业提出了较高的要求，为保证运输过程的安全性，必须要事先开展准备工作。具体而言，风电整机运输作业之前，其运输的方式和路线必须要经过系统性的设计，尤其是其运输方式，应当在船舶设计院实施验算，确保能够满足压载水裕度等方面的基本要求后，方可予以实施。确定运输路线后，要编制航行计划书，为保证运输作业的合法性，必须要经由相关部门批准后，方可运输拖航。准备作业完成后，需要时刻关注海上的天气状况，尽量挑选气候连续三日气候平稳的日期进行拖航。拖航的过程中，需要将风机运输驳电箱接入电源进行供电，安排专人实施24h值守，保证不间断供电状态。由于风机叶片较大，运输过程中会伸出船舷，为防止运输过程中碰撞事故的发生，需要事先做好警示工作，若是夜间航行，可借助于照明设备起到警醒作用，并在驳船两侧布置锚艇和拖船进行护航[4]。运输过程中相关作业人员必须要明确自身的责任，严格按照安全操作技术章程进行作业。

3.2整机安装过程安全管理

整机施工安全工作对船舶锚位方面的要求较高，实施安装作业之前必须要对这一内容进行合理的规划与布置。具体而言，潮涨潮落会带动海水流动，需要对水流方向及流速进行考虑，防止横流造成船身不稳，同时船舶在水中是难以固定的，必须要考虑布锚方式、数量、坐标及锚缆长度方面的因素，进行科学的设置。另外运输船和起重船要保持合理的间距，并做好相对位置的控制，以便于后期吊装作业的实施。吊装作业开展过程中，需要在现场设置安全警戒船，并在锚缆的布置点安装警示标志，避免不必要的触碰。风电机组整体起吊前，必须要解除所有固定措施，并要求相关人员离开风机起吊范围，撤离到安全位置后，方可由吊装指挥系统下达起吊指令，将风机起吊。风机整机提升至指定的高度后，才能下令撤出运输船，并调整风机整机姿态，吊装就位后将下部就位系统的上层人员全部撤离，机位上仅留下观测对位人员进行严密的配合，确保风机吊装到位

[5]。这一过程中，需要安排交通船接驳人员上下撤离等作业，充分考虑单桩基础停靠的特点，保证接驳运输过程的安全性。另外，涨潮过程中，海水流速较快，容易对起重船稳定性带来不良影响，直接危及吊装作业，因此应尽量将风电机组的整机安装作业设置在落潮期间，以营造良好的安装条件，推动安装作业的安全展开。

3.3整机安装辅助工装安全管理

海上风电单桩基础风机整机安装施工面临较多的高危工序，为防止其产生不必要的扰动影响，可在将套笼系统与下部的就位系统进行一体化的设计，减少高危工序，降低施工风险。登高作业人员要求必须佩戴安全带等安全措施，同时为防止高空坠落，要通过吊耳的设置，通过钢丝绳挂设作业人员的站位平台，并设置达到吊耳的安全通道，提供稳定可靠的作业环境，来进一步保证高空作业的安全性，防止施工人员意外坠落事故的发生。法兰预留螺栓的拆除，应当在上部吊装完成后实施，在这后起吊上部吊架至指定高度，完成上部就位系统的拆除。上部就位系统拆除除了要对安全技术方面的因素进行考虑以外，还要顾及到其拆除时与下部就位系统的连接作用，将下部就位系统粗导向结构设计为油缸控制的活动式结构，防止拆除时与下部系统卡死而无法顺利脱离，影响到起重吊装作业的安全性。

结束语：

综上所述，海上风电单桩基础风机整机安装施工受到多方面因素的影响，面临较大的危险性，为防止产生不必要的安全事故，必须要切实做好整机运输、安装及辅助工装等方面的安全管理工作，推动安装作业安全顺利展开。

参考文献：

[1]李志川,胡鹏,马佳星,高敏,黄海龙,刘小燕,齐磊,孙兆恒. 中国海上风电发展现状分析及展望[J]. 中国海上油气,2022,34(05):229-236.

[2]汪瀚. 海上风电安装技术及设备发展现状[J]. 珠江水运,2022,(14):71-73.

[3]宋云峰,王小合,逯鹏,崔文涛,林逸凡,郭小亮. 海上风电场单桩基础施工关键技术研究[J]. 工程技术研究,2021,6(23):24-26.

[4]刘璐,王俊杰,黄艳红,张成芹. 海上风电单桩基础风机整体安装技术[J]. 中国港湾建设,2020,40(07):43-45+73.

[5]逯辉. 海上风电单桩基础风机整机安装施工安全管理分析[J]. 中国水运(下半月),2020,20(03):215-217.