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省时又高效，才是海上风电作业的正确打开方式 | 一封“座底自升式打桩船”的自荐信 2017-06-16 17:20 来源:中国能源报 能源 原标题：省时又高效，才是海上风电作业的正确打开方式 | 一封“座底自升式打桩船”的自荐信
我国有1.6万公里海岸线，其岸边蕴藏有巨大的风能，据中央气象局统计，近海水深5米至25米范围的风电潜能有5亿千瓦。按国家“十三五”规划，海上风电计划为开发1000万千瓦，开发海上风电具有诱人的宽广市场。 目前，海上风电场施工还面临一些难题，桩柱的安装就是一个。将直径3～8米、重达500～2000吨甚至更大的桩柱用桩锤强力打击插入水下泥中，也就是我们常说的“打桩”。桩打的不好，直接影响风电项目的作业效率和工程质量。 当前，世界各国普遍采用插桩式打桩船作业，但面临着不能迅速插拔桩，作业程序复杂严格，桩靴必须座落在承载能力为80~100t/m2的硬质土层或者密实的砂层上，碰上粘性土壤产生粘附力吸注桩靴，拔桩力远大于压桩力难以拔出等问题。 本期，我们特别给海上风电的从业者推荐“座底自升式打桩船”，它究竟有什么本领？解决上述问题靠谱吗？大家可以文末留言探讨~ 1 我国海上风电场施工情况 目前，我国已经批准的海上风电项目近600万千瓦，而建成的海上风电仅约150万千瓦，开发海上风电具有诱人的宽广市场。另一方面，为完成“十三五”规划，开发海上风电任务极为艰巨。
图1 海上插桩式打桩船吊桩作业 现用的海上风电工程船（俗称打桩船）是一种全新的海洋工程船舶，主要由起重机、船体、桩腿和桩靴、抱桩机以及升降系统等组成，主要用于海上风力发电的打桩作业、风机安装和桩柱、桩锤等物料附属设备的运输。现代风电工程船将起重船、海上作业平台和运输船、抱桩机以及生活供给船所具有的各项功能完美地融为一体，便于出海独立工作和工作人员持续近月余的生活。另外还装有先进的动力定位系统和自动控制系统，操作灵活自如，可以独立完成上述桩的安装作业和运输任务，全过程无需其它船舶协助。
图2 现代打桩船的漂浮状态 海上风电场施工难点之一是桩柱的安装。将直径3～8米重达500～2000吨甚至更大的桩柱用桩锤强力打击插入水下泥中，即所谓的“打桩”，桩柱安装不仅需满足桩柱的吊高（80～120米左右）、吊重和位置的要求，还要保证桩柱的垂直度，即垂直于海平面。需要指出的是，因为抱桩机是安装在船体上，因此要求船体在打桩的全过程不能移动，过去曾用抛锚绞车来稳定船体，但它是柔性系统，无法保证船体固定不动，不适用风电打桩作业，早已被淘汰。 当下可行之途有二，其一是将打桩船自身带有桩靴的桩腿深深插入泥中使其在海上风浪涌袭击下保持稳定，其二令打桩船的船体（其实为一中空浮体）“座底”，即下船体（中空浮体）坐在水下泥层面上，由泥层和下船体承载船的重量并依靠与泥层的摩擦力以及同时插入泥中的小桩（无桩靴）保持水平方向的稳定。 目前，世界上的打桩船，都采用前一种方式即插桩来稳定自身，即所谓插桩式打桩船。
图3 现代普遍采用可抬离水面的插桩式风电安装船 2 插桩式打桩船的难题和缺点 开发海上风电是近十年的事情，因缺乏实践，对不能迅速插拔桩这一大难题的认识普遍不足。市面上，已登场和将要登场的数十艘海上风电打桩船，无一不是插桩式。 近年来，风场会面临着因桩不能迅速插拔桩，而无法及时完成载入任务的问题。 为了说明该点，先谈谈国内外插桩式打桩船的作业过程： （责任编辑：晨鸿） |
