海上风电220kV海缆终端登陆技术研究与应用

郭文敢 何康礼 曾东 吴周盛 邓华金 黄福统 张婷

摘 要：海上风电220kV海缆终端登陆时由于近岸段水深较浅，铺缆船无法在近岸段敷设，通常采取长距离浮拖登陆的方法，长距离拖拉敷设效率低、且容易对海缆造成损坏。为提高海上风电220kV海底电缆终端登陆的效率、可靠性、安全性，通过在平板驳上设计配置吊机、布缆机、弯弧架、埋设犁、高压水泵等反向铺缆设备，创新性提出铺缆船浅滩就位后旋转180°，平板驳浅滩海缆反向铺设的技术手段，有效减少了拖拉长度。经在我国南海湛江外罗海域海上风电项目成功应用，显著提高了220kV海缆终端登陆的敷设效率及安全性，对后续海上风电项目海缆敷设具有借鉴意义。

关键词：  海上风电 220kV海底电缆 终端登陆 反向铺设

中图分类号：TM614  文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2021）11（a）-0000-00

Research and Application of 220kV Offshore Wind Power

Terminal Landing Technology

GUO Wengan  HE Kangli  ZENG Dong  WU Zhousheng  DENG Huajin  HUANG  Futong  ZHANG Ting

（Guangdong Yuedian Zhanjiang Wind Power Generation Co.， Ltd.， Zhanjiang， Guangdong Province，524030 China）

Abstract：  When landing the 220kV submarine cable terminal of offshore wind power， due to the shallow water depth in the nearshore section， the cable laying ship cannot lay in the nearshore section. The method of long-distance floating towing landing is usually adopted. The long-distance towing laying is inefficient and easy to damage the submarine cable. In order to improve the efficiency， reliability and safety of 220kV submarine cable terminal landing of offshore wind power， through the design and configuration of reverse cable laying equipment such as crane， cable laying machine， curved frame， buried plow and high-pressure water pump on the flat barge， the technical means of reverse cable laying on the flat barge shoal after the cable laying ship is in place is innovatively proposed， which effectively reduces the drag length. The successful application in the offshore wind power project in wailuo sea area of Zhanjiang， South China Sea has significantly improved the laying efficiency and safety of 220kV submarine cable terminal landing， which can be used as a reference for the submarine cable laying of subsequent offshore wind power projects.

Key words： Offshore wind power; 220kV submarine cable; Terminal landing; Reverse laying

220kV海纜在海上风电项目中是联系陆上集控中心和海上升压站的主动脉，220kV海缆具有长度长、质量大等特点。通常近岸段水深较浅，铺缆船无法在近岸段敷设，若采取长距离浮拖登陆，则海缆拖拉施工风险较大[1]。

传统的220kV电缆终端登陆方式，敷设速度慢，沿途摩擦阻力大，敷设时需要很大的牵引力，而牵引力过大，容易造成电缆本体、电缆牵引头损伤[2]，影响电力电缆运行安全可靠性。

为此结合我国南海外罗海域敷缆船特点、海缆路由地质条件、海洋水文环境等客观因素，提出新型海底电缆终端登陆方式，主要采用铺缆船浅滩转头就位后，平板驳浅滩海缆反向铺设的技术手段，有效解决了传统终端登陆效率低、可靠性差等难题。经在我国南海外罗海域海上风电项目中实践应用，减少了敷设过程中的摩擦阻力，降低了敷设过程中对电缆造成的损伤，提升了海缆敷设的安全性，加快了海缆敷设的速度，产生了较大的经济效益和社会效益。

1 220kV海缆终端登陆整体方案

220kV海缆施工工序总体包括：工程测量、路由扫海—电缆过驳、运输—电缆始端登陆—海缆埋设施工—电缆终端登陆—陆上段及高滩电缆施工—电缆水下保护及裕量设置—终端制作及耐压试验—竣工验收[3]，工艺流程图见图1。其中终端登陆一般采用的技术方法为，施工船高潮位尽量驶向岸边，就位于海缆路由轴线后，配合锚艇抛设牵引锚，然后连接主牵引钢缆进行敷设。当施工至靠近岸边的高滩区，锚艇无法行驶时，在高滩区搭设脚手架，脚手架上固定滑轮，通过绞磨机在滑轮上牵引海缆[4]。此技术方法敷设效率低，且容易对海缆造成损伤，为此开发一种高效可靠的海缆敷设技术方法非常迫切。

结合海洋水文环境、地质条件等因素，通过采用铺缆船浅滩转头就位后，平板驳浅滩海缆反向铺设的技术手段，可有效缩短海缆的牵引距离，从而提高海缆终端登陆的效率、可靠性及安全性。结合水深折线图、潮汐表最低潮查询数据[5]，铺缆船选择在距离岸滩合适位置旋转180°就位，配合浅滩铺缆平板驳，可实现浅滩海缆的反向铺设（见图2）。

2 平板驳浅滩海缆反向铺设技术方案

选择好的天气窗口，由锚艇拖带平板驳就位于5000T铺缆船尾部，平板驳上配置好吊机、布缆机、弯弧架、埋设犁、高压水泵等反向铺缆设备。通过5000T铺缆缆上的吊机以平衡梁的形式将电缆吊放至平板驳，并将电缆排放至转向弯弧架和布缆机中[6]。

准备就绪后，将电缆装入平板驳埋设犁中，检查埋设系统正常后，起犁，测试高压水泵水压正常后，下放埋设犁，通过施工方、总包方、监理方对埋设犁埋深进行三方确认，在埋设犁犁刀开口角度固定的情况下，测量犁橇至犁刀底部出缆口的垂直高度，确保其满足浅水区2 m的设计埋深[7]。

平板驳往岸滩方向铺缆5000T铺缆船启动布缆机放缆，甲板施工人员在船尾甲板每隔2 m绑扎1个泡沫浮球（浮球规格为长90 cm，Φ55 cm，单个浮球浮力为200 kg，见图3），海缆缆入水后，安排1条渔船沿海缆路由捋顺海缆，防止海缆在水中不打扭，必要时可用增加1条渔船辅助牵引拖拉。

铺缆平板驳布缆机收缆，同时甲板施工人员在海缆过布缆机前解下浮球，海缆通过转向弯弧架回到原敷设路由，平板驳走锚移船，往岸滩方向敷设海缆。当海缆铺设到平板驳距离陆地最近位置后（大概离岸150 m作业的位置，离岸距离可根据实际水深进行调整），将剩余海缆浮拖翻头，放置到拖拉平台上牵拉登陆，沿布置好的拖拉装置进入电缆沟往陆上升压站拖拉，后续采用两栖挖掘机或小型喷冲犁对近岸段进行后挖沟埋设[8]。220kV海缆平板驳浅滩敷设示意图见图4。

同时针对海缆在浮拖登陆至近岸段浅水区，电缆及浮球着泥阻力较大的情况，提前在登陆段浅滩区至陆上升压站终端区之间布置拖拉滚轮平台，拖拉滚轮平台选择长3 m、直径φ219 mm的鋼管桩，上方安装一个拖拉滚轮平台，按照10 m一个进行布置，施工现场图见图5。

在海缆铺设完毕后，必须立即对海缆进行锚固和相应的测试。在所有海上施工结束后，进行完工路由后调查工作，沿海缆实际路由为中线两侧各50 m，进行旁侧声纳测量、浅地层剖面测量，以准确探测海底地形地貌数据及缆实际路由情况，检查海缆埋设深度情况[9]。

3 结语

通过采用铺缆船浅滩转头就位后，平板驳浅滩海缆反向铺设的技术手段，可促进海上风电场海缆终端登陆效率的大幅度提升，效率提升约一倍以上。通过该海缆终端登陆技术在我国南海外罗海域的成功应用，实现了对220kV海缆终端登陆技术的创新与突破，为后续海上风电220kV海缆敷设具有借鉴意义，对促进海上风电的健康发展具有积极意义。

参考文献

[1] 刘兵.海上风电场工程220kV海底电缆敷设施工简介[J].中国工程咨询，2016（5）：60-62.

[2] 刘庆辉，陆海强.浅析海上风电施工安全管控[J].南方能源建设，2020（1）：134-138.

[3] 任启锋.浅析海上风电项目220kV海底电缆施工工序[J].科技与创新，2019（8）：103-104.

[4] 崔东岭，江春，史忠秋，等.大型海上风电项目中的集电海缆研究[J].南方能源建设，2020，7（2）：98-102.

[5] 陈佳志，徐斌.海缆敷设施工问题分析及改进[J].中国新技术新产品，2020，（17）：105-106.

[6] 沈光.海底电缆先敷后埋施工关键设备研究[J].建筑施工，2016，38（7）：963-965.

[7] 林航，方宁.大口径海底电缆的敷设及检验注意事项[J].中国水运：下半月，2019，19（6）：83-84.

[8] 吴永兴.海底电缆敷埋设备及应用[J].中国战略新兴产业，2020（10）：208，210.

[9] 孟丽.海底电缆质量管理要求[J].中国石油和化工标准与质量，2017（2）：9-10.

作者简介：郭文敢（1987—），男，本科，工程师，主要从事海上风电工程管理。

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2110-5042-5833