浅谈原油管道旁的220kV海底电缆保护性敷设施工技术

李昊，朱伟华

（1.上海市基础工程集团有限公司，上海 200002；2.中国人民解放军92602部队，浙江 宁波 315031）

1 工程概况

浙能嘉兴1号海上风电场工程位于杭州湾平湖海域，东西宽约4.3km，南北长约14km，总面积约48km2。风场中心点离岸约20km，总场区内海底地形变化较小，水深在8～12m。风电场总装机容量为301MW，布置72台4.0MW风电机组，1台6.0MW和1台7.0MW风电机组。风电场配套建设一座220kV海上升压站、两回220kV海缆送出线路和一座陆上计量站。220kV海上升压站将35kV电压升压至220kV，经两回220kV海底电缆将风机所发电能输送至陆上计量站后，就近转入电网系统。220kV海上升压站布置在风电场中央以及靠近陆地地带，位于38#风机西南侧约0.3km的海域，距海岸线约21km。

2 工程特点、难点

（1）项目登陆点位于独山港区2号泊位栈桥西侧约1100m的海堤处，其西侧约60m为宁波-上海-南京进口原油管道登陆点，在登陆点东侧规划为独山港区A区规划8#泊位，规划8#泊位与石油管道最近处距离仅150m。

（2）本工程过独山港区A区规划8#泊位的码头段区域施工通道宽度仅有20.3m，同时该区域有3个项目6根海缆通过，施工通道距离西侧的3根石油管线最小间距80m，距离东侧的拟建码头8#泊位最小间距51m。

（3）220kV送出线路两回海缆间设计间距4m，施工精度要求偏差在1m以内，同时该区域海缆需安装铸铁管节套管并冲埋至设计深度。

3 主要施工船舶选择

鉴于上述特点、难点，本工程最终选用专用海底电缆施工船进行海缆敷埋设施工。该船长82.9m，宽27.4m，满载吃水3.3m，适用于7级以下风况的常规海缆敷设作业，详细参数如下：船长：82.9m，船宽：27.4m，型深：4.90m，满载吃水：3.3m，吨位：2628t。

施工船搭载全套锚泊定位系统，并配备7台变频电动锚机（5台额定载荷20t、2台额定载荷35t），每台锚机配有1000m的锚缆，定位锚配备10t的海军锚和7t的德尔塔锚，具有良好的抓地能力。

施工船敷设方式为船舶纵向走缆，另外，配备辅助工程船3艘（辅助施工及起、抛锚作业），警戒船1艘以及交通艇1艘，可实现不间断移船敷缆。

4 临近管线的海缆敷设施工风险分析

本工程海上施工的风险主要存在于3个阶段，分别是：

（1）海底电缆始端登陆阶段；该阶段施工船停泊于路由始端登陆就位点，该位置距离最东侧的勇宁线约为90m，海缆登陆施工中对于原油管道的主要风险为船舶抛锚定位过程中临近管道一侧的两个定位锚需要抛过原油管道，可能会出现定位锚下锚位置不准确与设计锚位有偏差、在抛锚过程中锚缆对原油管道裸露部位造成刮擦以及由于外力作用造成船锚走锚等风险。

在水稻育秧前3～8天开始饲养出壳小鸭，水稻移栽后5天左右每亩放养0.75～0.85公斤仔鸭30只，到水稻孕穗未期收鸭出售或继续育肥。另选择面积较大、便于集中管理的稻田进行统一整地、统一肥水管理，统一施药管理；并设不施药田块5亩为对照，秋后统一验收作效益对比分析。

（2）通过独山港区A区规划8#泊位阶段；该段长度为1100m，与最东侧的勇宁线最近距离为80m，最远距离为200m，海缆敷设过程中对于原油管道的主要风险为定位锚下锚位置不准确、与设计锚位有偏差，在抛锚过程中锚缆对原油管道裸露部位造成刮擦以及由于外力作用造成船锚走锚等风险。

（3）与杭州湾海底输油管道路由并行敷设施工段；该段长度约为20km，与最东侧勇宁线的最近距离大于200m。海缆敷设过程中对于原油管道的主要风险为定位锚下锚位置不准确、与设计锚位有偏差以及由于外力作用造成船锚走锚等风险。

5 临近油气管线的海缆保护性敷设施工

5.1 锚位设计原则

（1）根据施工船锚泊系统的配置，靠石油管线侧两台定位锚机的钢丝绳长度均为1000m，考虑预留、损失长度以及水深情况，实际可抛锚距离应不少于700m。

（2）锚位设置在石油管线西侧，即跨越管线抛射的定位锚，其距离最西侧管线的安全距离至少设置为150m。

（3）锚位设置在石油管线东侧，即在施工船及管线中间抛射的定位锚，其距离最东侧管线的安全距离至少设置为100m。

5.2 登陆段区域锚位设计

本工程登陆段区域施工时，施工船抛4个定位锚通过绞锚使船到达登陆点，随后电缆在登陆端绞磨机的牵拉下登陆施工。整个电缆登陆期间，施工船舶定点作业，不再移锚。具体锚位布置如图1所示。

图1 登陆点锚位布置图

5.3 过码头段区域锚位设计

该段范围长度约为1100m，距离最东侧石油管线间距约为80～200m。单个锚位可以移锚敷设电缆320m，通过过码头段区域大约需要移动三次锚位。该段区域由于过码头段施工海域范围比较狭小，宗海东侧边界线距离规划8#泊位边界点41m，宗海西侧边界线距离石油管线距离80m，且在20.3m的路由宽度内需要敷设多达6根海底电缆。考虑到为利于敷设精度的控制，此段海缆敷设采用锚泊定位的方式，并需要跨域石油管线进行抛锚。

锚位布置如图2所示。

图2 过码头段锚位布置图

5.4 中间海域段区域锚位设计

图3 中间海域段锚位布置图

5.5 跨越石油管线抛锚的处置原则

跨越石油管线抛锚存在定位锚抛设位置不准确、走锚及石油管线裸露的风险，在此区域进行锚泊作业，应采用以下方式。

（1）海缆敷设过程中，所有辅助工作船应全部采用DGPS进行定位作业，由于DGPS定位精度能够达到亚米级，因此能完全满足施工的需要。

施工船抵达施工现场前，应采用DGPS测量系统对路由登陆点以及工程的各主要控制点进行测量复核，复核精度应优于1m。施工锚泊作业时，各辅助船舶在每次下锚前，必须确认DGPS工作状态，确保定位精度，保证锚位的准确。

跨越管线的锚位，必须远离油气管线100m以上。

（2）施工作业前，应严格追踪施工现场气候状况，选择小潮汛期间进行施工作业，减小潮流对船舶施工的影响。

（3）临近管道一侧应配备10t以上的大抓力锚，加强船锚的抓地力，从根本上减小走锚概率。

（4）应对跨越石油管线侧的锚位进行实时监控，可由辅助工作船挂载起锚钢丝绳，并通过监测辅助工作船船位的方式监控锚位变化，一旦锚位变动较大超过预设警戒值，可立即响应并采取针对措施。

（5）当出现锚缆必须跨越裸露的原油管线的情况时，应确保管线上方的锚缆处于悬浮状态，从而避免锚缆与管道的接触。

锚泊作业时，应测算出需要悬浮的锚缆长度，并在其上绑扎浮筒助浮，浮筒的设置应尽量贴近锚缆，保证在最低潮状态下浮球也能全部浸入水中，防止受潮汐影响，使浮筒失效。

（6）在进行起抛锚作业时，辅助作业船及主施工船应相互配合，通过使锚缆附带张力，减少锚缆拖地情况，防止锚缆剐蹭原油管道；同时，辅助作业船在拖带锚时，船锚锚杆应露出水面，确保可以观察到锚杆，保证在施工过程中船锚不会对管道发生碰撞或者刮擦。

（7）紧急情况下，若发生持续走锚，船位无法控制的，为防止船锚钩到管道可选择强行切断锚缆。

6 结语

近年来，由于沿海风电场的大规模兴建，海底管线路由资源日趋紧张，多设施共用路由通道的情况将更频繁发生，这一现象对后续的海底电缆敷设作业势将造成众多影响，此类临近其他海底管线的海缆敷埋设施工发生的频率将显著增加。由于海底管线路由资源紧张，设计阶段的优化将变得更为困难，施工场地狭小、地质情况复杂将成为后续海底电缆施工团队面临的头等难题。

通过对原油管道旁的220kV海底电缆保护性敷设施工技术进行研究，使得浙能嘉兴1号海上风电场工程220kV送出线路得以在狭窄的路由通道内顺利完成敷设，同时很好地避免了对临近石油管线的影响。这一海缆线路的成功敷设，也标志着该工艺正在走向成熟，其推广所带来的社会意义及经济价值将不容忽视。