黄海之滨,风起潮涌。42台百米风机在深蓝海域巍然列阵,叶片迎风转动间,滋滋电流跨越波涛输向千家万户。由一航局、三航局承建的华能山东半岛北L场址海上风电项目实现全容量并网发电。作为国内水深最深、山东省离岸最远、单机容量最大的海上风电项目,这条横贯深蓝的绿色能源通道,不仅为齐鲁大地输送了源源不断的清洁电能,也标志着我国海上风电在深远海复杂环境、大容量机组集成等领域实现了新的突破。
海上风起绿电来,国家“十五五”规划纲要首次提出,规范有序推进深远海风电开发。深远海成为突破近海资源约束、拓展绿色能源开发空间、保障国家能源安全的战略新高地。中交集团始终心怀“国之大者”,坚决落实国家“双碳”目标,深耕海上风电建设领域,形成并持续巩固集核心技术攻关、关键装备研制、工程建设施工、全生命周期运维等于一体的全产业链优势。回望三百多个日夜,中交建设者向深图强、向精而进、向险而行,在平均水深超53米的惊涛骇浪间,以技术创新攻克深水施工难题,书写了新时代中交人向海图强的精彩答卷。
向“深”挺进
技术创新攻克深水施工难题
当施工疆域从浅蓝延伸至深蓝,传统的工艺与装备已无法交出完美答卷,唯有自主创新,才能助力悠悠风机在惊涛下站稳脚跟。
桩基是支撑海上风力发电机组并将其固定于海床的关键结构。华能山东半岛北L场址海上风电项目,场址中心离岸约70公里,平均水深超53米,采用四桩导管架基础,是典型的深远海风电项目。2025年初,项目刚刚启动,缺乏适配的稳桩平台,是摆在三航局项目总工程师王俊杰面前的第一道难题。
“这也是一道行业难题。传统悬浮式稳桩平台在复杂浪流环境下,根本无法满足深水区毫米级、千分比的高精度安装要求。”王俊杰说,“这是项目技术团队首次涉足深远海超大规模稳桩装备的设计与建造,无同类工程经验可借鉴,只能向技术空白区发起攻坚。”
王俊杰带领技术骨干从流体力学基础计算切入,结合项目海域浪流特性、深水施工载荷需求,逐一对平台结构强度、坐底稳定性、承重适配性进行精雕细磨。项目团队先后推翻4个主体设计方案,最终敲定宽34米、高64米的整体构型,为深海“稳桩重器”勾勒出精准设计蓝图。
与传统悬浮式平台截然不同,超大型坐底式稳桩平台直接‘坐’到海底,基本摆脱了深水浪流带来的晃动干扰,为水下50米沉桩、对接作业提供了静止、可靠的固定基准。从图纸到实物,团队全程紧盯每一个制造环节,经过73天连续奋战,于2025年3月,这座自主研发的超大型坐底式稳桩平台顺利完工,为征战深远海筑牢了核心装备底气。
无独有偶,在相距不远处的海域,一航局项目团队也正为满足深远海四桩导管架基础施工要求,在装备改造上寻求突破。“我们原有的单桩稳桩平台无法满足四桩同步定位与深远海抗风浪施工要求,因此改造施工平台对项目建设至关重要。”一航局项目总工程师张有坤带领技术团队一头扎进设计图纸,历经数十次验算,将原有单桩平台改造为亚洲最高的多功能模块化深水四桩定位平台。“这座‘钢铁巨兽’高65米、重2390吨,我们在它的底部加装了防沉板,四周设置了导向筒,就好像为4根钢管桩提前预设了4段垂直的‘下沉通道’,可以满足深水作业严苛的沉桩精度要求。”张有坤介绍道。
有了核心装备支撑,建设质效显著提升。一航局团队负责的84根钢管桩,以1‰以内的垂直度精准沉入海底,各项指标远优于设计要求。三航局团队仅用37天有效作业窗口期,便完成了全部钢管桩施工,钢管桩垂直度同样稳定控制在1‰以内,效率和精度实现了双向飞跃。
向“精”而行
毫厘之间守护全生命周期品质
海上风电导管架是海上风电场的底座和“支撑腿”,支撑起整个风电机组的主机和叶片等发电装置。深远海风电的根基在海底,品质的标尺在毫厘。当千吨级导管架沉入数十米深海,每一次对接都是对精度的极限考验,每一道焊缝都是对匠心的无声叩问。
“导管架底部有4只‘脚’,预先打设的4根钢管桩就好像‘鞋’,只有4只‘脚’都精准地穿上‘鞋’,导管架才能稳稳地站在50米深的海底,支撑起海面上的塔筒和风机。”张有坤一边翻动着施工方案一边比画着说道。然而,深海洋流湍急且无规律,导管架沉放过程中会实时遭受深海洋流的正面冲击,要想穿好这4只“鞋”极具挑战。
为此,一航局团队创新研究出“两点定位法+水下三点辅助对接”模式:导管架沉放前,先以毫米级精度打设4根钢管桩,在海底牢牢筑起4只“鞋”;然后再起吊导管架入水,测量员采用两点定位,通过选定点与实测点的实时比对,确定吊臂俯仰角度与船身位置,为导管架高精度沉放打下坚实基础。沉放过程中,面对洋流冲击引起的导管架剧烈晃动,测量团队启动水下“三点定位”辅助对接,配合潜水员实时反馈,让最长的1号“鞋”率先精准入位,处在其对角的次长的2号“鞋”紧随其后入位,以此形成稳固支点后,其余两只“脚”在一小时内全部严丝合缝穿入鞋中。
“每根钢管桩的打设精度都控制在毫米级,导管架沉放才能实现0.13‰的水平度,远超设计要求。”一航局项目生产经理于泳鑫介绍。依托“毫米级”品控,一航局团队取得导管架一次安装合格率100%的亮眼成绩,并创下“3小时15分钟完成单台导管架安装”“2天安装3台导管架”的行业速度。
由于导管架在沉入海中后,要常年遭受洋流冲击,加上深海导管架最高超83米,钢材用量翻倍,工艺复杂度呈几何级增长,极端海况下任何微小瑕疵都可能引发质量隐患,质量管理成为项目建设的第一要务。
“品质工程要从第一道焊缝抓起,每一个构件都要经得起全生命周期检验。”为从源头把控导管架制造质量,王俊杰带领团队严格筛选具备深海风电制造资质的厂家,派驻资深质检员24小时驻厂监造,从钢材进场复检、构件加工到焊缝探伤、精度复核,全流程执行严苛标准。针对导管架空间桁架结构复杂、拼装难度大的痛点,团队依托BIM三维建模技术破解工艺难题,实现全部导管架基础出厂零缺陷、精度全达标。
在导管架沉放环节,三航局团队打破常规浅海施工方案,联合新能源海洋工程测量创新工作室,通过增加北斗接收器提升定位精度。最终历经十余轮模拟优化,将导管架定位精度牢牢控制在毫米级,为项目全容量并网筑牢了坚实的品质根基。
向“险”冲锋
驭风斗浪跑出建设加速度
冬季的黄海,寒潮与大风是常客。当有效施工窗口被压缩至不足常年的三分之一,考验的不只是技术,更是意志。
“离岸70多公里,海上天气说变就变,与时间赛跑就要把每个窗口期都用足。”一航局项目经理孙兆龙的话为大家指明了方向。管理骨干、技术尖兵24小时驻守海上船舶一线,推出“半小时工作法”——3分钟到达现场、10分钟给出处置措施、30分钟内解决70%的现场问题。
2025年8月,项目进入攻坚关键阶段,风机安装成为制约主体工程进度的核心节点。受风机安装船吊高限制,机舱吊装需进行二次抬升,人员上下机位需占用主吊机,严重制约安装效率。项目团队聚焦工艺优化开展专题攻关,创新采用“小角度斜爬梯+防坠器”一体化搭设方案,兼顾安全防护与作业便捷性,彻底规避主吊机占用问题,单台风机有效作业时长提升5至7小时,吊装周期较原计划缩减18%,平均68小时完成单台风机吊装,最快仅需39小时,单月最高完成7台风机整机吊装任务。
面对年底交付的刚性目标,三航局生产经理许国阳将办公室升级为24小时值守的“气象作战室”,墙上贴满密密麻麻的风速曲线图,桌上的两台电脑同时显示着中央气象台、海洋站发布的最新数据。经过半个月连续的海量数据交叉比对,他成功捕捉到7级大风间隙中隐藏的低风速可作业时段,将作业窗口期细化至小时级,量身定制出精准可控的施工时间表。
团队同步推行“工序预制”施工模式,提前完成吊具检查、设备调试、部件预装等全部前置工作,配套完备的前置储备与快速响应机制,将设备故障维修时长从数日压缩至30分钟内,最大限度减少工期损耗。一系列硬核举措落地后,单台风机安装周期从7天缩短至4天以内,施工工效提升50%。2025年12月22日,随着最后一支叶片与轮毂精准对接,标段21台风机全部安装完成,较原定工期提前12天圆满收官。
如今,白色风机在深蓝海域迎风转动,每年可发绿电17亿千瓦时,节约标煤50万吨、减排二氧化碳135万吨,可观的经济和社会效益自汪洋深处奔涌而来。而对于中交建设者而言,并网不是终点,而是服务国家能源战略、助力“双碳”目标落地的新起点。他们以匠心与汗水铸就的,不仅是广阔海域上的一座座坚实丰碑,更是驭风斗浪、向海图强的使命担当。
来源
交通建设报 | 一航局 | 三航局
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