海缆敷设施工问题分析及改进

陈佳志 徐斌

摘  要：现如今海岛经济发展迅速，沿海区域岛屿用电需求也在不断提高，随着施工技术水平的不断进步，电力系统的海缆敷设施工数量越来越多。该文以某海缆敷设施工项目为例，对海缆敷设施工常见的问题进行分析，并提出相应的改进方法，进而有效提高施工效率，降低施工成本。

关键词：海缆;敷设;施工问题

中图分类号：P756.1          文献标志码：A

现如今海上风电发展迅速，海缆敷设环境较为复杂，在海缆登陆施工环节特殊情况下需要穿越海堤，无法避让大兴街购物、河道等。为了确保海底电缆在特殊情况下的定向穿越，需要使用海缆长距离回拖施工工艺。海蓝长距离回拖施工工艺同定向钻工法相结合，并使用可靠的施工船舶进行海缆敷设，进而達到海底电缆定向穿越的目标。该工艺方法受环境因素影响较小，在季风影响较大的冬季同样可以连续作业，并且保证施工质量，效益明显。

1 海缆敷设基本概述

1.1 技术要求

为了确保海缆敷设工程的稳定性和安全性，防止其受到外界因素的影响，例如渔业活动、平台落物等，需要加强对海缆的保护[1]。对于中间直线位置的海缆须使用挖沟埋设的方法进行保护，将埋设的深度控制在1.5 m左右。对于临近平台和交叉点位置的海缆则使用水泥压块的方式加以保护。

1.2 工艺流程

为了能够实现对技术要求的满足，应采用下述工艺流程，如图1所示。

1.3 工法特点及工艺原理

工法特点。海缆回拖施工工艺与定向钻工法相结合，通过对大型、可靠的船舶的利用，在特殊环境下进行海底电缆敷设，其主要工法特点包括4种。1）超过300 m的海缆长距离穿堤施工。2）穿越深度可达到50 m，曲率半径最大值为1 000 m;海缆定向穿越保护管最大为DN800。3）潮间带穿堤作业。4）6级风速下可实现不间断施工。

工艺原理。该工艺使用在石油化工领域较为成熟的定向钻工法进行保护管的穿越，并且配备了大型、专业、可靠的海缆敷设船舶进行海缆回拖施工。

1.4 效益

海缆长距离回拖施工工艺具有施工速度快、精度高以及耗费成本低的优势。在施工环节，同定向钻工法相结合，能够在短期内完成施工任务，并通过对大型专业施工船舶的合理利用，使船舶受外界因素影响较小，能够长时间连续作业，防止因为气候因素导致船舶设备待机的情况，经济效益良好。并且设备具有国内先进的工艺水平，具有较高的能耗等级，可以实现对污染物排放的控制，对海域环境造成的影响较小。

2 工程实例

根据设计图纸，海缆穿越保护管道设计为2根 DN508 钢管，管材选用 DN508*15 Q355B 型无缝钢管，管道内外防腐采用环氧树脂，防腐厚度为 400 μm。该项目拟定采用水平定向钻进行海堤穿越施工，穿越深度最大为 28 m，曲率半径为 600 m，起点为海堤内侧陆上开关站西北角，终点为海堤外侧距海堤 190 m处。管道穿越施工设备安放陆上开关站处，穿越管道须安放在海上。穿越地段有老海堤和新海堤公路，新海堤公路的设计显示下有水泥深层搅拌桩，桩底高程为-16.8  m。陆上开关站建设位于海堤内的围塘内，三面环水，地基原为海床。海堤内侧水面高程约为 2.5 m，外侧海水潮差为 3 m左右，退潮后海面水位底于内侧水面约为4 m。

3 海缆敷设施工问题

海洋自然灾害是对海域路由影响最为严重的灾害性天气，也是施工过程中需要加以重视的气候因素之一。狂风浪潮对沿岸造成巨大损失同时，也对海缆保护管造成较大的冲击，同时，因为受到风浪影响，回拖时，对海缆穿保护管精度控制要求较高。路由海域的泥质多为泥沙，部分从外海随着涨潮流进入，且泥沙类型丰富，多数开阔水域泥沙均为泥质粉砂和细砂。路由区底质细颗粒沉积物较多，透气性不佳，对电缆及保护管产生一定的影响[2]。

4 保护管设计优化方法

该工程海缆穿越保护管道设计为2根 DN508 钢管，管材选用 DN508*15 Q355B 型无缝钢管，管道内外防腐采用环氧树脂，防腐厚度为 400 μm，能够发挥最大的保护作用。具体有4种优化方法。 1） 地锚箱锚固首先将钻机地锚箱埋设在地锚坑内，之后在其四周打入4根钢管作为锚固桩，并在地锚箱上焊接钢板，锚固桩的长度不小于5 m，穿越工程施工的过程中，需要对钻机前后两端进行同时锚固，前锚固使用混凝土支撑墙加固，进而满足回拖的需要。 2）回拖护管。①在进行回拖欠，将穿越管段吊放到发送沟。应与当地的地形和出土角明确开挖的深度和宽度。通常情况下，发送沟的下地宽度应该大于穿越管径500 mm。②发送沟内注水。通常情况下，管沟内最小注水深度应大于穿越管径的1/3，这样才能确保回拖管在漂浮的状态下。③回拖入土位置应修建“猫背”，与管线的自然弹性弯曲相结合，管道入土角和具体出土角保持一致，以防出现回拖受阻的情况。④回拖穿越管段连续作业，应保持在钻机扭矩和拉力允许的范围内，在钻具和回拖管线能够承载拉力的情况下，以最大的回拖速度完成回拖。⑤在井坡道上放置连接好的管材，一次对接头、分动器、钻杆进行连接。在回拖管道时，对孔内情况进行严密观察，施工人员应密切关注回拖力和扭矩的变化。回拖应保持平稳，禁止蛮拖。应将管材一次性拖入成形的孔洞中，该过程中防止出现停顿，导致回拖阻力降低。3） 海缆回拖的过程中，船舶映雪安泽合理的位置，不仅要满足其吃水要求，又能够有效减少海缆回拖的长度，进而确保回拖的顺利进行。在海缆登录位置设置专门的定位锚基础，使用混凝土浇筑凡是，混凝土基础中预埋卸扣，其主要用于固定安装船舶钢丝缆用以定位锚。保持绞车安装位置和预铺设钢缆轨迹保持整平，确保拖缆没有阻力。主作业船舶通过定向钻穿越预设牵引钢丝，将需要回拖的海缆拖拉到穿越点位置，使用主作业船舶收放定位钢丝缆，对船位进行调整，进而确保海缆回拖的有效进行。4）钢管保护措施及防腐质量控制钢管保护措施确保已焊接好的钢管不沾油污，在施工中拆乱的骨架需要进行认真修复，确保钢管位置正确。完成焊接后不能对焊完的接头浇水冷却，禁止敲击钢板接头，禁止在上面堆放重物，导致钢管受压变形。

钢管防腐质量控制。在使用前，应使用抛射除锈，除锈等级不低于Sa2级，完成内表面除锈作业后，应使用清洁、干燥、无油的压缩空气对管道内部的砂粒、尘埃以及锈粉等微尘进行全面清除，并且确保在6 h内完成底漆施工。在进行内防腐处理施工的过程中，应按照生产厂家说明书规定进行涂料配置，不可添加稀释剂，在使用前保证涂料搅拌均匀，完成配置的涂料通常应在4 h内使用完。在进行外防腐层施工的过程中，应选择环氧煤沥青作为防腐材料，并且要确保管节表面油垢、灰渣、铁锈得到有效清除，进行化学除锈或喷砂时，应确保质量标准达到Sa2.5级[3]。表面除锈达标后2 h内进行涂装，在晴天或正常天气条件下，时间不可大于8 h，如果空气湿度较大，应及时涂刷，保证涂刷均匀，不能漏涂。

5 结语

现如今海上风电发展迅速，面对海缆敷设环境的复杂、多变，海缆长距离回拖工艺在海缆登陆施工过程中具有重要的作用。在风浪的影响下，回拖过程中海缆穿保护管精度控制要求较高，因此应采取有效的保护管设计优化方法，有效提高施工效率，确保施工质量。

参考文献

[1]李勇，任启锋，姚龙.浅谈海上风电项目220 kV海底电缆敷设进度、质量与安全管理[J].科技与创新，2019（7）：104，107.

[2]李国庆，和法利，姚龙.浅谈江苏东台200MW海上风电项目220kV海底电缆敷设存在的难点及解决措施[J].风力发电，2018（1）：46-48.

[3]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.