黃沙洋海面潮起潮落,一艘專業鋪排船在茫茫藍海中平穩穿行,甲板上的混凝土聯鎖片整齊列隊,即將被沉入近20米深的海底。海上風電防沖刷項目現場,中交海峰風電基礎防沖刷團隊正在開展一場為海上風機基礎海床鋪「棉被」的攻堅作業。
風場海域水深14至22米,屬於典型強潮流半日潮海域,最大流速約2.1米/秒的往復水流日夜沖刷風機複合筒基礎,中交海峰負責防沖刷施工的5台複合筒基礎中,最大沖刷坑深度接近3.9米。海床泥沙一旦被持續掏空,筒基裸露、結構失穩,整颱風機的安全運行都將埋下重大隱患。防沖刷措施的施工質量直接決定基礎的抗沖刷能力,成為項目質量管控的重中之重。
複合筒基礎像一口「倒扣的碗」,依靠筒壁和海底土層的摩擦力固定自身,儘管沖刷深度相對較淺,但筒裙覆蓋範圍廣,形成的沖刷坑「攤得開、面積大」。「複合筒沖刷淺而面廣,這給我們提了個大難題——防護不能只盯着一個點,得把整片海床都『裹』住。」項目負責人嚴冬解釋道。反覆比選後,項目團隊決定給風機海床鋪上一層「棉被」——把一塊塊混凝土聯鎖片拼成整片軟體排,如同拼接厚實棉被,柔性貼合凹凸不平的海床,牢牢鎖住海底泥沙,隔絕水流侵蝕。可真正鋪開這床「棉被」時,項目團隊卻遭遇重重難關。
「我們這裏水深最深近20米,單塊軟體排僅21米長,鋪設時大半『棉被』懸在海水裏,水流一衝就飄、容易褶皺翻折,導致覆蓋範圍和防護效果大打折扣。」嚴冬道出了施工的難點。為了啃下這塊「硬骨頭」,嚴冬一頭扎進數百組水文數據,反覆分析,終於找到破局關鍵,首創「順流沉放、逆流壓載」工藝,「沉放時利用順流海水產生的上托力使『棉被』充分沿水平方向延展,壓載時利用逆流海水產生的下壓力使『棉被』充分貼底」,借海流之力輔助排體下沉,一招「借力打力」馴服了狂躁海流。
相較於水流干擾,複合筒基礎的全覆蓋鋪設是更為棘手的施工難題。複合筒基礎面積大、呈圓形,單塊矩形排體無法一次性完整覆蓋,只能裁成6塊矩形小「棉被」分四向鋪設。為保證6塊矩形小「棉被」緊密連接,需設置充足的搭接寬度。搭接寬度不足可能會使「棉被」缺乏整體性,出現「破洞」,引發局部沖刷風險;搭接過寬則會增加成本。
為織密織牢海底樁基「防護棉被」,杜絕拼接縫隙隱患,團隊針對多片聯鎖排搭接施工重難點,量身定製專項質量管控方案,建立「逐片對位、逐縫核查、全程校驗」的管控機制,給鋪排船配上了MS1000水下實時掃測聲吶「眼睛」,每一塊小「棉被」沉放後,技術人員都能在屏幕上看清搭接寬度,寬度不足系統自動預警,可及時調整。如同精細縫合棉被針腳,不放過任何一處細節漏洞。
6塊矩形小「棉被」鋪設完成後,矩形「棉被」與圓形複合筒基礎間的4處三角形空缺,團隊也並未忽視,採用袋裝碎石噸包對空缺部位進行填充,如同蓋棉被時壓實被角,確保「棉被」不「漏風」。
整套流程改良完成後,鋪「棉被」時再未出現「棉被褶皺、掀邊、破洞」等問題,水下檢測顯示聯鎖排連接緊密、完整貼合海床,層層防護牢牢鎖住泥沙,防沖刷效果全面達標。
「鋪設這海底『棉被』,天時、海況、工藝缺一不可。我們多一分巧思,就能少一分潮水的制約,穩穩護住風機根基。」嚴冬深有感觸。目前,海上風電的防護「棉被」鋪設已順利完工。未來,中交海峰風電基礎防沖刷團隊將繼續以巧思解難題,為更多海上風電基礎築牢水下安全屏障。(李昌傑 劉秉文 嚴冬)