海上風(fēng)電進入了新一輪“搶裝潮”。與此同時，作為海上風(fēng)電安裝關(guān)鍵裝備海上風(fēng)電安裝平臺在作業(yè)過程中受海流、潮汐、波浪、強風(fēng)等惡劣環(huán)境影響，海上作業(yè)風(fēng)險高導(dǎo)致風(fēng)險事故頻發(fā)引起了主管機關(guān)、業(yè)界高度重視。2020年以來我國相繼出現(xiàn)了平臺浸水、起重機折臂、齒輪折斷、船體折斷、運輸碰撞、火災(zāi)、平臺穿刺等多起事故。隨著海上風(fēng)電走向更遠(yuǎn)、更深的海域，面臨的氣候條件將更加惡劣，如何做好海上風(fēng)電作業(yè)風(fēng)險把控，進一步規(guī)范海上風(fēng)電安裝作業(yè)，需要業(yè)界探討和研究。

自升式海上風(fēng)電安裝平臺的基本原理和特點

當(dāng)前國內(nèi)海上風(fēng)電安裝平臺主要為自升式海上風(fēng)電安裝平臺，其具有作業(yè)穩(wěn)定，適應(yīng)于各類海底土壤條件和較大的水深范圍，移位靈活方便，便于建造等優(yōu)點。平臺主要由樁腿、平臺主體、升降系統(tǒng)、生活樓和起重機等組成。平臺常規(guī)采用四條樁腿站立固定，近年來，由于海上風(fēng)電安裝裝備需求缺口較大，風(fēng)電安裝平臺建造周期長，部分企業(yè)將三條腿自升式鉆井平臺改造為海上風(fēng)電安裝平臺，三條腿平臺與四條腿平臺相比，穩(wěn)定性相對比較弱。升降系統(tǒng)一般采用插銷式。平臺工作時樁腿下放插入海底，平臺主體被抬起到離開海面的安全工作高度，對樁腿進行預(yù)壓，確保平臺遇到風(fēng)暴時樁腿不致下陷。作業(yè)完成后，平臺主體下降至海面，拔出樁腿并全部提起，整個平臺浮于海面，通過拖輪拖到新的風(fēng)電作業(yè)位置進行作業(yè)。

平臺上安裝了大型起重機，主要用于海上風(fēng)機基礎(chǔ)、塔筒、機艙的吊裝，平臺起重能力從600噸至3000噸不等，起重高度最高達100多米；平臺結(jié)構(gòu)一般應(yīng)考慮風(fēng)機的裝載、存放，要求工作甲板面積大、載荷大；另外海上安裝環(huán)境惡劣，安裝時間窗口受限，要求安裝效率高，尤其風(fēng)機葉片、塔筒超長，安裝重心高，這就要求風(fēng)電安裝平臺具有足夠的起吊高度和起吊能力以及安全性。因此在進行海上風(fēng)電平臺作業(yè)時，首先要保證作業(yè)安全、可靠。

自升式海上風(fēng)電安裝平臺作業(yè)風(fēng)險分析

自升式海上風(fēng)電安裝平臺主要通過樁腿和升降系統(tǒng)配合將平臺抬升到一定高度，以便適應(yīng)不同水深和作業(yè)高度，不需要考慮船舶橫搖縱傾，作業(yè)狀態(tài)非常穩(wěn)定。但由于海上未知因素比較多，平臺在航行調(diào)遣、就位、預(yù)壓、舉升、下降、拔樁、作業(yè)和風(fēng)暴自存等操作過程中碰到許多突發(fā)情況，出現(xiàn)風(fēng)險概率較大，結(jié)合海上作業(yè)過程情況，有必要對不同作業(yè)階段風(fēng)險進行分析，提出控制措施，以保證平臺作業(yè)安全。

1、海上拖航作業(yè)風(fēng)險

自升式海上風(fēng)電安裝平臺海上拖航主要為遠(yuǎn)距離拖航和風(fēng)場區(qū)內(nèi)短距離遷移，一般采用濕拖。拖航時樁腿全部升起，平臺處于漂浮狀態(tài)，平臺受風(fēng)面積大，重心高，搖擺慣性巨大，對平臺的穩(wěn)性和樁腿強度要求較高，一些平臺還安裝了大型風(fēng)機安裝輔助設(shè)備，在拖航過程中遭遇強風(fēng)浪，有可能出現(xiàn)拖纜斷裂失去航向控制，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受損、艙室進水致使穩(wěn)性不足最終傾覆的風(fēng)險。根據(jù)相關(guān)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在全球已發(fā)生的海工裝備事故中，自升式平臺傾覆事故占據(jù)了很大的比例。

海上風(fēng)電安裝平臺與傳統(tǒng)油氣鉆井平臺相比，平臺遷移頻率高，周期短。在全壽命周期過程中需要重點關(guān)注拖航存在的風(fēng)險。首先在平臺設(shè)計階段，應(yīng)進行拖航穩(wěn)性分析和拖航狀態(tài)下平臺、樁腿的強度分析，注意平臺上安裝的大型風(fēng)機安裝輔助設(shè)備和裝載風(fēng)機對平臺的影響。日常拖航作業(yè)時，首先從源頭上杜絕不安全因素，做好拖航前期安全檢驗和準(zhǔn)備工作，尤其關(guān)注平臺上大型設(shè)備的綁扎、固定，充分分析海上拖航期間的海洋氣候和海況，選擇無臺風(fēng)時間段作為拖航時間，做好風(fēng)險評估，編制《拖航計劃》和《拖航應(yīng)急預(yù)案》。拖航前三天，還需要申請船級社進行拖航檢驗，取得驗船師簽發(fā)的《適拖證書》，發(fā)布航行警告。在拖航過程中，應(yīng)密切注意航線上的氣象、海況變化，做好應(yīng)急措施，確保拖航作業(yè)的安全。

2、海上插樁作業(yè)風(fēng)險

由于風(fēng)場區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，自升式風(fēng)海上電安裝平臺在進行海上插樁作業(yè)時存在刺穿、滑移、沖刷掏空等風(fēng)險，嚴(yán)重影響平臺的作業(yè)安全。刺穿主要由于樁靴基礎(chǔ)位于上硬下軟的層狀地層時，基礎(chǔ)發(fā)生未預(yù)料的沉降，樁腿刺穿地層；滑移一般由于平臺要求在以前插過的位置及周圍重新插樁，由于初次就位對土層的擾動和舊樁穴的存在，對重復(fù)就位樁基礎(chǔ)的影響，導(dǎo)致樁靴偏心受阻，受力不平衡，樁靴受水平力作業(yè)產(chǎn)生了滑移；沖刷掏空一般由于樁靴入泥較淺或者不完全入泥時，樁靴處水流發(fā)生局部變化帶動泥沙運動，導(dǎo)致了樁腿插樁處泥沙發(fā)生沖刷。

如何防止平臺插樁時出現(xiàn)穿刺、滑移、沖刷掏空問題，尤其穿刺問題一直是業(yè)界關(guān)注的熱點，目前通用做法是海上風(fēng)電安裝平臺一般在插樁前對風(fēng)場進行地質(zhì)勘察，查明海底以下一定深度范圍內(nèi)土層分部、土質(zhì)類型、強度以及工程物理力學(xué)特性，并對平臺的插樁深度進行分析，評價樁腿穿刺可能性，插樁深度分析主要便于平臺操作者確定平臺樁腿是否有足夠長度來支撐平臺安全作業(yè)，硬土層進入軟土層引起的單樁突然貫入的可能性；對于存在穿刺風(fēng)險較大的區(qū)域，作業(yè)人員應(yīng)提前做好預(yù)案，及時調(diào)整壓載程序，逐步進行壓載，保證插樁過程中平穩(wěn)安全。若發(fā)生穿刺情況，注意及時評估現(xiàn)場情況，啟動應(yīng)急預(yù)案。對于防滑移風(fēng)險，首先在設(shè)計時應(yīng)盡可能規(guī)避重復(fù)就位，樁靴入泥考慮一定余量，插樁作業(yè)過程中注意對角插樁，樁腿每入泥0.5米時，靜載觀察一段時間，直至平臺插樁完畢。對于沖刷掏空，還需注意進行海底探摸，若有可能，增加水下監(jiān)控系統(tǒng)。

3、平臺拔樁作業(yè)風(fēng)險

平臺在完成吊裝作業(yè)后離開前，需要拔樁、回收樁腿。平臺在設(shè)計時對平臺的入泥深度進行了分析并在操作手冊中明確最大入泥深度，但由于作業(yè)地點的?；匦圆煌踔敛罹嗪艽?，尤其國內(nèi)海上風(fēng)場一般在近海，如江蘇區(qū)域，海底淤泥層很厚，地質(zhì)疏松，可能造成入泥過深而導(dǎo)致拔樁困難，歷史上曾經(jīng)因為拔樁困難導(dǎo)致平臺浸水，或者不得不用挖泥船過來協(xié)助。當(dāng)然，導(dǎo)致拔樁困難可能原因也包括樁靴阻力大，平臺安全浮力不足以把樁靴拔起；沖樁泵壓力和排量能力不夠，沖樁時間長；樁靴噴嘴數(shù)量及分布不合理，在淤泥中容易阻塞，不易把樁靴吸附層吹松。保證平臺拔樁作業(yè)安全應(yīng)先分析、評價平臺在特定地質(zhì)條件及入泥深度的拔樁能力，拔樁操作前，應(yīng)根據(jù)作業(yè)海區(qū)的具體情況制定拔樁方案，拔樁前先用沖樁管路對角兩樁噴沖，拔樁操作時采用對角拔樁成對交替進行。

4、吊裝作業(yè)風(fēng)險

海上吊裝作業(yè)覆蓋海上風(fēng)電安裝的全部環(huán)節(jié)，主要包括風(fēng)筒、風(fēng)機、基座等的吊裝，吊物尺寸大，重量大，作業(yè)過程危險性較大。自升式海上風(fēng)電安裝平臺首先在設(shè)計階段應(yīng)考慮吊裝工況下的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。實際海上吊裝作業(yè)前，首先起重設(shè)備應(yīng)經(jīng)過檢驗，取得產(chǎn)品證書，平臺上應(yīng)配備起重機械操作人員、指揮人員和平臺操作人員；其次應(yīng)編制專項吊裝方案和建立應(yīng)急響應(yīng)機制。氣候環(huán)境對海上風(fēng)電吊裝影響最大，尤其風(fēng)是風(fēng)機吊裝最敏感的因素。平臺上起重機應(yīng)有防風(fēng)的措施，應(yīng)設(shè)置測風(fēng)儀，時刻關(guān)注氣象變化，注意起重機對風(fēng)速要求限制，目前一般要求10分鐘平均風(fēng)速必須小于等于10米/秒。若碰到大風(fēng)大浪時，應(yīng)立即停止作業(yè)，起重機上載荷卸載，起重臂下放到安全固定位置。

當(dāng)前一些平臺配置了陸用履帶式起重機進行海上吊裝或者輔助吊裝作業(yè)。海上風(fēng)電吊裝對起重機要求非常高，履帶式起重機進行吊裝作業(yè)存在許多不確定因素，如起重作業(yè)水平度難以控制，履帶式起重機吊裝時由于自升重量加上設(shè)備重量較大，對平臺承載力和穩(wěn)性的要求較高，目前主要做法是對平臺進行強度、穩(wěn)性核算，根據(jù)核算結(jié)果對平臺進行加固，保證平臺承載力滿足吊裝要求。履帶式起重機相對船用吊機缺乏相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，存在較大的風(fēng)險因素，對平臺安全也存在隱患，因此風(fēng)電安裝平臺上使用履帶式起重機應(yīng)做好風(fēng)險評估，不建議使用起吊能力大的陸用履帶式起重機作為平臺主吊。

海上作業(yè)安全管理建議

自升式海上風(fēng)電安裝平臺相對于其他類型平臺在安裝作業(yè)中存在著很大的優(yōu)勢，尤其在起重作業(yè)吊裝穩(wěn)定性方面。隨著海上風(fēng)電行業(yè)不斷發(fā)展，特別是我國提出“碳達峰、碳中和”目標(biāo)，海上風(fēng)電前景依然非常樂觀。但是當(dāng)前業(yè)界主要存在主管機關(guān)制定的法規(guī)和業(yè)內(nèi)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于傳統(tǒng)油氣平臺安全技術(shù)要求和作業(yè)技術(shù)要求，缺乏針對海上風(fēng)電安裝平臺作業(yè)的規(guī)定；受“搶裝”潮的影響，海上作業(yè)不規(guī)范、有經(jīng)驗人員不足；完整的海上風(fēng)電管理體系尚未形成等主要問題應(yīng)足夠重視。基于以上主要風(fēng)險分析，提出如下建議：

1、平臺設(shè)計應(yīng)考慮全壽命周期工況和安全裕度

自升式風(fēng)電安裝平臺由于受海上環(huán)境的影響，特別是隨著風(fēng)電安裝作業(yè)水深增加，吊重能力加大，吊高加長，對自升式風(fēng)電安裝平臺總體性能提出很大挑戰(zhàn)。首先，要重點關(guān)注平臺拖航時完整穩(wěn)性和運動性能、站立穩(wěn)性等等。其次，應(yīng)考慮平臺對風(fēng)、浪、流環(huán)境條件的適應(yīng)性，風(fēng)電安裝平臺對工程地質(zhì)條件的適應(yīng)性，平臺主體結(jié)構(gòu)、樁腿應(yīng)考慮各種工況下的平臺強度、剛度和穩(wěn)定性，注意平臺在組合載荷的作用下，材料能否滿足強度要求，保證不至發(fā)生屈曲和疲勞破壞的危險，特別是對總強度需考慮總的功能載荷和可變載荷、設(shè)計環(huán)境載荷、慣性力和P-Delta效應(yīng)，分作業(yè)工況和風(fēng)暴自存工況，結(jié)構(gòu)設(shè)計安全裕度不低于法規(guī)和船級社規(guī)范的要求。

2、建立健全風(fēng)電作業(yè)安全分析和風(fēng)險評估

海上風(fēng)電行業(yè)為新興行業(yè)，作業(yè)過程中存在的風(fēng)險不容忽視，海上風(fēng)電安裝作業(yè)遠(yuǎn)離陸地，各種設(shè)備和人員生活、工作集中在有限的平臺空間，海上作業(yè)面臨海況、氣象和地理等復(fù)雜情況，極易導(dǎo)致一系列風(fēng)險，包括：風(fēng)電作業(yè)難度大；海上環(huán)境對海上風(fēng)電作業(yè)設(shè)施影響極大，稍有不慎極有可能造成重大事故；海上風(fēng)電作業(yè)離陸地較遠(yuǎn)，發(fā)生事故及時救援相對比較困難等。因此，建立健全海上風(fēng)電管控措施非常必要，應(yīng)根據(jù)海上風(fēng)電每一步作業(yè)情況進行安全分析，做好風(fēng)險評估。

3、建立完善的監(jiān)督和管理體系

隨著海上風(fēng)電的發(fā)展，國內(nèi)已經(jīng)形成了一系列安全風(fēng)險管理制度和管理措施，并不斷隨著發(fā)展形勢進行調(diào)整和完善，但由于我們國家海上設(shè)施安全管理制度偏重于海上油氣方面，不適應(yīng)海上風(fēng)電發(fā)展的要求，缺乏針對海上風(fēng)電自身特點的規(guī)定，因此需要在工作標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)監(jiān)督管理、危險評估、應(yīng)急響應(yīng)、技術(shù)支持等方面進行研究，制定適應(yīng)海上風(fēng)電作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加強監(jiān)管，不斷完善海上風(fēng)電安全管理體系。

自升式海上風(fēng)電安裝平臺在海上作業(yè)時面臨著復(fù)雜的環(huán)境條件，屬于高風(fēng)險作業(yè)。在當(dāng)前海上風(fēng)電發(fā)展的高速期，海上風(fēng)電作業(yè)頻繁，加強海上風(fēng)電作業(yè)風(fēng)險分析，做好風(fēng)險評估，完善風(fēng)險控制措施，建立完整的管理體系，可以確保海上風(fēng)電作業(yè)安全，降低風(fēng)險。