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1、海上風電項目電纜敷設施工方案圖9.1地理位置接線圖Eft:1.1 工程概述500kV機熾220kVttM220kV*t,yj220kV拋AWM發蚌本工程電纜主要連接風機與風機之間、風機與海上升壓站之間、海上升壓站與陸地電網之間，江蘇濱海海上風電場的場內集電線路采用35/220kV海底電纜, 總長252.1km。1.2電纜敷設區段劃分本工程電纜主要連接風機與風機之間、風機與海上升壓站之間、海上升壓站 與陸地電網之間，工程場址海域海床表層土為粉砂沉積土，陸上部分為灘涂和淺 灘。根據錨重與投砂土層深度的關系，電纜敷設深度選擇為泥面2.0m以下。根據 電纜敷設區域海洋環境的不同，可將電纜敷設區分為以下2、兩個主要區域進行：1）升壓站至陸上登陸點所經過的淺水與灘涂區域；2）各風機之間、風機與升壓站和升壓站與灘涂登陸點之間所經過的近海區 域。1.3設備配置表表9.1主要施工船機配置表序號設備名稱單位數量用途備注1鋪纜船艘2敷設電纜自有（改造）電纜性能試驗主要包括電纜耐壓試驗、電纜絕緣測試、電纜泄漏電流測試等 兒項。需要注意的是，在電纜耐壓試驗中，對不同絕緣材料的電纜，要求的試驗電壓 是不一樣的,要根據緣材料及相應的標準規范來確定。電纜泄漏電流不能太大，三 相差距不能太大。電纜測試絕緣電阻必須在耐壓試驗前后各做一次，且都滿足要 求。在試驗中注意人員安全，有專人負責，禁止閑雜人員接近試驗電纜和試驗設備3、, 防止造成意外傷害。電纜試驗合格后進行試運行，按照試運行大綱的要求進行。在試驗和試運行中,一人操作一定要有一人在旁邊監護，以確保操作可靠安全。2兩棲挖掘機臺4淺水灘涂地區域挖溝及回填自有3兩棲運輸車臺2淺水及灘涂區域 電纜運輸及敷設2011年2月下線4200t汽車起重機臺1電纜裝車自有5拋錨艇艘2施工船拋錨自有62000HP拖輪艘2拖運施工船自有7交通艇艘5接送施工人員自有8起重船艘1電纜裝船自有國內生產的兩棲挖掘機可在直接在灘涂地區行駛，具備漂浮能力，可在無水 和漂浮狀態進行挖掘作業。XX電氣專為潮間帶區域風電建設開發的兩棲運輸車具備運輸能力大、接地比 壓低、具備漂浮能力的特點。當水深小于4、2.5m時，設備可直接在灘涂地區行駛。 當大潮水深大于3m時，設備可下錨漂浮。圖9.2國產兩棲挖掘機圖9.3兩棲運輸車1.4升壓站與陸上登陸點之間的淺水與灘涂區域施工根據不同水深采用不同的施工設備的方案，進行區域劃分并采用不同的施工 方案。1）落潮后水深小于3m的區域采用挖掘機進行挖溝和回填。兩棲挖掘機可在直接在灘涂地區行駛，具備漂 浮能力，可在無水和漂浮狀態進行挖掘作業。采用改造后的兩棲運輸車進行電纜的運輸和敷設。兩棲運輸車可直接在灘涂 區域行駛，并具備漂浮能力，運輸能力大，可具備改造后進行電纜運輸。電纜敷設前，采用兩棲挖掘機對電纜路由進行清掃工作。兩棲挖掘機挖溝后，由兩棲運輸車的卷揚牽引電5、纜，牽引電纜的過程中引繩 必須保持一定的張力和牽引速度，并對牽引張力進行監測。電纜沉入溝底后由兩棲挖掘機進行回填施工。2）兩棲施工設備與鋪纜船施工的過渡區域（落潮后水深3m5m）落潮后水深大于3m的區域由鋪纜船進行電纜施工。電纜敷設前，應對預定固定光纜路由進行掃海操作。由鋪纜船首拖掃海錨具, 沿設計路由按規定的掃海速度，清除路由上特別是要求埋設段上，海床表層的廢 物及障礙，如與路由交越的鋼纜或繩索，路由調查中提出的不明反應物，以及其 它有可能阻礙埋設施工的進行。掃海范圍不包括已知的海底管線區域，防止造成意外損壞。 施工船航行至預設登陸點，電纜由光纜倉通過退扭架及電纜通道進入埋設 犁后，系套筒后6、將鋼繩傳送至登陸灘涂。岸上配合人員接收電纜及牽引繩，使用浮球登陸法進行登陸。牽引過程中牽 引繩必須保持張力，張力將被連續監測，且盡可能保持牽引速度均勻。當纜端到 達牽引機械處后，牽引速度將被減慢但不停止直到陸上電纜足夠滿足連續使用。 剩余電纜被盤八字圈后固定在岸灘上，同時設置地錨。 電纜埋設登陸完成后，施工船在甲板上完成3.5米埋設犁的最后調試。由于工程路由較長，需分段敷設主牽引鋼纜，主牽引鋼索由1號鋪纜船釋放 并通過船上主錨機進行控制。敷設主牽引鋼纜時利用DGPS定位，在距光纜始端登 陸點5000米處拋設主牽引錨，再由錨艇沿路由布放牽引鋼纜，牽引鋼纜與施工船 上的鼓輪布纜機相聯接。施工時當完7、成5000米光纜敷埋時，采用同樣的施工方法 進行主牽引鋼纜的敷埋施工。牽引鋼纜鋪設時采用DGPS定位系統，牽引鋼纜的鋪設精度控制在（5m）范 圍內。牽引鋼纜準備完畢后，埋設犁被A字架投放入水中，在海底就位。施工船確 保入水光纜保持較為合理的狀態，牽引機逐步放出光纜并保持合適的張力，同時 調整埋設犁牽引鋼索及臍帶電纜的K度，使施工船利埋設犁之間的距離達到最佳 值。當埋設犁開始移動時，通過船上監控設備控制其犁刀位置，高壓水泵埋設臂 開始工作切入河床。逐步調整埋設深度，直至標值，放出光纜，光纜的接地點應 提前于埋設犁。當埋設犁，完成調整至要求的埋設深度，開始絞錨沿設定路由前進，通過 DGPS進行定位8、，控制船位不偏離設計路由。在牽引機的控制下，光纜由電纜池通過退紐架進入埋設犁由電纜滑道和入水 口放出。放出的光纜長度應與船只向前移動相適應以保證光纜沿敷設計劃正確實 施。其中相關的釋放及控制通過埋設犁埋設控制軟件來實施。項目經理將據反饋 來的信息，隨時進行控制調節，可調節牽引機上的光纜張力，保證埋設犁上的殘 余張力盡可能小，滿足光纜的技術要求，或隨水深變化隨時調整埋設犁和施工船 之間的距離。在光纜埋設作業過程中，埋設犁上的各類信號通過臍帶電纜傳回控制室，保 證光纜被埋至預定深度。施工過程中施工船位控制由施工船轉推進器和2000HP全回轉拖輪進行輔助 控制，以實現對橫向流的控制。在電纜敷設過程中9、，要嚴格控制施工作業船舶的前進速度，這要依據敷設電 纜的速度而定。因為敷設電纜的速度是一定的，作業船前進速度太快，會使電纜 承受太大的拉力而受到損傷，另外可能導致電纜在水下懸空；作業船前進速度太 慢，電纜可能在海底打扭，也容易受到損傷。1.5深水區域施工電纜敷設前，在施工前，應對預定固定光纜路由進行掃海操作。由鋪纜船首 拖掃海錨具，沿設計路由按規定的掃海速度，清除路由上特別是要求埋設段上, 海床表層的廢物及障礙，如與路由交越的鋼纜或繩索，路由調查中提出的不明反 應物，以及其它有可能阻礙埋設施工的進行。由于工程路由較佼，需分段敷設主牽引鋼纜，主牽引鋼索由鋪纜船釋放并通 過船上主錨機進行控制。敷設10、主牽引鋼纜時利用DGPS定位，在距光纜始端登陸 點5000米處拋設主牽引錨，再由錨艇沿路由布放牽引鋼纜，牽引鋼纜與施工船上 的鼓輪布纜機相聯接。施工時當完成5000米光纜敷埋時，采用同樣的施工方法進 行主牽引鋼纜的敷埋施工。牽引鋼纜鋪設時采用DGPS定位系統，牽引鋼纜的鋪設精度控制在（5m） 范圍內。牽引鋼纜準備完畢后，埋設犁被A字架投放入水中，在海底就位。施工船確 保入水光纜保持較為合理的狀態，牽引機逐步放出光纜并保持合適的張力，同時 調整埋設犁牽引鋼索及臍帶電纜的長度，使施工船和埋設犁之間的距離達到最佳 值。當埋設犁開始移動時，通過船上監控設備控制其犁刀位置，高壓水泵埋設臂 開始工作切入河11、床。逐步調整埋設深度，直至標值，放出光纜，光纜的接地點應 提前于埋設犁。當埋設犁，完成調整至要求的埋設深度，開始絞錨沿設定路由前進，通過 DGPS進行定位，控制船位不偏離設計路由。在牽引機的控制下，光纜由電纜池通過退紐架進入埋設犁由電纜滑道和入水 口放出。放出的光纜長度應與船只向前移動相適應以保證光纜沿敷設計劃正確實 施。其中相關的釋放及控制通過埋設犁埋設控制軟件來實施。項目經理將據反饋 來的信息，隨時進行控制調節，可調節牽引機上的光纜張力，保證埋設犁上的殘 余張力盡可能小，滿足光纜的技術要求，或隨水深變化隨時調整埋設犁和施工船 之間的距離。在光纜埋設作業過程中，埋設犁上的各類信號通過臍帶電纜12、傳回控制室，保 證光纜被埋至預定深度。施工過程中施工船位控制由施工船轉推進器和2000HP全回轉拖輪進行輔助 控制，以實現對橫向流的控制。在電纜敷設過程中，要嚴格控制施工作業船舶的前進速度,一般為3 5m/min, 這要依據敷設電纜的速度而定。因為敷設電纜的速度是一定的，作業船前進速度 太快，會使電纜承受太大的拉力而受到損傷，另外可能導致電纜在水下懸空；作業 船前進速度太慢，電纜可能在海底打扭，也容易受到損傷。1.6風機平臺與升壓站平臺登陸施工船埋設施工至風力發電機平臺前，平臺登陸人員應已完成必要的引機械 和人員的配置。施工船到達工作區域后，將沿設計路由靠近登陸點。施工船到達 指定位置后，埋設13、犁停止工作，埋設犁臂回收。靠近風機和升壓站50m范圍內的 電纜鋪設由潛水員配合采用高壓水沖泥。施工過程中要防止電纜在水下電纜保護管入口處打折或打扭，防止電纜在向 上提升時受到損傷。電纜登平臺作業完成后要做好電纜綁扎固定工作，特別是電纜進入保護管入 口處的定位卡子和電纜保護管出口處固定卡子的安裝,防止電纜在運行中長時間 受力，造成不應有的傷害。當然還要事先計算出電纜登平臺的長度，防止電纜預 留長度不夠。電纜登平臺作業完成后，要進行電纜連接端子的制作工作。這項工作的重點 是要控制制作電纜頭的施工工藝和注意天氣狀況。要注意檢查操作者的工作水平 能事符合要求，是否具有相應的操作資質證書。在制作電纜頭時14、，特別是高壓電纜 頭，要求空氣比較干燥時才可以進行，在天氣比較潮濕的情況下，特別在大霧天氣 不允許進行電纜端子的制作工作,要先將電纜頭密封好，等天氣好轉，滿足相應標 準規范安全要求時再來進行該項工作。電纜接線端子電氣連接要度好，接地電阻 要滿足相應規范要求。1.7海底電纜登陸方案對海底電纜而言，泥質和砂質海岸都是理想的登陸點，一般還要登陸點附近 避開錨地，尤其大型船舶錨地。濱海港港界內地質條件滿足登陸要求。施工船航行到預設登陸點，電纜由光纜倉退扭架及電纜通道進入埋設梨后， 系套筒后將鋼絲繩傳送至登陸灘涂。岸上配合人員接收電纜及牽引繩，使用浮球 登陸法進行登陸。牽引過程中牽引繩保持張力，張力將被15、連續監測，且盡可能保持牽引速度均 勻。當纜端到達牽引機械處后，牽引速度減慢但不停止直到陸上電纜足夠滿足接 續使用。剩余電纜被盤八字圈后固定在岸灘上，同時設置地錨。登陸完成后，施工船在甲板上完成埋設犁的最后調試，開始電纜埋設。1.8海底電纜穿堤方案由于220kV變電站位于海堤內陸地上，海上風機的35kV海纜需要穿越海堤連 接到變電站，為此初步擬定頂管方案和破堤開挖兩個方案。（1）穿堤平面布置按照海籍調查規范中以電纜管道外緣線向兩側外擴10m距離為界的規 定，海底電纜使用海域為504.2萬m2。據此確定海纜登陸和穿堤位置。同時根據 220kV變電站的規劃選點位置，確定海纜登陸以后的走向。有四組電纜16、穿堤防， 考慮若電纜相距太近，其散熱的相互影響會降低載流量，因此，電纜間距設為2m。（2）頂管穿堤方案海纜需要穿越的堤防為一線大堤，防洪要求較高，應盡量減小海纜穿堤對大 堤防洪安全和正常運行的不利影響。因此，考慮采用定向鉆機開挖方案。在變電 站內設置電纜轉換井，利用定向鉆工法進行非開挖施工，成孔后通過回拖，埋設 4根電纜保護管，然后通過保護管將電纜穿出。非開挖方案要考慮保護管內漏水 和管外壁滲水對堤防防洪的影響。由于電纜與保護管之間存在間隙，外海水沿著 保護管倒灌到堤內，為此，采取必要的防水措施，并將保護管在電纜轉換井的入 口保護管內填充相應的止水材料進行防水，并將保護管在電纜轉換井處上翻到高17、 于200年一遇潮水位后下彎至一定高程穿出電纜轉換井，同時電纜轉換井頂面高 程設為高于200年一遇洪水位，防止管接頭漏水導致海水倒灌淹沒變電站。由于電 纜保護管直徑比較小，通過管內埋設注漿管對管外壁土體進行接觸灌漿施工比較 困難，而通過堤頂鉆孔注漿效果很難保證，因此，采用足夠大的管埋深，確保當 保護管外壁與土體脫開形成滲漏通道時，保護管上部的上覆土能夠有效地防止流 土產生。堤防內側坡們處電纜導管埋深要根據在200年一遇高潮位時，滲透穩定安全 系數計算。同時為加大滲徑，在堤防內側坡角及堤防外側綠化護坡的混凝土坡外 側各設置一道水泥土攪拌墻，尺寸根據現場情況經過計算而定。考慮到電纜上升 和轉彎要求18、，電纜轉換頂尺寸設置要合理，電纜轉換井頂部設進入孔。由于電纜 保護管直徑比較小，且埋深較大，頂管方案施工期間對堤防沉降和穩定的影響比 較小，故推薦選擇此方案。由于本電纜直徑大，重量較重，使得施工時回施電纜的難度增加，由于電纜 接入轉換井前存在一個彎曲段，更增加了施工的難度，為提高工作效率減少彎曲段回施對電纜的損傷，采取對該彎曲段明挖直埋的方式進行覆纜。此外，由于海上敷纜船吃水較深，當鋪纜船到達距外堤角約一公里處將無法 繼續敷纜，為完成從外堤角以外一公里段的海纜敷設工作采用以下兩種方式:A、 采用人工開挖；B、采用定向鉆直接鉆至外堤角約一公里處。采用人工開挖方式 時定向鉆的鉆進長度約120m,采19、用定向鉆鉆至堤外約一公里處的鉆進長度1120m。 為節約施工成本，選用人工開挖完成外堤角以處一公里段的海纜敷設工作。（3）破堤開挖方案該方案為拆除一段大約10m寬的堤防路面、防浪墻和相應的護坡，通過明挖 埋設電纜保護管，覆土后在管外側進行接觸灌漿，然后將堤防恢復重建。為防止 海水通過保護管倒灌，保護管底部最高高程設置高于200年一遇潮水位。電纜穿 越堤防后，通過電纜溝進入變電站。破堤開挖方案對堤防影響大，故不推薦選擇 此方案。穿堤方案選用開挖方式還是采用非開挖頂管方式要報海塘管理部門批準。1.9施工注意事項 電纜敷設由于要一次性不間斷進行，所以要充分考慮氣象因素，施工前若 干天，須收集氣象水文20、資料，確定未來若干天內氣象水文適宜施工作業。 在電纜埋設前，在預定路由附近,進行敷設的模擬試驗，取得第一手資料。 在電纜埋設階段，拋錨艇靠在施工船旁，隨時輔助施工船控制大于2.5節的 橫流。 遇突發性事件，如機械故障，由拖輪將其在海中定位或拋錨定位，排除故 障后繼續施工。 突遇強風天氣（風力大于6級小于8級），施工船將開溝犁提出泥面，施工 船順風前進，將電纜直接釋放到水中，待天氣轉好后進行電纜的回收和敷設。 突遇不可抗颶風，則將電纜切斷后，放浮標入水，待天氣好轉后進行電纜 的接續和敷設。 考慮適用全回轉拖輪做急流時應急拖輪。 在穿越己有電纜、管線前，及時與己有電纜、管線的產權單位溝通，確定 跨21、線方案，減少對其影響。1.10 質量安全保證措施海底電纜做外觀檢驗及電纜絕緣電阻測試,對出廠資料進行檢查，在認為有 必要時還要做電壓試驗，確保待敷設電纜的質量能滿足安全技術要求；對施工用機具和各種儀器儀表進行檢查，檢查機具是否合格，檢查儀器儀 表是否已經校對，有的儀器還必須有相關資質單位出具的檢定證書,以保證施工作業中采集的各類數據的準確性。在電纜敷設過程中，嚴格按照己批準的施工組織設計及施工工藝，對敷設過 程通過旁站、巡視等手段對電纜敷設的各項參數進行控制性檢驗（如埋深、軌跡 等），使其在允許的偏差范圍之內。在電纜敷設過程中，依據敷設電纜的速度嚴格控制施工作業船舶的前進速 度。防止作業船前進22、速度太快，使電纜承受太大的拉力而受到損傷,或導致電纜在 水下懸空；防止作業船前進速度太慢,電纜在海底打扭受到損傷。對海纜的入水角嚴格控制在30。60。之間，采用固定電纜入水角的方法來 保證電纜入水角。電纜通過電纜導向板入水中，其入水角固定,一般為45。左右，敷 設時不用再對電纜入水角做經常性的檢查，主要在敷設前檢查電纜導向板的角度 就可以保證電纜入水角符合要求。海底電纜施工過程中，還要注意海纜的埋設深 度及路由軌跡。其深度可以通過傳感器來監測，一般控制在設計深度的10%左右, 絕對不允許電纜在水下懸空敷設。控制路由軌跡，在安全方面有重要意義,主要是控制電纜與海上已建設施的 相對位置，使之保持一23、定的距離,防止相互影響，造成一些安全隱患，另外也可以根 據需要提前做好一些防護措施。海底電纜嚴禁交叉、重疊，相鄰的電纜應保持足夠 的安全距離，不宜小于平均最大水深的1.2倍；電纜與管道之間的不平距離不宜小 于50m,受條件限制時最小不得小于15m。這些可以通過隨時檢查GPS衛星定位系 統顯示屏來得到保證。在電纜施工過程中，必須有一艘滿足要求的守護船，不僅有保護作用，還可 以協助控制電纜軌跡。海底電纜敷設施工作業完成以后，要進行電纜登平臺作業。 在這項作業過程中重點是要防止電纜在水下電纜保護管入口處打折或打扭，防止 電纜在向上提升時受到損傷；另外，電纜在穿保護管時的彎曲半徑不能超出其允 許的彎曲24、半徑，該彎曲半徑可以從電纜出廠說明書上獲得，隨規格型號的不同不一 樣,一般允許彎曲半徑在1.52m之間。這項工作可以通過潛水員在水下監控來 協助完成。試驗及試運行階段：電纜敷設作業及電纜頭制作工作完成后，對電纜進行完工試驗和試運行工作, 檢驗電纜的各項性能指標,是否在施工過程中受到損傷，以確保電纜能安全運行。在進行試驗之前，對所用儀器儀表和試驗電源進行檢查,這些儀器儀表持有認 可資質單位出具有效期內的檢定證書，并符合相應的精度要求；試驗用電源的質 量對試驗結果也有重大影響，電源不穩定會導致試驗結果不準確，造成誤判，從而 可能不穩定會導致試驗結果不準確，造成誤判，從而可能留下安全隱患，因此在試 驗電源質量不能滿足要求時，要進行相應處理，使之滿足要求。