海上風(fēng)電進(jìn)入了新一輪“搶裝潮”。與此同時(shí)，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(guò)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(lái)我國相繼出現了平臺浸水、起重機折臂、齒輪折斷、船體折斷、運輸碰撞、火災、平臺穿刺等多起事故。隨著(zhù)海上風(fēng)電走向更遠、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(jìn)一步規范海上風(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(diǎn)

當前國內海上風(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)穩定，適應于各類(lèi)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(diǎn)。平臺主要由樁腿、平臺主體、升降系統、生活樓和起重機等組成。平臺常規采用四條樁腿站立固定，近年來(lái)，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(cháng)，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，穩定性相對比較弱。升降系統一般采用插銷(xiāo)式。平臺工作時(shí)樁腿下放插入海底，平臺主體被抬起到離開(kāi)海面的安全工作高度，對樁腿進(jìn)行預壓，確保平臺遇到風(fēng)暴時(shí)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(gè)平臺浮于海面，通過(guò)拖輪拖到新的風(fēng)電作業(yè)位置進(jìn)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、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；平臺結構一般應考慮風(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(shí)間窗口受限，要求安裝效率高，尤其風(fēng)機葉片、塔筒超長(cháng)，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(jìn)行海上風(fēng)電平臺作業(yè)時(shí)，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(guò)樁腿和升降系統配合將平臺抬升到一定高度，以便適應不同水深和作業(yè)高度，不需要考慮船舶橫搖縱傾，作業(yè)狀態(tài)非常穩定。但由于海上未知因素比較多，平臺在航行調遣、就位、預壓、舉升、下降、拔樁、作業(yè)和風(fēng)暴自存等操作過(guò)程中碰到許多突發(fā)情況，出現風(fēng)險概率較大，結合海上作業(yè)過(guò)程情況，有必要對不同作業(yè)階段風(fēng)險進(jìn)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距離拖航和風(fēng)場(chǎng)區內短距離遷移，一般采用濕拖。拖航時(shí)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)機安裝輔助設備，在拖航過(guò)程中遭遇強風(fēng)浪，有可能出現拖纜斷裂失去航向控制，導致結構受損、艙室進(jìn)水致使穩性不足最終傾覆的風(fēng)險。根據相關(guān)歷史數據統計，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了很大的比例。

海上風(fēng)電安裝平臺與傳統油氣鉆井平臺相比，平臺遷移頻率高，周期短。在全壽命周期過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注拖航存在的風(fēng)險。首先在平臺設計階段，應進(jìn)行拖航穩性分析和拖航狀態(tài)下平臺、樁腿的強度分析，注意平臺上安裝的大型風(fēng)機安裝輔助設備和裝載風(fēng)機對平臺的影響。日常拖航作業(yè)時(shí)，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備工作，尤其關(guān)注平臺上大型設備的綁扎、固定，充分分析海上拖航期間的海洋氣候和海況，選擇無(wú)臺風(fēng)時(shí)間段作為拖航時(shí)間，做好風(fēng)險評估，編制《拖航計劃》和《拖航應急預案》。拖航前三天，還需要申請船級社進(jìn)行拖航檢驗，取得驗船師簽發(fā)的《適拖證書(shū)》，發(fā)布航行警告。在拖航過(guò)程中，應密切注意航線(xiàn)上的氣象、海況變化，做好應急措施，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(chǎng)區域地質(zhì)條件復雜，自升式風(fēng)海上電安裝平臺在進(jìn)行海上插樁作業(yè)時(shí)存在刺穿、滑移、沖刷掏空等風(fēng)險，嚴重影響平臺的作業(yè)安全。刺穿主要由于樁靴基礎位于上硬下軟的層狀地層時(shí)，基礎發(fā)生未預料的沉降，樁腿刺穿地層；滑移一般由于平臺要求在以前插過(guò)的位置及周?chē)匦虏鍢?，由于初次就位對土層的擾動(dòng)和舊樁穴的存在，對重復就位樁基礎的影響，導致樁靴偏心受阻，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(shí)，樁靴處水流發(fā)生局部變化帶動(dòng)泥沙運動(dòng)，導致了樁腿插樁處泥沙發(fā)生沖刷。

如何防止平臺插樁時(shí)出現穿刺、滑移、沖刷掏空問(wèn)題，尤其穿刺問(wèn)題一直是業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)，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(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)勘察，查明海底以下一定深度范圍內土層分部、土質(zhì)類(lèi)型、強度以及工程物理力學(xué)特性，并對平臺的插樁深度進(jìn)行分析，評價(jià)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(cháng)度來(lái)支撐平臺安全作業(yè)，硬土層進(jìn)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)險較大的區域，作業(yè)人員應提前做好預案，及時(shí)調整壓載程序，逐步進(jìn)行壓載，保證插樁過(guò)程中平穩安全。若發(fā)生穿刺情況，注意及時(shí)評估現場(chǎng)情況，啟動(dòng)應急預案。對于防滑移風(fēng)險，首先在設計時(shí)應盡可能規避重復就位，樁靴入泥考慮一定余量，插樁作業(yè)過(guò)程中注意對角插樁，樁腿每入泥0.5米時(shí)，靜載觀(guān)察一段時(shí)間，直至平臺插樁完畢。對于沖刷掏空，還需注意進(jìn)行海底探摸，若有可能，增加水下監控系統。

3、平臺拔樁作業(yè)風(fēng)險

平臺在完成吊裝作業(yè)后離開(kāi)前，需要拔樁、回收樁腿。平臺在設計時(shí)對平臺的入泥深度進(jìn)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(diǎn)的?；匦圆煌?，甚至差距很大，尤其國內海上風(fēng)場(chǎng)一般在近海，如江蘇區域，海底淤泥層很厚，地質(zhì)疏松，可能造成入泥過(guò)深而導致拔樁困難，歷史上曾經(jīng)因為拔樁困難導致平臺浸水，或者不得不用挖泥船過(guò)來(lái)協(xié)助。當然，導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(shí)間長(cháng)；樁靴噴嘴數量及分布不合理，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)安全應先分析、評價(jià)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，應根據作業(yè)海區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(shí)采用對角拔樁成對交替進(jìn)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，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(guò)程危險性較大。自升式海上風(fēng)電安裝平臺首先在設計階段應考慮吊裝工況下的穩定性、可靠性和安全性。實(shí)際海上吊裝作業(yè)前，首先起重設備應經(jīng)過(guò)檢驗，取得產(chǎn)品證書(shū)，平臺上應配備起重機械操作人員、指揮人員和平臺操作人員；其次應編制專(zhuān)項吊裝方案和建立應急響應機制。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。平臺上起重機應有防風(fēng)的措施，應設置測風(fēng)儀，時(shí)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(shí)，應立即停止作業(yè)，起重機上載荷卸載，起重臂下放到安全固定位置。

當前一些平臺配置了陸用履帶式起重機進(jìn)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(jìn)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(shí)由于自升重量加上設備重量較大，對平臺承載力和穩性的要求較高，目前主要做法是對平臺進(jìn)行強度、穩性核算，根據核算結果對平臺進(jìn)行加固，保證平臺承載力滿(mǎn)足吊裝要求。履帶式起重機相對船用吊機缺乏相應的規范標準，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(lèi)型平臺在安裝作業(yè)中存在著(zhù)很大的優(yōu)勢，尤其在起重作業(yè)吊裝穩定性方面。隨著(zhù)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，海上風(fēng)電前景依然非常樂(lè )觀(guān)。但是當前業(yè)界主要存在主管機關(guān)制定的法規和業(yè)內相關(guān)規范標準側重于傳統油氣平臺安全技術(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)的規定；受“搶裝”潮的影響，海上作業(yè)不規范、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(wèn)題應足夠重視?；谝陨现饕L(fēng)險分析，提出如下建議：

1、平臺設計應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(zhù)風(fēng)電安裝作業(yè)水深增加，吊重能力加大，吊高加長(cháng)，對自升式風(fēng)電安裝平臺總體性能提出很大挑戰。首先，要重點(diǎn)關(guān)注平臺拖航時(shí)完整穩性和運動(dòng)性能、站立穩性等等。其次，應考慮平臺對風(fēng)、浪、流環(huán)境條件的適應性，風(fēng)電安裝平臺對工程地質(zhì)條件的適應性，平臺主體結構、樁腿應考慮各種工況下的平臺強度、剛度和穩定性，注意平臺在組合載荷的作用下，材料能否滿(mǎn)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、設計環(huán)境載荷、慣性力和P-Delta效應，分作業(yè)工況和風(fēng)暴自存工況，結構設計安全裕度不低于法規和船級社規范的要求。

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(guò)程中存在的風(fēng)險不容忽視，海上風(fēng)電安裝作業(yè)遠離陸地，各種設備和人員生活、工作集中在有限的平臺空間，海上作業(yè)面臨海況、氣象和地理等復雜情況，極易導致一系列風(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，發(fā)生事故及時(shí)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，應根據海上風(fēng)電每一步作業(yè)情況進(jìn)行安全分析，做好風(fēng)險評估。

3、建立完善的監督和管理體系

隨著(zhù)海上風(fēng)電的發(fā)展，國內已經(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(zhù)發(fā)展形勢進(jìn)行調整和完善，但由于我們國家海上設施安全管理制度偏重于海上油氣方面，不適應海上風(fēng)電發(fā)展的要求，缺乏針對海上風(fēng)電自身特點(diǎn)的規定，因此需要在工作標準、技術(shù)監督管理、危險評估、應急響應、技術(shù)支持等方面進(jìn)行研究，制定適應海上風(fēng)電作業(yè)標準，加強監管，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(shí)面臨著(zhù)復雜的環(huán)境條件，屬于高風(fēng)險作業(yè)。在當前海上風(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。