全球首创！振华重工3D技术攻克海上风电施工难题

遥望福建莆田海域

竖立着一台台巨型“大风车”

“吱哟哟”地转着

产生源源不断的电能。

这些“大风车”就是

海上风电场中的“重要人物”

——海上风力发电风机。

如何将这些大家伙牢牢地“钉”在

莆田海域质地坚硬的花岗岩上？

为此，振华重工下属龙源振华公司数年潜心研究，全球独创了“3D”嵌岩施工技术，并于近日陆续成功完成国内首台Ⅰ、Ⅱ型嵌岩无过渡段单管桩基础施工。

众所周知，海上风电一直是世界范围内尚未挖掘的“宝藏”。我国海上风电建设处于起步阶段，资源探测、施工技术、管理经验等与发达国家相比略显薄弱。“我国海上风电资源极为丰富，但受制于开发技术，成为一块吃不到嘴的‘肥肉’。”龙源振华总工程师王徽华说道。近几年，单桩因其施工效率高、成本低等优点成为了全球海上风电机组安装应用最广泛的基础型式。龙源振华针对不同地域的海况进行风电施工分析、研究，在完全掌握海下砂土地质条件下的无过渡段单桩基础施工技术后，开始挑战“海上风电施工制高点”——福建莆田南日岛海上风电项目。

该项目位于风能资源极为丰富的福建沿海地区，但其开发海域内的基岩全部为花岗岩。花岗岩因其硬度高、耐磨损，常常作为露天雕刻的首选，最大饱和抗压强度超过130兆帕,海上风电施工用的常规钻机无法在如此高强度岩基上进行钻孔。受限于缺少施工装备和施工技术，国内外尚无此类型的施工成功案例。龙源振华成为了“第一个吃螃蟹的人”。

▲ 龙源振华研制的世界设计能力最大的多用途工程钻机

攻坚之路一度步履艰难。“由于花岗岩硬度高，咱们常规钻机钻上半天，就像在‘挠痒痒’，卡钻、断钻杆是常事。”项目经理冯小星笑着说道。为了啃下这块“硬骨头”，龙源振华总经理李泽带领团队成员奔赴英国、荷兰等国寻找合适的钻机，却失望而返，设备不仅价格昂贵，引进后还需“入乡随俗”进行改造。技术团队决定放弃，转战国内寻找钻机制造商。历经两年多，几经周折，自主研制出目前国内乃至全世界设计能力最强、性能最先进的多用途工程钻机。

▲ 福建莆田南日海上400MW风场首台Ⅰ型单桩嵌岩施工

解决了设备问题，如何高精度的打桩又摆在了技术团队面前。将一根长度58米、直径6米的巨型“柱子”嵌入岩石中，还要保持在千分之四以内的水平垂直精度，简直不可想象。龙源振华借鉴国外70兆帕强度岩基施工方法，全球首创无过渡段单桩嵌岩“3D”（drive -drill-drive）施工技术，成功解决这一难题。“这个‘3D’不是我们通常理解的三维的意思，而是针对单桩嵌岩施工提出的‘打-钻-打’的新技术。”冯小星介绍。为了将单管桩嵌入岩层2-5米处，首先进行常规基础打桩，直至岩石层，再使用自制的重型钻机将岩石层钻至设计标高后，最后采用液压打桩锤沉桩至设计标高，通过“三步走”将单管桩牢牢地“钉”入岩石中。

▲ 福建莆田南日岛风电场沉桩施工

在重型工程钻机和“3D”嵌岩技术的保驾护航下，龙源振华在福建莆田南日岛海域将国内首根Ⅰ型单管桩“钉”入海底岩石2-5米处，经检测垂直度为千分之二，远高于千分之四的国际标准。

“要想攀高峰，就要有‘明知山有虎，偏向虎山行’的精神。我们是摸着石头过河，边探索边研究。”王徽华说。

目前，龙源振华是国内唯一成功掌握大型单管桩嵌岩技术和核心装备，且有成功施工经验的企业。他们以每台风机7-10天的安装速度已成果完成6台风机基础施工，让业界钦佩。