一艘拖船正在拖拽一根浮在海上的單樁基礎(chǔ)

這正是海洋工程承包商Landfall的Neptune Mariner號拖船在波羅的海運輸單樁基礎(chǔ)的現(xiàn)場照，該單樁正在運往德國Arkona 385MW海上風(fēng)場。

那么用拖船將單樁基礎(chǔ)拖拽至現(xiàn)場，并在海面上直接扶正并安裝的方式與傳統(tǒng)運輸、起吊方式有何區(qū)別？有哪些優(yōu)勢？又要克服哪些困難呢？

傳統(tǒng)方式

平常我們熟悉的海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)運輸方式無外乎兩種，一種是在港口將基礎(chǔ)吊裝到駁船上，然后用牽引船拖運到現(xiàn)場（如下圖）；另一種是在港口將基礎(chǔ)吊裝到安裝船上，運到現(xiàn)場后直接吊裝。而采用拖船將單樁基礎(chǔ)拖拽至現(xiàn)場，并在海面上直接起吊的這種方式比較少見。

新型運輸方案優(yōu)勢

首先，最明顯的優(yōu)勢就是運輸過程中不使用駁船，當(dāng)然也就省去了船舶租賃等相關(guān)費用。

第二，在運抵現(xiàn)場后的吊裝過程中，只使用一臺起重能力較小的設(shè)備就可完成整個扶正過程，和租用更大起重能力的安裝船相比，自然節(jié)省不少費用。

第三，在扶正過程中由于受浮力的影響，幾乎可以忽略樁旋轉(zhuǎn)過程中慣性帶來的負(fù)面效應(yīng)。因為在吊裝過程中，慣性會導(dǎo)致單樁產(chǎn)生加速度，影響吊裝的平穩(wěn)性。該方案中海水的浮力使主吊有足夠的能力去調(diào)整速度和角度，達(dá)到最終豎直狀態(tài)，不需要其它吊機(jī)去配合主吊控制單樁的位置，也不必?fù)?dān)心單樁的磕碰損壞等問題。

基本原理

單樁在運輸前需用蓋板將兩個端口封住，使單樁內(nèi)存有一定量的空氣，以保持在海面運輸時有足夠的浮力，并便于現(xiàn)場安裝。在單樁扶正后，再移除底部內(nèi)、外端蓋。而頂部端蓋直到沉樁后再移除，因為單樁內(nèi)需留存足夠的空氣來保持浮力，從而有助于單樁扶正。單樁扶正過程中所需的向上拉力可超過安裝船的最大起重能力，因為向上的浮力也可抵消一部分單樁重力。如圖所示，由于吊機(jī)通過鉸鏈與單樁吊點相連，單樁便于旋轉(zhuǎn)。

方案要點

天下沒有免費的午餐，要想實現(xiàn)上述優(yōu)勢，需要確保在運輸和扶正過程中，單樁基礎(chǔ)內(nèi)留存一定量的氣體，這就需要在單樁兩端制造特殊的蓋板進(jìn)行密封。因此，可靠的端蓋設(shè)計和制造工藝是保證拖拽運輸和扶正過程中有足夠的浮力的關(guān)鍵。

單樁基礎(chǔ)扶正后需要移除底部蓋板，而這需要通過設(shè)備控制樁內(nèi)的氣體，產(chǎn)生足夠的壓力來抵抗海水對底部蓋板的壓力，實現(xiàn)順利拆除，頂部蓋板直到沉樁前再移除。