一封“座底自升式打樁船”的自薦信

以下回答幾個伴生問題：

Q：在下浮體座底后，微沉入泥中，下浮體是否照舊存在浮力？

按照土力學理論，平臺下浮體座底后浮力是存在的，原因是海底土壤內部實際上是由土顆粒和空隙組成的，內部存在肉眼看不見的大量孔隙，如同海綿一樣，如圖7所示。

圖7土壤的三相組成示意

海底的粘土、淤泥等基本都是飽和土（所有孔隙都被水充滿），并且含水量非常高，可以高達50%~100%。最重要的是，這些孔隙水通過空隙與外界（海洋）的水是相聯通的。因此，海水中的靜水壓力分布不受土層的影響，如圖7和圖8所示。因而，下浮體座在海底時，浮體上下表面仍然存在靜水壓力差，與在海水中一樣，從而保持浮力不變。該結論為土力學最基本的結論之一，得到了大量文獻和試驗的驗證。該平臺在座底時，下浮體可提供足夠的浮力來減輕座底時海底的壓力。

圖8海底靜水壓力分布

Q：作業完成后如何脫底上��？

所有與海底土壤接觸的結構在上拔時受到海底吸附力的作用，座底船亦然。但有所不同， 因為收攏下浮體時，上船體已沉入水中，全船重量皆由上船體的浮力承擔，泥層的粘滯力和瞬時局部真空等阻力作用一般遠小于浮體的上浮力，只要排水，浮體可產生1.5萬噸巨大浮力，可令下浮體脫離泥層的約束上浮。但也可能有個別情況，即遇到粘滯力特別強的“黃泥巴”土，這時可通過本船備有的高壓沖樁系統沖水，或利用四只腳上齒輪系統增加上拔力等措施來解決。

Q：如何保持下浮體剛性？

由鋼管構成的下部浮體是個長約70余米，寬36米，高8米的長方形，具有足夠大的剛度和強度，其受載后的變形在允許范圍之內，己另作校核。由于海底情況復雜，本設計接地面積3000平米是理想情況，實際接觸隨時間多少有個調整過程（水中泥受壓后會流動）由小而大再趨于穩定。其次，四腿是集中載荷不是壓于浮體鋼管上，而是框架上，為此，下浮體在結構上作了使浮力和載荷較均勻分布措施等等。

Q：如何適應有坡度即在斜面上或凸凹不平的場地工作？

座底船的上船體與下浮體通過四只直徑為4米的圓筒型樁腿相連接，樁腿的上端被圓形長約六米筒狀導向約束，只可作伸縮運動，而下端則用鉸接與下浮體相連見圖9。

圖9樁腿球鉸安裝示意圖

目前揷樁式風電的安裝適用于50米以下的水深，風場位于濱海大陸架以內區域，外圍深度小于200米。根據資料，大陸架坡度平緩，平均坡度只有1:500。因此座底自升式打樁船作業斜度不會很大。即便如此，該船設計時仍然考慮了坡度的影響，在樁腿和下浮體連接處創新地使用球鉸連接方式。至于小凸凹不平地面，因下浮體由大直徑鋼管構成，剛性極強，不足為懼。

Q：如何減少齒條傳動機構摩損，延長使用壽命？

這是凡采用齒條傳動的插樁式打樁船均感到棘手的問題。有幸的是座底式打樁船的齒條傳動機構不似插樁式并不伸入泥中，因而齒面干凈，永不會出現因帶泥砂而研磨齒面，加之，我們在齒條設計、熱處理和潤滑方面均采取特殊措施，力爭這個系統與整機同壽命。

Q：如何調遣到海上風場的固定樁位？

座底船雖由上船體和下浮體兩部分構成，但調遣時，下浮體收入上船體之內，與一般航行船無異。按DP2的要求，本機裝有4+1只舵漿，2只在前3只在后。每只功率1500KW 它的強大能力可以保證在允許作業的風速（六級風）和浪高（1.5～2米）情況下，自行駛至海上風場的下一個樁位。

Q：如何對待惡劣天氣？

如眾周知：海上航行船在作業時，遇到惡劣天氣的傳統作法是移泊到錨地， 順風拋錨等候天氣好轉。即便己�？看a頭，也要解纜移泊到錨地。對于插樁式打樁船，因拔樁困難，迅速移泊幾無可能，而對于座底式打樁船，如前己敘，它將如一般船泊一樣，可迅速轉移至錨地或其它指定場所，不懼惡劣天氣，這也正是它的另一個優點。

Q：如何處理暗流“沖砂”？

座落在某些疏松沙土上的不規則建筑物，常因水下暗流的蝸旋作用沖刷沙層甚至淘空致使建筑物傾斜產生大事故。

“掃海”時，要摸清土層情況，遇到這種沙層，我們基本上采用如下措施以防止“沖砂”現象：首先是提高浮力，減小座底力；然后令小樁插入沙中，保持抗水平力；其三是在外圍的浮桶間加裝可插入泥中約2米的可拆卸的波形扳，它可有效保護承載面上的砂，不致被沖走（見下浮體構造圖）。在下浮體外圍安裝的波形版，能極有效的對抗“沖砂”，但當下浮體收入上船體之后，它凸出于下浮體之外，在完成一個風埸作業需轉移時，可將它拆下，以減小拖航阻力。

退一萬步講，即便邊緣沙層被淘空也無懼，根本不可能傾斜。

總之“座底自升式風電打樁船”，是我公司總結了生產多艘插裝式打樁船的經驗，綜合各用戶和專家的寶貴指教，擬定的初步方案，現示出聆聽領導、專家和業內同行指教，以使它更加完善，為廣大用戶服務。