一封“座底自升式打桩船”的自荐信

以下回答几个伴生问题：

Q：在下浮体座底后，微沉入泥中，下浮体是否照旧存在浮力？

按照土力学理论，平台下浮体座底后浮力是存在的，原因是海底土壤内部实际上是由土颗粒和空隙组成的，内部存在肉眼看不见的大量孔隙，如同海绵一样，如图7所示。

图7土壤的三相组成示意

海底的粘土、淤泥等基本都是饱和土（所有孔隙都被水充满），并且含水量非常高，可以高达50%~100%。最重要的是，这些孔隙水通过空隙与外界（海洋）的水是相联通的。因此，海水中的静水压力分布不受土层的影响，如图7和图8所示。因而，下浮体座在海底时，浮体上下表面仍然存在静水压力差，与在海水中一样，从而保持浮力不变。该结论为土力学最基本的结论之一，得到了大量文献和试验的验证。该平台在座底时，下浮体可提供足够的浮力来减轻座底时海底的压力。

图8海底静水压力分布

Q：作业完成后如何脱底上浮？

所有与海底土壤接触的结构在上拔时受到海底吸附力的作用，座底船亦然。但有所不同， 因为收拢下浮体时，上船体已沉入水中，全船重量皆由上船体的浮力承担，泥层的粘滞力和瞬时局部真空等阻力作用一般远小于浮体的上浮力，只要排水，浮体可产生1.5万吨巨大浮力，可令下浮体脱离泥层的约束上浮。但也可能有个别情况，即遇到粘滞力特别强的“黄泥巴”土，这时可通过本船备有的高压冲桩系统冲水，或利用四只脚上齿轮系统增加上拔力等措施来解决。

Q：如何保持下浮体刚性？

由钢管(产品库 求购 供应)构成的下部浮体是个长约70余米，宽36米，高8米的长方形，具有足够大的刚度和强度，其受载后的变形在允许范围之内，己另作校核。由于海底情况复杂，本设计接地面积3000平米是理想情况，实际接触随时间多少有个调整过程（水中泥受压后会流动）由小而大再趋于稳定。其次，四腿是集中载荷不是压于浮体钢管上，而是框架上，为此，下浮体在结构上作了使浮力和载荷较均匀分布措施等等。

Q：如何适应有坡度即在斜面上或凸凹不平的场地工作？

座底船的上船体与下浮体通过四只直径为4米的圆筒型桩腿相连接，桩腿的上端被圆形长约六米筒状导向约束，只可作伸缩运动，而下端则用铰接与下浮体相连见图9。

图9桩腿球铰安装示意图

目前揷桩式风电的安装适用于50米以下的水深，风场位于滨海大陆架以内区域，外围深度小于200米。根据资料，大陆架坡度平缓，平均坡度只有1:500。因此座底自升式打桩船作业斜度不会很大。即便如此，该船设计时仍然考虑了坡度的影响，在桩腿和下浮体连接处创新地使用球铰连接方式。至于小凸凹不平地面，因下浮体由大直径钢管构成，刚性极强，不足为惧。

Q：如何减少齿条传动机构摩损，延长使用寿命？

这是凡采用齿条传动的插桩式打桩船均感到棘手的问题。有幸的是座底式打桩船的齿条传动机构不似插桩式并不伸入泥中，因而齿面干净，永不会出现因带泥砂而研磨齿面，加之，我们在齿条设计、热处理和润滑方面均采取特殊措施，力争这个系统与整机同寿命。

Q：如何调遣到海上风场的固定桩位？

座底船虽由上船体和下浮体两部分构成，但调遣时，下浮体收入上船体之内，与一般航行船无异。按DP2的要求，本机装有4+1只舵浆，2只在前3只在后。每只功率1500KW 它的强大能力可以保证在允许作业的风速（六级风）和浪高（1.5～2米）情况下，自行驶至海上风场的下一个桩位。

Q：如何对待恶劣天气？

如众周知：海上航行船在作业时，遇到恶劣天气的传统作法是移泊到锚地， 顺风抛锚等候天气好转。即便己停靠码头，也要解缆移泊到锚地。对于插桩式打桩船，因拔桩困难，迅速移泊几无可能，而对于座底式打桩船，如前己叙，它将如一般船泊一样，可迅速转移至锚地或其它指定场所，不惧恶劣天气，这也正是它的另一个优点。

Q：如何处理暗流“冲砂”？

座落在某些疏松沙土上的不规则建筑物，常因水下暗流的蜗旋作用冲刷沙层甚至淘空致使建筑物倾斜产生大事故。

“扫海”时，要摸清土层情况，遇到这种沙层，我们基本上采用如下措施以防止“冲砂”现象：首先是提高浮力，减小座底力；然后令小桩插入沙中，保持抗水平力；其三是在外围的浮桶间加装可插入泥中约2米的可拆卸的波形扳，它可有效保护承载面上的砂，不致被冲走（见下浮体构造图）。在下浮体外围安装的波形版，能极有效的对抗“冲砂”，但当下浮体收入上船体之后，它凸出于下浮体之外，在完成一个风埸作业需转移时，可将它拆下，以减小拖航阻力。

退一万步讲，即便边缘沙层被淘空也无惧，根本不可能倾斜。

总之“座底自升式风电打桩船”，是我公司总结了生产多艘插装式打桩船的经验，综合各用户和专家的宝贵指教，拟定的初步方案，现示出聆听领导、专家和业内同行指教，以使它更加完善，为广大用户服务。