给海上风电桩基穿上“生态护甲”
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由中交海峰承建的江苏区域海上风电场风机基础冲刷修复工程上,施工船静静驻泊在风机机位旁,没有震耳的抛石声,没有重型运输船的往复穿梭,只见一股灰褐色的流态浆体顺着管道缓缓注入水下桩基周围。数小时后,单桩基础悄然披上了一层坚固的“生态护甲”。
海上风机单桩基础长期受水流冲刷,会在桩周形成冲坑,桩基入土深度持续缩减,如同海水掏空了桩基的“脚跟”,危及整台风机的结构安全。江苏滨海海上风电场基础修复项目便面临这样的困境,受复杂水动力环境影响,桩周冲刷坑不断发育。传统抛石是最常用的防护手段,但在这片海域却“水土不服”——江苏海域地质条件复杂,既有淤泥质软土层,又分布着坚硬的铁板砂,抛投的石块极易沉陷流失,难以形成稳定可靠的防护。更棘手的是,重型抛石作业噪音大、扰动强,石料碰撞还可能损伤桩壁和海缆。为此,项目团队决定为这片海域量身定制一套更生态、更可靠的方案:采用淤泥固化土工艺进行冲刷修复。该技术将高含水率流态固化土通过管道泵送至桩基周围,浆体自行流淌至冲刷坑内,从液态逐渐固化为整板状护底结构,与桩基和海床实现无缝贴合。
“这层护甲,其实是用航道疏浚土和城市废弃土方制成的。”项目现场负责人季骁磊指着泵送管路介绍。以废治冲,从源头规避了开山采石。据测算,单台风机基础采用固化土防护,可替代石料近2000方,从源头规避了开山采石带来的生态破坏。
方案有了,落地却并非一帆风顺。首台试验风机施工便遭遇“水土不服”:淤泥质土黏粒含量高,像和稀泥一样搅不匀;铁板砂区的土又硬得搅不动,常规设备根本吃不消。首批调配的固化混合料要么搅拌不均匀影响强度,要么黏稠度失控频繁堵管,单桩防护时间被拉长至5天。
技术团队决定从装备上破局。搅拌是头道坎。起初用挖掘机抓斗搅拌,淤泥质土黏得像浆糊,抓斗搅了半天,上面稀了、底下还是生土块。“像和面,水多了加面、面多了加水,永远和不匀。”季骁磊回忆。试了几种办法都不理想,直到有人盯着混凝土搅拌站出神——强制式搅拌机,物料在里面翻着跟头走,为什么不能搬过来?团队顺着这个思路,在抓斗中增加液压搅拌装置,又在挖机底盘加装减震支撑结构,让整套设备在风浪中稳稳“站住脚跟”。这台“挖掘搅拌机”一举攻克搅拌不均的顽疾,获得国家发明专利。
还没松口气,输送又卡壳了。传统泥浆泵根本“推不动”高黏度混合料,泵管三天两头堵,施工断断续续。调配方、降黏度、加快泵速......能想的招都试了,堵管依旧。团队干脆把泵体整个拆开,症结这才浮出水面:扭矩(力量)不够,料推不出去;管径偏小,稍粗颗粒就卡死;来料里混着石块贝壳,直接堵死泵口。“不是泵不行,是得给它配上‘牙口’和‘肠胃’。”他们对症下药,换装大扭矩驱动,逐级扩宽泵管,在进料口加装振动过筛网。一通改造下来,“固化土泵送装置”终于驯服了高黏度混合料,将传统“拌—运—填”升级为一体化连续泵送,获得国家实用新型专利。
装备革新立竿见影。改良后的搅拌机与输送泵默契配合,流态固化土精准注入桩基根部,在海床上自行流淌、填充冲坑、密实成型。单桩防护周期从5天缩短至2天,施工效率提升一倍以上。
以废治冲的生态效益正在显现,团队的目光已投向更远处。常规固化土中的水泥组分仍有碳排放,中交海峰联合研发团队已启动“无水泥固化剂”专项攻关,进入研制待应用阶段。“一旦配方落地,整道工序将真正迈向零碳。”严冬表示。
历经数次台风季考验后,水下扫测显示,各风场固化土保护层形态完好、桩基冲深稳定,长效防护减少了后期维修频次,间接压降了海上作业碳排放。如今,这项技术已发展为“监测—设计—施工—评估”一体化的标准化绿色运维模式,正从江苏走向全国。从弃土利用迈向零碳配方,中交建设者用材料与装备的革新,为碧波之上的风机筑起生态安全屏障,让清洁能源的生产也清洁起来。(来源:中交海峰 朱云龙 季旻炜)

