中国能源资讯网8月10日，由中国能源建设集团广东院勘察设计的三峡阳江沙扒海上风电一期项目（以下简称“沙扒项目”），15号机位三桶导管架风机基础成功安装到位。
这是三桶吸力桶导管架基础在国内海上风电项目的首次应用，标志着广东院在海上风电领域又一关键技术中取得突破。
新奇的“吸力桶”
当前，国内外常见的海上风电风机基础形式包括导管架和单桩等，吸力桶形基础是近年在国外发展起来、适用于浅覆盖层海床地质的一种非打入式基础形式。
吸力桶形基础，它顶端封闭、下端敞开，貌似倒置的水桶，接触海床后在自重的作用下嵌入海地土壤，形成初始密封，然后借助顶端的吸力泵向外抽水。此时，桶内压力降低，桶内外的压力差产生了作用在桶盖上垂直向下的压力，当这个压力加上平台自重超过土壤对桶体端与桶壁侧摩阻合力时，桶体被不断压入海底土壤，直到桶盖底面与海底完全接触。
沙扒项目15号风机基础，就是由三个这样的“水桶”，通过刚性连接组成。
“吸力桶结构在安装过程中不会产生噪声，具有环境友好、安装施工快速等特点。当服役完成后，还可以通过在桶顶施加正压将吸力桶顶出，具有可重复利用的优势。”广东院副总工程师汤东升介绍道。
“国内首次”的创新攻关
吸力桶形基础在国内常用于各类海洋平台建设，但应用于海上风电基础中尚属首次。
沙扒项目地处南海海域，水深近30米，涌浪大，设计施工难度高。广东院通过勘察后进一步发现，项目海床表面土层厚度分布不均，岩面较浅，地质差异大。
“受地质条件限制，如采用常规打入式桩基设计，需进行嵌岩施工，工期长，造价高，不能满足工程需求，在三峡集团的支持下，我们开展了吸力桶形基础研究，经过艰苦的技术攻关，今天终于迎来了重大阶段性胜利！”广东院沙扒项目设总冯奕敏兴奋地说。
沙扒项目的吸力桶基础总高约62米，接近一架波音747的长度；总重量超过1500吨，由3个桶径13米、桶高10.6米的吸力桶和上部导管架结构组成。
“与海洋平台的设计不同，海上风电基础需要克服来自风电机组和环境荷载25年的循环载荷作用，且海上风电基础的平整度要求更高，因此吸力桶在海上风电基础领域的应用存在更多难题和挑战。”冯奕敏表示。
因为是国内首个，并无规范和先例可循，广东院便下定决心开展关键技术攻关。
广东院与挪威相关研究机构开展合作，深入开展吸力桶形基础核心技术攻关，并逐步形成了广东院特色的吸力桶导管架基础的设计体系。
“从风机载荷处理到桶土间循环弱化的设计，从吸力桶基础的各工况设计到吸力桶贯入施工计算，我们集中攻克了多项关键技术难题。尤其是桶土间的循环弱化计算，能准确考虑吸力桶长期服役条件下的承载力和变形，从而精准设计，是吸力桶设计中的重要突破。”广东院水工结构专业博士刘博表示。
在此基础上，广东院还开发了许多集成式的设计程序，大大提高了吸力桶基础的设计效率。
探索海上风电工程建设方案
沙扒项目位于阳江市阳西县沙扒镇海域，装机容量为300兆瓦，建成后，年上网电量将达8亿千瓦时，可满足约30万户家庭一年用电量，与同等规模燃煤电厂相比，每年可节约标准煤约25万吨、减排二氧化碳排放约65万吨，对当地优化能源结构、促进节能减排、助推经济社会发展具有重要意义。
面对项目所在海域地质条件复杂、水域深、涌浪大、台风频发等多重挑战，广东院在三峡集团的大力支持下，不断开展设计优化论证，已先后完成了国内同容量最轻海上升压站、国内作业水深最大的四桩导管架基础、国内最大最重单桩基础、三桶导管架风机基础等多项国内首创设计，为探索更适合南海海域海上风电工程建设技术方案积累了宝贵经验。
