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海缆保护性打捞技术研究

摘要:目前国内外对海缆敷设应用研究较少,海缆勘测、设计、施工和运行的经验等经验较少,如何进行水下勘探,海缆定位,海缆保护性打捞,海缆敷设安装等问题都是摆在面前的问题。为了解决这些技术上的难题,配合实际施工上的需要,我们需要对实际项目中的为海缆施工进行更加细致的调研与分析,为今后的用户提供更经济,工期更短,影响更小的工程解决方案。文章结合工程实例对海缆保护性打捞技术进行理论设计方面和施工方面的研究和分析,为行业内的施工技术提供借鉴作用。

???????关键词:海缆;打捞;登塔

???????1.工程概况

???????该工程是用于大型方驳的海缆打捞施工,能够最大限度的安全回收已敷设的海底电缆,确保搬迁阶段海底电缆的安全及性能。电缆打捞回收后主要采用履带输送机传输电缆并盘放至施工船上,这种方式在电缆生产厂家以及生产厂码头向运输船过缆中,使用得较为广泛。同样,在电缆敷设、埋深施工及电缆回收中也常常用到这一输送形式。采用履带输送机作为动力,既能满足电缆技术要求,又能将设备不仅用于过缆施工,还用于电缆敷设、埋深施工及电缆回收中。这样,既满足了施工要要求,又能将专用设备转换为通用设备,大大提高设备利用率,降低了施工成本。

???????2.海缆保护性打捞相关设计

???????2.1电缆盘放区电缆盘的尺寸设计

???????电缆盘设计既要满足电缆容载要求,又要考虑施工船只的选择。本工程中,由于电缆盘尺寸较大,采用的施工船也需有较大甲板面积。电缆盘设计须要考虑的技术参数,主要有:

???????电缆总长度:?L=600m

???????电缆盘绕最小弯曲半径:???????r=5m

???????电缆允许最大承载侧压力:?????F侧=20kn/m

???????电缆单位重量:???????????????G1=77.8kg/m

???????电缆外径:???????????????????φ=188mm=0.188m电缆最小退扭高度:????????????????H=12m

???????由于本电缆最小退扭高度H=12m,在安装退扭架时要考虑到电缆的堆高,退扭架高度随电缆堆高增大而增大。为确保施工船舶稳定性,退扭架高度应尽可能做到最小,既电缆堆高最小。本工程施工船舶选用的是宽21.4m,长度91.5m,型深4.9m的甲板驳。考虑到两侧船舷设置人行通道,电缆盘最大半径R=8m,具体尺寸参数如下:电缆盘由内、外圈圈组成,采φ70无缝钢管制作。其中,内圈外直径10m,外圈内直径16.0m;内圈高度3.0m,外圈高度2.0m。电缆实际堆高h=Φ*600/[π*(D+d)/2*(D-d)/Φ]=0.188m。

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???????图1

???????2.2电缆退扭架设计

???????退扭高度是电缆过缆的一个重要参数,本工程海底电缆较为特殊,电缆退扭高度由厂家给定为12m。

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???????图2

???????如图2所示,电缆从海底打捞上来以后牵引盘放到施工船舶电缆盘内,均须要经过退扭。而从海底打捞上来的电缆最低水平位置较施工船缆盘水平位置低,因此主要考虑施工船上电缆退扭高度。去掉电缆堆高的影响,实际退扭高度应在电缆堆放顶层至退扭架顶出口处的高度,如上图中的“h”。为保证电缆弯曲半径,退扭架电缆出口部分的弧槽均采用四分之一圆弧,圆弧弯曲半径5m。这样,退扭塔顶的最小高度Hmin=h+0.2+5=18.2m。但将总重量达19吨的退扭塔提升至近19m高度,其支柱必须有足够强度。其稳性验算:(考虑船舶最大横倾15°时情况)

???????最大扭矩N=G×Z=38吨×5.1m=1938kn×m

???????如此具大的扭矩,基础及支撑只能采用强度较高的桁架结构。支撑腿采用品字形分布,如图3:在驳船横倾15°度时,退扭塔重心仍落在A、B、C组成的基础范围内,有利保持驳船的横稳性。由于驳船长度长,长宽比达4.3:1,因此,纵向稳性可以不予计算。

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???????图3

???????2.3过缆动力设计

???????如图4和图5所示,最大电缆输送力:

???????F=△G+f?=(G1-G2)+G3×0.2=13.75kn

???????式中,f为电缆摩擦力,G1为h1电缆重量,G2为h2段电缆重量,G3为与滚轮有摩擦段电缆重量。电缆与滚轮架之间摩擦系数取0.20。为提供电缆输送动力,布缆机设备采用由硬质橡胶块组合而成的覆带抱合电缆,由电机传动覆带,达到播送电缆的目的。

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???????图4电缆输送纵剖面图????图5抱合电缆断面图

???????输送电缆时,通过液压系统调节油缸压力,亦即调节对电缆的抱合侧压力;从而调节对电缆的磨擦力、牵引力。根据电

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