陈军

摘要：海底电缆铺设主要包括电缆路由勘查清理、海缆敷设和冲埋保护三个阶段。电缆敷设时，通过控制敷设船的航行速度、电缆释放速度来控制电缆的入水角度以及敷设张力，避免由于弯曲半径过小或张力过大而损伤电缆。海上平台用电多数要通过海底电缆作为供电通道，根据目前发展需求，海底电缆今后应用将会更加广泛。

关键词：海上油田；海底电缆；施工特点；固定保护

海底电缆是敷设在海底及河流水下用的电缆，一直被公认为复杂困难的大型工程。海缆的铺设流程分为：接缆、扫海、始端登陆施工、海中电缆施工、终端登陆施工。其中始端和终端段属浅滩段作业，海中段施工在深海区，难度最大。在浅滩段敷设时，先用船把电缆运到海上，在电缆上面绑一个个轮胎，电缆犹如套上了救生圈，浮在水面。通过岸上的牵引机牵引，将电缆牵引上岸，电缆上岸后拆除轮胎，使电缆下沉至海底。深海段敷设时，电缆敷设船“边走边放”，释放出电缆，同时使用水下监视器、水下遥控车不断地进行监视和调整，控制敷设船的前进速度、方向和敷设电缆的速度，以绕开凹凸不平的地方和岩石，避免损伤电缆。

1 施工工艺流程

前期准备工作→工程测量→试航、清障→预挖沟施工、电缆过驳装船→展放主牵引钢丝绳→始端登台施工→中间水域冲埋施工→终端登台施工→电缆固定及保护。

2 海底电缆施工方法

2.1 前期准备工作

施工前由海事、渔政等部门召开施工协调会，明确各方职责，并向海事部门提请专项维护申请，以确保过往船只及施工船的安全；编制水下电缆展放施工作业指导书，并组织相关单位、部门以及厂家进行评审、修订；组织全体施工人员认真进行安全、技术交底和安全教育，保证每个施工人员都能基本掌握施工工艺及其操作要领；进行必要的海上施工应急演练。

2.2 工程测量

利用定位系统对路由两端登台点以及工程的各主要控制点进行测量复核。

2.3 试航、清障

海缆敷设前船舶进行试航显得尤为重要，先让船长及水手熟悉该海域的施工环境，为后续作业安全质量提供保证。试航尽量选择大潮汛期间，当流速较快时进行工程的预施工试验。试航结束后进行清障，要反复进行，直到清除路由及周边区域海底的障碍物，一般使用拖轮尾部设置一个专用锚，改锚由3～4齿爪锚，沿着路由线上反复扫扫耙，并在前期工作中了解该海域可能存在的障碍物，遇到障碍物由潜水员配合及时清除。

2.4 预挖沟施工、电缆过驳装船

2.4.1 预挖沟施工

浅滩段需预先开挖沟槽，沟槽宽度、深度应符合设计要求，按照实际土质情况确定放坡比例，预挖沟始端距离至小船能正常进入区域即可。

2.4.2 电缆过驳、装船

电缆过驳就是将电缆连同缆盘，从岸上（运输船上）吊装至电缆敷设船上，为了保证吊装的安全性，采用的浮吊船机或码头吊允许荷载应大于电缆盘重，且吊机回转半径应满足过驳需求，装船完毕后应对电缆性能检查测试，确认各项性能指标满足工程设计要求。

2.5 展放主牵引钢丝绳

由于施工船无自航动力，需靠收绞主牵引钢缆沿既定的图纸路由敷埋施工。首先施工船根据DGPS等定位设备停靠在始端登台点路由轴线上，再由具有动力的锚挺沿着路由设置牵引锚，与主牵引钢缆形成连接，然后展放主牵引钢缆并与施工船上卷扬机连接。当施工至终端登台点附近时，将主牵引钢丝绳与预先设置在终端登台点侧的地锚相连接。在转向点处，由锚艇抛设转向锚并与主牵引钢缆相连，确保施工时敷设施工船沿设计路由进行电缆的展放施工。

2.6 始端登台施工

根据已知路由图纸及相关数据，初步拟定电缆始端和终端登台就位点的位置坐标，根据现场情况设定锚位，电缆始端登台前，在高潮位时将施工船锚泊就位在预定设计位置，并利用专用的测量设备将其定位于路由线上。电缆从敷设船缆盘出来后先穿过缆桥，然后导入布缆机（履带式电缆输送设备），最后到达入水槽（也叫“入水角”，入水槽安装在船头正中处，左右和上下弧形设置滚轮、弯曲半径应满足设计要求。从始端登台点岸上绞磨机处展放一根防扭钢丝绳至电缆敷设船与出盘的电缆牵引头通过旋转连接器对接，沿着施工的路由进行牵引。在电缆登台的地方设置地滑车滚轮，以保护海缆不受损及减小牵引时的摩擦力，海缆敷设完毕后，及时拆除电缆上绑扎的轮胎。登台后将电缆沉放至海床上预先挖好的沟槽内，必要时可用高压水枪进行沖填；在解除浮运轮胎的同时，顺着电缆下沉的方向，沿线每隔20m插一竹竿作为标记。

2.7 中间水域冲埋施工

2.7.1 埋设机投放

待始端登台完成后，把海缆先通过导缆笼再到埋设机进行放置，施工床上有抱杆吊机，将其吊起慢慢吊入于海水中，放置在海床面。

2.7.2 中间水域展放

根据设定的坐标值，利用抛锚船变换定位锚及牵引锚，使敷缆船沿路由方向前进。在敷设过程中，每隔1km派潜水员对埋设机犁刀的触地和整体姿态情况进行核实。

2.7.3 中间水域展放过程监控

在施工过程中的测量，利用施工船上专用的设备进行路由位置等重要数据的监控，主要通过倾角传感器、电子罗经、姿态传感器、水深传感器、触地传感器、张力传感器、拖力传感器、计米器、水泵压力传感器等组成。其中倾角传感器、姿态传感器、触地传感器、水深传感器在施工过程中能显示当前埋设机在海底的姿态以及当时的水深情况，电子罗经、定位系统则在施工的过程中直观的反映当前的船位。根据各种仪器提供的数据，结合实际来进行判定，为施工安全质量提供保障。

2.7.4 电缆展放纠偏措施

由于海缆敷设施工为连续型作业，在海上施工时间长，船舶受到天气因素、潮汐因素较大，在一定程度上会偏离原路由。方法一施工船四个角抛出4个定位锚，靠收放锚钢丝绳进行船位航向调整。前进时有锚艇依次进行翻锚施工；方法二是由旁边的拖轮、锚挺等对施工船的路由偏差进行推顶并及时调整，以控制、纠正电缆展放施工时的航向偏差。

2.8 终端登台施工

2.8.1 敷设船终端登台就位

待敷设船中间水域展放施工至终端登台点附近侧即开始电缆的终端登台施工；同始端登台，施工前需根据路由勘测资料和潮汐数据，初步设定登台时船舶就位点，确保不对已冲埋电缆造成损伤。依据定位系统对敷设船抛设八字锚牵引埋设机稳定到指定位置，然后进行埋设机的回收操作。

2.8.2 放出余缆

利用施工船上的布缆设备，通过水槽将海缆输送到海水中，电缆入水后，因有自重的影响，要将海缆每隔2～3m设置轮胎内胎或其它装置，产生浮力将海缆漂浮在水面，达到一定长度后，将海缆在水面设置成“Ω”形状，并随时进行观察调整，预防弯曲半径过小。

2.8.3 终端登台及电缆下沉就位

首先将终端登台点岸边的牵引钢丝绳展放出来，将海缆头输送出施工船只后，设置蛇皮套等进行固定，使用旋转连接器与牵引钢丝绳进行对接，然后施工机动绞磨或其它动力设备进行连接，沿着施工的路由进行牵引。在电缆登台的地方设置地滑车滚轮，以保护海缆不受损及减小牵引时的摩擦力，最后一段电缆脱离船舶入水时，需严格控制电缆的弯曲半径，采取保护措施，避免最后段电缆弯曲半径太小而产生质量问题。海缆敷设完毕后，及时拆除电缆上绑扎的轮胎，将海缆平稳放置至海床上。

2.9 电缆固定及保护

在施工最后阶段，要对海底电缆进行深埋保护，减小复杂的海洋环境对它的影响，保证运行安全。对登台的电缆利用吊车进行吊装上架固定后，由厂家负责对电缆进行终端头制作、安装，终端头制作完成后根据相关试验规程规范进行电气试验。对浅滩段电缆应按设计要求由潜水员进行套管进行安装，以有效保护浅滩段水下电缆。

参考文献：

[1]海底电缆故障原因分析及建议[J].崔胜.机电信息.2018（21）