晴空之下，中交三航局六公司承建的广东惠州港口海上风电场上数百架风机舞动，捕捉着风的轻吟，将其谱成电力的旋律。“仅用两个半月便完成了100根直径3.3米的大吨位水下钢管桩沉桩作业。”业主单位负责人称赞，“智能定位架真是深远海沉桩的‘法宝’。”
中广核惠州港口二海上风电项目施工海域为无掩护外海，地质情况复杂，涌浪条件恶劣。在水深达30至40米的深远海进行沉桩，如同在流沙中树立一根细长的标枪，而周围的海流涌动如同无情狂风，时刻想要将其吹倒。
“沉桩作为导管架基础的关键工序，其精度直接影响后续导管架安装，这也是当时亟待解决的重要问题。”中交三航局六公司技术中心风电设计室副主任严孝锋回忆起来仍记忆犹新，“但机遇伴着难题而来，这也是我们研制的水下智能定位架‘一展身手’的好机会。”
3年前，基于对海上风电产业逐渐向大功率、深远海挺进，导管架基础将得到更加广泛应用的前瞻性判断，技术团队提出了“水下沉桩智能化”的研究方向，立志从根本上打破从近海走向深海的技术瓶颈。
可由于国内尚无先例可循，设计过程只能是从实践中摸索。技术团队踏上了调研、方案比选的攻坚之路，通过对国内外目前使用的几种水下沉桩定位调平稳桩平台研究和对比分析，总结了各种平台的优缺点，更有针对性地确定了总体设计思路——提升导管架基础钢管桩水下沉桩在深远海域的适用性及数字化应用水平。
传统坐底稳桩平台需要根据特定施工海域水深情况定制平台高度，随着海域水深增加，沉桩作业对起重船的性能要求也就不断增加。而技术团队则选择让平台主体全部没入水中，如此便可让稳桩系统更好地适用于深远海域。
稳桩平台位于水面之下，意味着需要在水下安装能让技术人员精准控制的“智慧大脑”。技术团队经过一年多时间的构件设计、数模分析、设备选型，最终确定将操作台设置在工作船上，引入监测、液压、电气多个系统协同运行。“智慧大脑”集成了测深仪、测距仪、声呐、激光等，通过监视器作出前线观测后，可对所有的收集到的传感器信号进行处理、显示，并传递到工作船的总控制台上，现场人员根据中控系统接收到的水下情况有针对性地操作，从而精准控制沉桩的定位、垂直度和高程。
有了这套系统，技术员们只需要在起重船上完成沉桩作业，而不用在作业平台上一待就是两天，像是从用手推动玩具车前进变为使用遥控器实现远程操控，在确保沉桩精度的同时大幅提升了沉桩施工的灵活性、安全性。
但团队并不满足于此，导管架在深海中“负重前行”的路上仅有“水下视物”是远远不够的，还需要既有力又灵活的“臂膀”将钢管桩精准地放入设定位置。
“传统稳桩平台采用套筒等固定结构，可能出现沉桩完成后钢管桩与平台卡壳影响平台起吊的情况，我们要尽量优化细节，打造更完善的平台。”在一次次技术团队研讨会上，大伙精益求精地追求“多想一步，多做一点”，从众多方案中选择采用双层四臂抱桩器，并将液压系统根据功能分为调平液压总成和抱桩液压总成，通过控制调平油缸和抱桩油缸伸缩，实现平台调平、基础桩的位置和垂直度调节等功能。
其中，每4台油缸可进行单缸动作，也可进行同步动作，油缸位移量通过位移传感器和数控机构精准实施，如同4根手指可调节不同的施力点，确保水下沉桩定位架精确有效地进行沉桩作业。同时，团队在水下稳桩平台的基础上，设置了4个网格式结构的防沉板，充分保障平台的坐底稳定性，又在防沉板上设置了减压孔，减小海床面的吸附作用，以便能够轻松起吊。
“监控系统反馈管桩平面位置误差小于10毫米，垂直度为千分之1.2，可以沉桩。”在中广核惠州港口二海上风电场项目，随着技术员的指令，在中控系统指挥下，水下智能定位架施工工艺操作钢管桩在水下“扎稳脚跟”，演绎了一次次精彩的深远海沉桩。
水下智能定位架的运用从运输驳定位到完成沉桩的有效作业时间只需要34小时，相较于传统的定位平台节约了14小时的作业时间，工效提升显著。且水下智能定位调平稳桩系统适用于50米以下不同水深海域施工，破解了传统坐底稳桩平台需要根据特定施工海域水深情况定制平台高度的施工难题。
该工艺涉及的“一种水下沉桩定位架的液压控制系统”“一种四桩导管架的基础钢管桩水下沉桩的监控系统”均已获得国家实用新型专利授权，它的正式投入使用对于深远海域风电施工技术发展具有重要意义。（张心怡）