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南宋学者、政治家胡寅(字明仲,号致堂),为胡安国之子,精研理学、诗文兼擅,著有《论语详说》《斐然集》,兼具学术深度与治政见识。

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海底电缆埋设至海床以下 5 米深度,核心是通过 “精准勘测 + 专用埋设设备 + 分地质施工” 实现,需结合海床土质(软泥、沙质、岩石)选择适配技术,全程由专业铺缆船协同作业,具体流程和关键技术如下:

一、施工前准备:奠定 5 米深度埋设基础

  1. 地质与路由勘测:用声呐、浅地层剖面仪、海底钻机取样,明确海床 5 米深度内的土质(软泥 / 沙土 / 砾石 / 岩石)、障碍物(沉船、礁石),设计避开复杂地质的路由,确保埋设路径具备挖掘条件。
  2. 电缆预处理:针对 5 米深埋需求,选用带双层钢丝铠装 + 防腐护套的电缆(增强抗压、抗磨损能力),提前检测电缆完整性,避免埋设后出现故障。
  3. 设备适配:配备大功率铺缆船(搭载定位系统、埋设设备)、水下机器人(ROV)、牵引绞车等,其中埋设设备的功率需匹配 “挖掘 5 米深沟槽” 的负载需求。

二、核心埋设技术:按海床地质选方案

1. 软质海床(软泥、沙土、粉砂):主流高效方案

适用于大部分近海区域,核心用 “水力喷射式埋设犁” 或 “机械式埋设犁”,直接挖沟 + 同步布缆:

  • 水力喷射式埋设犁(最常用):

    铺缆船拖拽埋设犁(水下重量达数吨)贴海床行驶,犁体下方的高压水枪(压力达 10-20MPa)向海床喷射水流,冲开宽 0.5-1 米、深 5 米的沟槽;同时电缆通过犁体的导向通道同步下放至沟槽底部,水流冲击后的泥沙会自然回流,快速回填沟槽(无需额外回填设备),效率可达 1-3 公里 / 小时。

  • 机械式埋设犁:

    针对稍硬的沙质海床,犁体配备合金钢铲斗或切削齿,通过铺缆船的牵引力 “切削” 海床,挖掘 5 米深沟槽,电缆同步敷设后,犁体尾部的压实板将两侧泥沙推回沟槽回填,适合水流较急、需快速压实的区域。

2. 硬质海床(砾石、风化岩):破碎 + 挖掘组合方案

5 米深度内遇砾石或软岩时,需先破碎再挖沟:

  • 第一步:用铺缆船搭载的 “水下液压破碎锤” 或 “冲击钻”,对海床表面的砾石 / 岩石进行破碎,破碎后的碎石粒径控制在 10 厘米以内,避免阻碍挖沟。
  • 第二步:换用 “增强型机械式埋设犁”(切削齿升级为耐磨合金),或 “吸砂式挖沟机”(通过高压水泵吸走破碎后的泥沙 / 碎石,形成 5 米深沟槽),再将电缆下放至沟槽。

3. 坚硬岩石海床(花岗岩、玄武岩):定向钻穿隧方案

若 5 米深度内为坚硬岩石(无法直接挖沟),采用 “水平定向钻(HDD) ” 技术:

  • 从海岸或海上钻井平台出发,用定向钻机向海底下方斜向钻孔,钻孔深度超过 5 米(避免破坏海床表层岩石),再通过扩孔器将孔径扩大至电缆直径的 1.5-2 倍;
  • 将电缆从钻孔中牵引穿过,形成 “海底隧道” 式敷设,最终电缆埋于海床以下 5 米(或更深)的稳定岩层中,完全避开表层岩石障碍。

三、关键保障:确保 5 米深度精准达标

  1. 实时定位与深度监测:

    铺缆船通过 GPS、声学定位系统(与海底信标联动)锁定位置,水下机器人(ROV)搭载深度传感器,实时监测沟槽深度(确保达到 5 米)、电缆敷设姿态,避免偏移或深度不足。

  2. 回填与压实:

    软质海床依赖水流自然回填,硬质海床需用吸砂泵将周边泥沙抽至沟槽压实;部分区域会铺设沙袋或混凝土盖板,防止洋流冲刷导致电缆裸露。

  3. 设备功率适配:

    挖掘 5 米深度需更大功率的埋设设备(如水力喷射犁的水泵功率达数百千瓦),铺缆船的牵引绞车需提供足够拉力(通常数千千牛),确保犁体稳定切入海床。

四、为何要埋至 5 米深度?

主要是为了极致防护:避免渔船拖网、锚泊(船舶锚链通常插入海床 3-4 米)破坏,抵御强洋流冲刷和海洋生物(如甲壳类)侵蚀,同时减少温度变化对电缆传输性能的影响,尤其适用于近海航运繁忙、海洋环境复杂的区域。

综上,5 米深度埋设的核心是 “根据地质选对挖掘工具”,软质海床用喷射 / 机械式犁高效挖沟,硬质海床用破碎 + 挖沟或定向钻技术,全程通过精准定位和监测确保深度达标,最终实现电缆的长期安全运行。

海缆施工技术标准与规范体系:合规经营的基础保障

1.1 国际标准体系的技术要求

海底电缆施工的技术标准体系以IEC 61892系列标准为核心,其最新版本IEC 61892-2:2019涵盖海上平台电气系统的整体设计要求,包括电气系统架构、容量规划、电源分配、接地系统、防雷保护及电缆敷设等,以适应海洋环境的特殊性。国际标准的技术要求具体体现在以下方面:

· 电力电缆标准:IEC 60287(载流量计算)、IEC 60840(高压电缆测试)及IEC 60092系列(船用电气设备电缆)提供技术依据,其中IEC 60092-353:2024适用于0.6/1 (1.2) kV或1.8/3 (3.6) kV电压等级的船用和海上非径向场挤包固体绝缘电力电缆。

· 通信电缆标准:遵循ITU-T G.97x系列标准(如G.971光纤特性),确保通信海缆的传输性能与可靠性。

· 特殊环境标准:挪威船级社(DNV)制定的DNV-SE-0190规范,提供模块化和综合化认证方法,覆盖风力发电机组、变电站及海底电力电缆等海上风电设备。

1.2 国内标准体系的层级结构

中国海底电缆施工标准体系分为国家标准、行业标准、团体标准三个层级:

· 国家标准:GB/T 51191-2016《海底电力电缆输电工程施工及验收规范》为核心标准,适用于500kV及以下电压等级交流海底电缆输电线路工程,规定施工准备、电缆敷设、接头制作、试验与验收等全流程要求,于2017年7月1日实施。

· 行业标准:NB/T 11603-2024《海上风电场直流海底电缆选型敷设技术导则》于2024年5月24日发布,11月24日实施,适用于±500kV及以下海上风电场柔性直流输电技术的直流海底电缆工程,标志着中国在柔性直流海缆技术领域的突破。

· 团体标准:T/CES 268-2024《近海采油平台岸基供电海底电缆敷设技术要求》由中国电工技术学会发布,适用于近海24km以内、10kV~35kV采油平台的岸基供电海缆敷设,规定施工准备、附件选型、敷设、损伤处理及验收等技术要求。

1.3 细分应用领域的特殊要求

不同领域对海底电缆施工的技术要求存在差异:

· 海上风电领域:施工宜在风力≤5级、波高≤1.0m、流速≤1.0m/s的环境下进行;NB/T 11603-2024专门针对±500kV及以下柔性直流输电技术的直流海底电缆制定选型敷设导则。

· 通信领域:YD/T 5018-2023《海底光缆工程技术规范》适用于海底光缆线路及传输系统的设计、施工与验收,技术要求包括:深海段衰减系数≤0.16dB/km(G.654.E光纤),PMD系数≤0.04ps/√km(100G以上系统),与高压电缆平行间距≥1km、交越角≥60°。

· 海洋油气领域:GB/T 21412.5-2010规定水下脐带缆及附属设备的设计、材料、制造、试验和安装要求;SY/T 6843-2018明确海上石油地震勘探电缆的组成、试验方法及运输贮存要求。

1.4 资质认证要求的具体内容

海底电缆施工企业需具备完整的资质体系,包括企业、人员及设备认证:

· 企业资质:需同时具备港口与航道工程施工总承包二级及以上、港口与海岸工程专业承包二级及以上、海洋石油工程专业承包二级及以上资质,以及海洋工程勘察综合类资质或乙级及以上海洋工程勘察证书(含海洋测量、岩土勘察、环境调查)。

· 人员资质:项目经理需为注册一级建造师(注册单位与施工单位一致),拥有3年以上施工管理经验及安全生产考核B证;安全员需持安全生产考核C证;施工人员需具备特种作业操作证、职业技能等级证书,海上作业人员还需持有“海上求生”“急救”“救生艇筏操纵”等安全培训证书;船员需持船员适任证书、健康证明、STCW证书及DP证书(动力定位)。

· 设备认证:施工设备需通过DNV认证(船级社)、NEK 606标准(挪威海洋电缆标准)等;海缆/脐带缆需按GB/T 21412.5-2017、ISO 13628-5-2009等标准通过弯曲刚度、终端强度、拉弯组合、挤压/压扁及动态疲劳等项目检测。

1.5 2024-2025年标准更新的重点内容

2024-2025年中国海底电缆标准体系更新聚焦以下方向:

· 直流海缆标准突破:NB/T 11603-2024的发布填补了海上风电场柔性直流海缆选型敷设的标准空白,为±500kV及以下深远海风电开发提供技术规范。

· 细分领域标准完善:T/CES 268-2024针对近海采油平台岸基供电海缆制定专门规范,覆盖24km以内、10kV~35kV场景,填补行业空白。

环保要求提升:新版标准强化施工环境影响控制,如西哈努克-香港海底光缆项目要求施工垃圾上岸交由资质单位处理,船舶污水和垃圾需按GB3552-2018《船舶水污染物排放控制标准》处置。

截至 2025 年 12 月,已建成的单根无接头海缆中,亨通光电为马尔代夫项目交付的带馈电无中继型海底光缆以312 公里的长度保持世界纪录。而跨洋海缆系统(多段连接)方面,2Africa 海缆全长约 4.5 万公里(2025 年 11 月东段已开通),是全球已建成的最长海缆系统。

  • 单根海缆指无接头的单段成品缆,受生产、运输、敷设等限制,长度远低于海缆系统总长。
  • 电力海缆方面,当前单根无接头最长多为数十公里级别(如亨通 220kV 单芯 30.2 公里、500kV 单芯 35 公里级),与通信海缆的单根长度纪录差距明显。

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