鋼樁裝船質(zhì)量控制探究

樊偉偉，歷 超，張宏彬

（1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300461；2.海洋石油工程（青島）有限公司，山東青島 266000）

0 引言

目前，我國最深的導(dǎo)管架已經(jīng)達(dá)到了水下的220 m左右，而導(dǎo)管架鋼柱一般長度只有100 m左右，為保證在打入海底時(shí)能夠采用整根式的打入方法，所以加重了其自身的總量。在淺水區(qū)域進(jìn)行導(dǎo)管架的安裝時(shí)，其鋼樁一般會切割成幾段，然后再進(jìn)行拼裝裝船，到達(dá)海面指定區(qū)域后，通過海上導(dǎo)管架入水，實(shí)現(xiàn)將鋼樁通過倒桿一根一根打入海底，從而完成后續(xù)工作。

鋼樁是在進(jìn)行海上作業(yè)時(shí)，保證海洋平臺能夠有效固定海底的一種結(jié)構(gòu)。鋼樁的直徑一般在2 m以上（最長的可達(dá)到100 m左右），將如此重且大的結(jié)構(gòu)物安全地從陸地轉(zhuǎn)移到海上進(jìn)行現(xiàn)場安裝，是一個(gè)復(fù)雜且艱難的過程。同時(shí)，在裝吊過程中需要考慮裝吊能力、安全方面的問題，因此在深海區(qū)域進(jìn)行安裝時(shí)，基礎(chǔ)的碼頭吊裝以及履帶吊裝均不能實(shí)現(xiàn)良好的控制。為了有效提升鋼樁裝船工作的效率，同時(shí)有效保障裝船質(zhì)量，則需要采用一系列措施進(jìn)行處理，以完成鋼樁裝船工作并保證在后續(xù)工作中發(fā)揮作用。

1 安裝設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制

在進(jìn)行潛水海下作業(yè)時(shí)，一般第一段鋼樁最長且自身重量較大，采用小型復(fù)式起重機(jī)就可以完成裝船工作，而在深水區(qū)域進(jìn)行安裝的過程中，其深度較深，所以重量更大，這就需要通過對其質(zhì)量進(jìn)行有效控制，以提升后續(xù)工作的安全性和最終質(zhì)量。

（1）為保證鋼樁裝船工作的有序開展，在安裝設(shè)計(jì)階段需要進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并在裝船前確認(rèn)其整體的安裝方向，以提升運(yùn)輸和施工過程的質(zhì)量。所以，安裝設(shè)計(jì)的過程并不是獨(dú)立過程，而是與其他階段互相聯(lián)系的，在這一階段需要通過詳細(xì)資料的有效分析來保證后期施工質(zhì)量。例如，在設(shè)計(jì)報(bào)告階段，應(yīng)對整體的安裝設(shè)計(jì)進(jìn)行全面分析，然后再將裝船分析與起吊分析進(jìn)行融合的模擬演練。由于海上作業(yè)需要將鋼樁打入海底，這也需要對相關(guān)問題進(jìn)行分析，并保證能夠通過吊點(diǎn)設(shè)計(jì)報(bào)告來對鋼樁整體下放的內(nèi)容和步驟進(jìn)行有效確認(rèn)[1]。此外，在設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量控制上也需要對海下作業(yè)的土壤、材料以及現(xiàn)場的環(huán)境影響因素進(jìn)行全面的處理和確認(rèn)，這樣才能保證總體施工時(shí)可以依據(jù)這些詳細(xì)的內(nèi)容進(jìn)行處理，提高整體安裝設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量。

（2）除了對施工內(nèi)容進(jìn)行有效安排外，在接到安裝設(shè)計(jì)任務(wù)后，必須要由專業(yè)人員組成安裝設(shè)計(jì)項(xiàng)目組，然后再以能力的劃分進(jìn)行組員的歸類。如，選擇安裝設(shè)計(jì)能力較強(qiáng)且有相關(guān)資質(zhì)的人擔(dān)任此次工程的安裝設(shè)計(jì)經(jīng)理，并由其負(fù)責(zé)整體的安裝設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)方案的選擇和內(nèi)容處理上，需要詳細(xì)地與該工程的工程設(shè)計(jì)師進(jìn)行全面溝通，并且也要對安裝設(shè)計(jì)人員進(jìn)行項(xiàng)目組人員的監(jiān)督與考核工作，以保證后續(xù)工作的有序進(jìn)行。在該階段，必須包含設(shè)計(jì)工程師與計(jì)算工程師，只有通過兩者的相互配合，才能通過安裝設(shè)計(jì)計(jì)劃以及編寫裝船程序等一系列的內(nèi)容進(jìn)行全面規(guī)劃，使其符合標(biāo)準(zhǔn)的施工要求，并保證裝船順序不會出現(xiàn)錯(cuò)誤和混亂。

由于鋼樁裝船工作具有一定的危險(xiǎn)性，為了保障工作質(zhì)量，在設(shè)計(jì)過程中需要計(jì)算人員對裝船吊載的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，并全面檢驗(yàn)配勾計(jì)算和穩(wěn)定分析，使起吊裝固階段的一系列工作滿足鋼樁裝船的要求。

2 準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制

（1）在做好前期的安裝設(shè)計(jì)工作后，需要保證在準(zhǔn)備階段進(jìn)行施工船隊(duì)的基礎(chǔ)檢查，同時(shí)也要保證施工團(tuán)隊(duì)具備海上的施工資質(zhì)，且有足夠的能力去應(yīng)對海上的一切風(fēng)險(xiǎn)問題。并且，其自身在材料準(zhǔn)備方面，也必須要滿足施工準(zhǔn)備的一些要求。如，基礎(chǔ)的安裝設(shè)計(jì)程序以及施工圖紙已經(jīng)得到第三方的批準(zhǔn)，且得到業(yè)主的首肯；其自身具備海上與海下作業(yè)的許可證，且其自身也要有航行通告以及適航證書的獲?。辉谝恍O特殊的情況下船隊(duì)自身必須要具備吊裝框架或擁有可以放置的浮吊裝置，這樣才能在海上施工時(shí)確保一系列施工的有序進(jìn)行。

（2）對于主船作業(yè)的準(zhǔn)備，必須由施工檢驗(yàn)人員對其基礎(chǔ)裝置進(jìn)行檢查，確認(rèn)主船中的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、空氣潛水設(shè)備、空壓機(jī)機(jī)械系統(tǒng)以及灌漿系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，然后全面檢查其吊裝機(jī)械，保證打樁錘、吊裝器以及調(diào)頻扣等能夠有效保障其后期的施工質(zhì)量，因?yàn)樵诤Ｉ献鳂I(yè)時(shí)這3種設(shè)備能夠保證施工的有效進(jìn)行，同時(shí)也通過其質(zhì)量的提升來降低海上作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)[2]。此外，在準(zhǔn)備基礎(chǔ)材料時(shí)，一些易損、易壞物品需要多備幾份備用，如打樁錘、調(diào)頻扣以及吊索具和纜繩等，否則在海上作業(yè)出現(xiàn)問題時(shí)無法及時(shí)替換、調(diào)整。值得注意的是，作業(yè)主船必須準(zhǔn)備定位系統(tǒng)，還要保證定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和接收器信號的穩(wěn)定性，一旦主船作業(yè)拋錨就位時(shí)就可以通過定位系統(tǒng)的輔助指揮來下放導(dǎo)管架、調(diào)整位置，進(jìn)而提升工作質(zhì)量。

（3）在準(zhǔn)備工作中還要對其他項(xiàng)目進(jìn)行有效檢驗(yàn)，如：在施工前吊橋是否需要拆除；各單位在進(jìn)行設(shè)備連接的過程中要對所有設(shè)備進(jìn)行連接調(diào)試，這樣才能保證后續(xù)施的質(zhì)量；檢驗(yàn)打樁錘錘套是否被改造等。值得注意的是，召開技術(shù)交底會時(shí)必須對該施工過程中的一系列細(xì)小問題進(jìn)行全面分析，還要保證監(jiān)督檢查人員可以全面控制施工人員的操作，從而在一些細(xì)微工作中提升施工質(zhì)量，降低施工過程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)行為。

3 現(xiàn)場安裝的質(zhì)量控制

（1）切割吊點(diǎn)以及安裝皇冠板的質(zhì)量，會直接影響后續(xù)安裝工作能否順利進(jìn)行，所以在此階段施工人員要有效確認(rèn)其切割點(diǎn)，確保在焊接過程中能通過對指定點(diǎn)的一系列焊接工作來保證其后續(xù)組裝的整體施工質(zhì)量。同時(shí)，要在調(diào)頻工作結(jié)束后安裝皇冠板、解除吊扣，同時(shí)完成切割掉點(diǎn)的施工，并保證皇冠板要留出導(dǎo)管腿外側(cè)的一部分，其最高點(diǎn)不進(jìn)行后續(xù)安裝，這樣才能滿足后續(xù)返漿的要求，并保證其整體的安裝工作順利進(jìn)行。

（2）安裝鋼樁要通過打叉隔水套管的施工程序來進(jìn)行，這樣才能滿足剛鋼樁裝船的需求。在此階段中，由于淺水區(qū)域需要對鋼樁進(jìn)行分解然后再進(jìn)行組合，所以在第二、第三節(jié)隔水套管施工的過程中，如果套管沒有經(jīng)過插尖處理，那么插口對接會以瓶口對接的方式進(jìn)行，這不僅會增加對接難度，還會對海況提出較高的要求，因此在對接過程中必須保證套在管外的焊接側(cè)至少有3個(gè)突出點(diǎn)，以增大彈性拉力的摩擦效果，同時(shí)也能在海浪翻涌較大時(shí)降低其對結(jié)構(gòu)體的影響。

（3）潛水區(qū)域的灌漿工作能夠有效提升剛鋼樁固定的穩(wěn)定性，并且在后續(xù)工作中也能實(shí)現(xiàn)提升其整體的工作質(zhì)量[3]。因此，潛水區(qū)域的導(dǎo)管架建設(shè)工作一般采用30 kg的壓力灌漿機(jī)即可完成基礎(chǔ)的灌漿工作。在裝船工作過程中，如果其導(dǎo)管架并沒有進(jìn)行過調(diào)平則灌漿較為容易，因?yàn)檎{(diào)平過程可能會損壞導(dǎo)管架腿部內(nèi)側(cè)的分隔器，這極有可能導(dǎo)致無法一次性完成基礎(chǔ)的灌漿工作。所以，施工人員在灌漿時(shí)需要注意以下3個(gè)問題。

問題1，在進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿前需要完成試水工作，也就是保證鋼樁和導(dǎo)管腿間隙內(nèi)部之間能夠被水充滿，以檢驗(yàn)分割器是否損壞。如果分割器完好則直接進(jìn)行后續(xù)工作，相反則需要對其進(jìn)行處理。例如，當(dāng)分割器出現(xiàn)損壞時(shí)，可以對鋼樁和導(dǎo)管腿間隙內(nèi)部進(jìn)行灌砂，來彌補(bǔ)分割器已損壞的部分缺陷，同時(shí)也要完成基礎(chǔ)的打底工作，并通過灌漿管線打入少量的泥漿，來彌補(bǔ)分割器損壞的部分，然后在其完全凝固后再通過試水作業(yè)檢查是否可以完成灌漿工作。如果該工作依舊失敗，則需要通過繼續(xù)灌沙打底來保障試水成功，從而才能開展后續(xù)的工作[4]。

問題2，每次打底工作結(jié)束之后都需要清洗灌漿管線，并盡可能地多次利用同一灌漿管線來進(jìn)行基礎(chǔ)工作的處理，以節(jié)約資源，并且在進(jìn)行鋼樁和導(dǎo)管腿的間隙灌漿時(shí)，也需要保證每條腿都有一正一負(fù)的灌漿管線同時(shí)工作。因?yàn)槿绻@兩條灌漿管線同時(shí)出現(xiàn)了堵死的問題，則可以通過二者之間的間隙，利用鋼管從導(dǎo)管口頂部進(jìn)行灌漿，從而滿足基礎(chǔ)的灌漿需求。

問題3，灌漿結(jié)束后要進(jìn)行回漿濃度的測試，在不同區(qū)域進(jìn)行鋼樁下置的過程中，都需要對回漿濃度進(jìn)行檢測，以保證回漿濃度滿足設(shè)計(jì)的需求：如果反漿濃度不足，可以通過繼續(xù)灌漿來進(jìn)行處理；如果返漿濃度過剩，則可以抽取其漿液或填筑其他物品降低其飽和濃度來滿足設(shè)計(jì)的要求。一旦其回漿濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，則要立即停止灌漿，這樣才能有效提升整體施工質(zhì)量。同時(shí)，在灌漿完成后需要安裝最后一塊皇冠板，以有效提升其結(jié)構(gòu)體的穩(wěn)定性。

4 總結(jié)

為保證最終質(zhì)量，鋼樁裝船工作需要通過多種方式進(jìn)行全面的控制。該工作需要多個(gè)部門的通力合作，才能通過細(xì)致有效的施工步驟，來實(shí)現(xiàn)施工效果、達(dá)到施工的目的。為了推進(jìn)我國海洋事業(yè)的全面發(fā)展，需要通過全體海上作業(yè)人員的齊心協(xié)力，使基礎(chǔ)工作穩(wěn)步開展。