鋼管樁防海生物裝置的應(yīng)用

王懷果

摘 要：鋼管樁作為高樁碼頭的重要構(gòu)件，受所處環(huán)境的影響，極易發(fā)生海生物附著現(xiàn)象，造成一定危害。海南LNG借鑒導(dǎo)管架平臺經(jīng)驗(yàn)，采用防海生物裝置，取得良好效果。

關(guān)鍵詞：海南LNG；鋼管樁；防海生物裝置

引言

碼頭鋼管樁等水下結(jié)構(gòu)物一般都有海生物附著存在，特別是在亞熱帶、熱帶海域，鋼管樁上附著海生物的情況更為顯著。在我國海域，喜好附著在海上設(shè)施上的海生物約有600種，它們附著力極強(qiáng)，并且殼體堅硬，層層堆壘[1]。大量海生物的附著，部分改變了鋼管樁在設(shè)計時的動、靜態(tài)力學(xué)特性，使其荷載能力受到限制和削弱。同時，海生物的存在增加了鋼管樁表面不均勻性并破壞了飛濺區(qū)的保護(hù)涂層。海生物的分泌物一般呈酸性，會造成鋼管樁的腐蝕，弱化鋼管樁整體的剛性、彈性和承重能力，縮短鋼管樁的使用壽命。

1 海生物清除方法

1.1 防海生物涂料

在鋼管樁與海水接觸的部分噴涂含有有毒物質(zhì)的涂料，能夠一直使海生物附著在其表面。因涂料具有一定的時效性，一旦被完全分解，就喪失了對海生物生長的抑制作用。此外，此方法會對海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。因此，關(guān)于海洋生物天然防污作用機(jī)制的研究也越來越受到人們的關(guān)注?；谏锓律夹g(shù)的聚合物涂層主要是低表面能防污涂層。

以有機(jī)硅或有機(jī)氟為基體樹脂的低表面能新型防污涂層，具有良好的耐腐蝕性能，具有廣泛的抗污效果。新型涂料十分符合環(huán)保要求，同時不會出現(xiàn)因毒性防污劑釋放而導(dǎo)致的效果降低現(xiàn)象。但存在品種少、有效期短的缺點(diǎn)，且只有在水流剪切力的作用下，低表面能防污涂料才能顯示出較好的防污效果。

1.2 電解防海生物

電解防污技術(shù)是目前普遍使用的防污技術(shù)之一，是通過電解的方法，產(chǎn)生有毒的物質(zhì)，從而造成一種不適合海洋生物附著生長的環(huán)境，防止污損發(fā)生。此方法技術(shù)成熟，安全可靠，管理方便，但需要配置專用電源，定期更換電解電極，且電解分離出來的化學(xué)成分對海水環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。另外，由于需依托海水做介質(zhì)，所以對于飛濺區(qū)不能夠有效發(fā)揮作用。

1.3 人工清除

人工清除海生物，是由專業(yè)人員定期用高壓水槍等專用工具對附著在鋼管樁上的海生物進(jìn)行清除。由于所處環(huán)境的特殊性，該方法在具體實(shí)施上存在較多困難。此項(xiàng)工作需為操作人員配備工作艇、救生裝置、潛水工具等設(shè)施或設(shè)備，且海上施工存在不安全因素。此外，由于亞熱帶海域海生物的生長、附著速度極快，一旦附著在鋼管樁上，僅靠人力進(jìn)行清除，作用十分有限。

2 防海生物裝置的應(yīng)用

2.1 工程概況

海南LNG碼頭工程建設(shè)一座可以靠泊8×104m3～26.7×104m3的LNG船舶接卸泊位和長450m的接岸引橋，以及一座火炬平臺。本工程碼頭結(jié)構(gòu)形式為高樁承臺式，共設(shè)鋼管樁393根。工程位于海南島西北部洋浦港神頭港區(qū)，西臨北部灣，屬熱帶季風(fēng)氣候。當(dāng)?shù)厮蛩|(zhì)良好，年均氣溫25°，海洋生物資源豐富。因此，海生物附著現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

2.2 防海生物裝置

在摒除各種傳統(tǒng)方法的不足和充分考慮海洋環(huán)境力學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本工程借鑒海洋平臺的海生物防治經(jīng)驗(yàn)，將防海生物裝置——MGP（Marine Growth Preventer）應(yīng)用到高樁碼頭鋼管樁上。

防海生物裝置是由工程塑料做成的環(huán)裝結(jié)構(gòu)，該裝置可以放置在海洋結(jié)構(gòu)物的各豎向、斜向、橫向構(gòu)件上，在涌浪、潮汐、海流等海洋自然力的連續(xù)作用下，不斷地撞擊構(gòu)件并沿著構(gòu)件做往復(fù)運(yùn)動。既可以對已有的海生物進(jìn)行清除，又可以防止使海生物賴以生存的各種微生物、浮游生物以及腐損物等附著在構(gòu)件上，從而使海生物的生長得到有效的控制。據(jù)統(tǒng)計，防海生物裝置的使用壽命一般在10年以上，它既可用于已固定的海洋結(jié)構(gòu)上，也可以在結(jié)構(gòu)物下水安裝前預(yù)先安裝。從經(jīng)濟(jì)上講，該方法要比定期進(jìn)行海生物清除的方法節(jié)省70%左右的投資[2]。

2.3 鋼管樁MGP的安裝及使用效果

2.3.1 MGP安裝

海南LNG為碼頭工程所有鋼管樁安裝了MGP，共計393組。由于碼頭區(qū)域和火炬區(qū)域鋼管樁直徑不同，采用兩種規(guī)格的MGP：直徑1000mm34組，直徑1200mm359組。MGP包括橡膠環(huán)和橡膠輥，通過單環(huán)連接器由銷釘連接（如圖1所示）。

防海生物裝置由專業(yè)廠家生產(chǎn)，運(yùn)至施工現(xiàn)場后先進(jìn)行陸上預(yù)組裝，然后將預(yù)組裝完成的半成品使用船舶運(yùn)至海上。防海生物裝置的海上安裝由潛水人員完成，安裝示意圖如圖2。安裝之前，對鋼管樁表面附著的海生物需進(jìn)行一定的清除。

2.3.2 MGP使用效果

海南LNG碼頭鋼管樁防海生物裝置安裝完成后，對其使用效果進(jìn)行了觀察。通過觀測發(fā)現(xiàn)，在海上風(fēng)浪較大時，防海生物裝置隨海水活動較劇烈，同時對防止鋼管樁表面海生物附著效果較好。安裝完成后海南LNG碼頭經(jīng)歷了兩次較大的臺風(fēng)，防海生物裝置為發(fā)生破損現(xiàn)象，由此可見其耐久性較好，避免經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)。

3 結(jié)束語

海南LNG碼頭鋼管樁MGP的使用證明，采用防海生物裝置進(jìn)行鋼管樁海生物的防治效果理想。與傳統(tǒng)海生物防治方法相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、維護(hù)少、易更換等優(yōu)勢。對于海生物附著較嚴(yán)重、海況較差的海洋區(qū)域，MGP的防治效果更明顯，優(yōu)勢更突出，具有一定的推廣性。

參考文獻(xiàn)

[1]郭劍，朱曉旭，莫達(dá)勇，等.對海洋石油生產(chǎn)平臺防海生物裝置的解析[J].中國海上油氣（工程），2002（6）.

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[4]梁國棟，劉玉娟.海水系統(tǒng)防海生物裝置的設(shè)計原理與比較分析[J].船電技術(shù)，2006（3）.