深水導(dǎo)管架建造方法探討

高 偉

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

深水導(dǎo)管架建造方法探討

高 偉

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

文章主要通過比較典型的深水導(dǎo)管架的不同建造方法，得出在現(xiàn)有建造能力的情況下，不同建造方法的效率與優(yōu)缺點(diǎn)，為將來建造這一類型的導(dǎo)管架提供參考。

深水導(dǎo)管架；建造方法；效率

PY30-1導(dǎo)管架為八腿導(dǎo)管架，其中外部4根導(dǎo)管均為雙傾，中間4根導(dǎo)管與其間的拉筋組成下水桁架，2根導(dǎo)管豎直，為陸地建造的著地面，2根導(dǎo)管單傾，而外部4根導(dǎo)管上各附有一個(gè)裙樁，每個(gè)裙裝上有3個(gè)套筒，總共9層水平片。

導(dǎo)管架垂直高度為212 m，底部尺寸為74 m×74 m，頂部尺寸為44 m×18 m。由于深水導(dǎo)管架的垂直高度過高，所以一般均采用臥式建造。[1]

1 建造方法的比較

1.1 綜述

本導(dǎo)管架采用的是臥式建造，導(dǎo)管架最高點(diǎn)離地面高度為84 m。這其中包括了滑靴和滑塊的高度。導(dǎo)管架設(shè)計(jì)質(zhì)量約為16 400 t，其簡圖如圖1所示。其下水桁架可以近似的看成一個(gè)小的深水導(dǎo)管架，所以本文討論的是在下水桁架完工的基礎(chǔ)上，如何組對和安裝外圍的結(jié)構(gòu)。

圖1 導(dǎo)管架臥式建造簡圖

下面簡單介紹下水桁架的建造方法：ROW2和ROW3分別在滑道兩旁預(yù)制，把ROW2預(yù)制成組合片即在預(yù)制ROW2片時(shí)，同時(shí)把各個(gè)水平層的水平片安裝到ROW2 片上。而ROW3單獨(dú)預(yù)制成單片。然后把ROW2與ROW3合龍。

接下來的步驟就有不同的建造方法。首先介紹“組合片法”，所謂的“組合片法”是將上述建造下水桁架的步驟重復(fù)一遍。

1)ROW1和ROW4分別在滑道兩邊預(yù)制，分別預(yù)制成為組合片。

2)安裝組合片ROW4，其中ROW4片上有ROWB片上的拉筋。

3)組對ROW3與ROW4 間的拉筋。

4)在ROW3 與ROW4 間的拉筋組對完畢之后，安裝組合片ROW1。

5)安裝其他未安裝的拉筋和各種附件。

綜上所述，在完成建造的過程中，最后安裝的2個(gè)結(jié)構(gòu)片均為組合片，所以我們稱之為“組合片法”。

另一種方法為“扣片法”[2]。

1)先擺放好ROW1和ROW4的A腿。

2)在位置擺放好后，組裝ROW1與ROW2之間的拉筋，同時(shí)預(yù)制ROWB片。由于ROWB片尺寸過大及質(zhì)量過大，所以把它分解成兩部分預(yù)制。

3)吊裝ROWB的上片，然后是安裝下片。

4)安裝其他未安裝的拉筋和各種附件。

綜上所述，在完成建造的過程中，ROW1和ROW4間的拉筋基本上是散裝的，而ROWB片最后是扣到導(dǎo)管架上至完全合龍，所以稱之為“扣片法”。

1.2 工藝流程比較

2種建造方法的流程圖見圖2。

1.3 組對情況比較

1.3.1 組合片法

在建造導(dǎo)管架時(shí)，組合片法最大的優(yōu)點(diǎn)是效率高，如本文討論的導(dǎo)管架的建造，只采用4次大的吊裝作業(yè)就可以把導(dǎo)管架的主體結(jié)構(gòu)組對完畢。

缺點(diǎn)如下。

1)要考慮導(dǎo)管是否有折線，如果有折線，則在組合片吊裝時(shí)，把旋轉(zhuǎn)時(shí)的墊墩加高，以使組合片在吊裝過程中，折線段不會碰到地面，本文討論的導(dǎo)管架有2處折線，所以要求在預(yù)制階段要把吊裝時(shí)需要的高度預(yù)留出來。

2)在預(yù)制組合片時(shí)，各層水平片的拉筋管不能成片，施工時(shí)就需要增加臨時(shí)支撐的結(jié)構(gòu)。

圖2 2種建造方法流程圖

3)ROW1和ROW4對接時(shí)，頂層拉筋管多增加一道現(xiàn)場接口。

4)在組合片上有一段拉筋不能安裝上，原因是在拉筋與導(dǎo)管組對時(shí)，拉筋的切口為馬鞍口，不能一次與導(dǎo)管組對到位，所以必須留一段現(xiàn)場安裝。

5)考慮到導(dǎo)管架組合片為雙傾結(jié)構(gòu)，所以在組對安裝組合片時(shí)，必定有一段導(dǎo)管是不能在旋轉(zhuǎn)軸上的，增大了組對的施工難度。

1.3.2 扣片法

建造導(dǎo)管架時(shí)，在導(dǎo)管擺放好之后，安裝ROW1和ROW2、ROW3和ROW4在ROWA片上的拉筋，然后安裝各個(gè)水平片。

其主要的缺點(diǎn)如下。

1)最后合龍時(shí)的組對準(zhǔn)確度要求高，主要是在安裝最后一片時(shí)需要組對的口皆為空間接口，所以對吊車指揮及施工人員的技術(shù)要求比較高。

2)拉筋空間散裝的數(shù)量比較多，對吊車占用的時(shí)間相對較長，只有拉筋管固定之后才能把吊車撤離，吊車的使用效率就大大地降低了。

3)使用扣片法時(shí)，空間接口的數(shù)量比組合片法多，而且施工人員的空間作業(yè)高度高，勞動強(qiáng)度要比在地面組裝焊接時(shí)的強(qiáng)度大。

對比兩者的優(yōu)缺點(diǎn)可以得出以下的結(jié)論：組合片法的施工效率比較高；扣片法的空間作業(yè)量比較大。

1.4 吊裝情況比較

1.4.1 組合片法

組合片法吊裝優(yōu)點(diǎn)是吊車在吊裝的過程中始終是向前行進(jìn)，行走方向及路線比較理想。

組合片法吊裝缺點(diǎn)如下。

1) 使用組合片法時(shí)，由于導(dǎo)管不是直線而是折線，所以要更加合理的布置起吊位置，使其在吊裝過程中的受力更加均勻。

2) 由于組合片中的水平片大多不能單獨(dú)成片，需要增加很多的臨時(shí)支撐。而且需要計(jì)算吊裝時(shí)組合片的受力情況，對屈服應(yīng)力不在允許范圍內(nèi)的也要加臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，增加了許多計(jì)算工作量。

3) 從組合片的結(jié)構(gòu)分析，組合片為雙傾結(jié)構(gòu)，立片由很多單片組成，在吊裝就位時(shí)很可能重心在其結(jié)構(gòu)之外，所以吊裝過程中需要拖拉絞車來配合其就位，施工組織比較復(fù)雜。

4)必須考慮場地承載力能否滿足施工要求。整個(gè)吊裝過程的總質(zhì)量大約是5 200 t，考慮結(jié)構(gòu)一端著地，吊裝時(shí)的總質(zhì)量也有2 600 t。

2.4.2 扣片法

扣片法吊裝的優(yōu)點(diǎn)如下。

1) 在吊裝結(jié)構(gòu)物時(shí)，沒有組合片質(zhì)量大，大大降低了施工的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

2)在吊裝過程中不需要拖拉繩進(jìn)行配合作業(yè)，降低了危險(xiǎn)性。

扣片法吊裝的缺點(diǎn)如下：在吊裝上面一片的過程中，需要跨過導(dǎo)管架底部才能就位。要考慮到吊裝時(shí)起吊的高度及旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)的結(jié)構(gòu)物情況，以防發(fā)生碰撞。

對比兩者之間在吊裝上的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，可以得出以下的結(jié)論。

1) 組合片法行走路線是直線，且行走距離相對較短。

2) 扣片法行走距離相對較長，且吊車需要將結(jié)構(gòu)物吊到很高的空中，長距離行走，對吊車之間的操控配合要求比較高；吊車需要吊著結(jié)構(gòu)物跨越建造中的導(dǎo)管架，增大了施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)；適用于吊機(jī)資源比較豐富、施工場地比較大的項(xiàng)目。

2 結(jié)束語

深水導(dǎo)管架主要根據(jù)場地建造能力和導(dǎo)管架的結(jié)構(gòu)形式來確定其建造方式。2種建造方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)其總體建造方案時(shí)，不能墨守成規(guī)，要綜合各個(gè)方面的因素來確定選用哪種方式。

[1] 左勝.PY30-1導(dǎo)管架滑道梁布置及施工方法[J]. 中國造船,2005，46(S1):362-364.

[2] 蔣軍.采用“扣片”工藝方法建造導(dǎo)管架[J].水運(yùn)工程,2002(12)，15-16.

Merits and shortcomings are compared to the deep water conduit frames built with different methods and building capacity,which can be reference for building such conduit frame in the future.

deep water conduit frame;building method;efficiency

高偉(1980-)，男，天津人，工程師，大學(xué)本科，主要從事海洋工程的設(shè)計(jì)及管理工作。

P75

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.05.017

2016-06-01