自升式碎石樁施工平臺(tái)輪機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

劉森林 陳雪峰 高 飛

（天海融合防務(wù)裝備技術(shù)股份有限公司 上海201612）

0 引 言

自升式施工平臺(tái)作為離岸工程的重要輔助裝備，起源于墨西哥灣水域，主要為海上油田提供設(shè)備維護(hù)及人員住宿等支持服務(wù)。其在外形上具備常規(guī)船舶的特點(diǎn)，通過(guò)裝備的升降裝置和樁腿將船體抬離水面，工作時(shí)不受海水運(yùn)動(dòng)的影響，保證了海上作業(yè)的穩(wěn)定性和安全性，可在相對(duì)惡劣的海況下持續(xù)作業(yè)，擴(kuò)大作業(yè)窗口期，有效提升作業(yè)效率，受到越來(lái)越多的船東青睞，使其在國(guó)際上更多的水域得以利用，由此也對(duì)該型裝備提出了更多的功能需求，并推動(dòng)了自升式服務(wù)平臺(tái)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前自升式服務(wù)平臺(tái)已廣泛應(yīng)用于為海上油田生產(chǎn)提供支持服務(wù)，海上風(fēng)電施工等多種水上作業(yè)。

1 項(xiàng)目概況

本碎石樁施工平臺(tái)是1艘插銷式液壓油缸升降的四腿自升式工程作業(yè)平臺(tái)，由平臺(tái)主體、樁腿（帶樁靴）、升降系統(tǒng)和碎石樁作業(yè)系統(tǒng)等部分組成。平臺(tái)主體平面形狀為長(zhǎng)42 m、寬50 m的矩形，在平臺(tái)主體的中間開(kāi)有1個(gè)長(zhǎng)為19 m、寬為27 m的長(zhǎng)方形月池。四根圓柱形樁腿外徑為2.5 m，布置在平臺(tái)主體前后的左右兩舷，樁靴為正方形，邊長(zhǎng)6.6 m。

本平臺(tái)滿足近海海域無(wú)人拖航調(diào)遣，沿海航區(qū)作業(yè)，最大作業(yè)水深25 m。本平臺(tái)為鋼質(zhì)非自航自升式工程用平臺(tái)，主要用于防波堤碎石樁施工，施工過(guò)程主要分為平臺(tái)拖航、平臺(tái)定位、補(bǔ)料船上料、振沖施工、振沖器檢修和平臺(tái)移位等工序。

使用方式為近海海區(qū)拖帶，沿海海區(qū)作業(yè)，設(shè)定作業(yè)區(qū)域?yàn)橹袊?guó)沿海及地中海，平臺(tái)作業(yè)工況為碎石樁施工作業(yè)、移船、抬升和拖航。

2 輪機(jī)系統(tǒng)布置

本平臺(tái)為箱型“回”字結(jié)構(gòu)，四角上布置有4根采用液壓驅(qū)動(dòng)的樁腿，樁腿底部帶有樁靴；平臺(tái)上部布置門架，門架覆蓋月池及兩側(cè)舷外一定區(qū)域，門架上部設(shè)置3臺(tái)移動(dòng)桁車，分別布置于月池和兩側(cè)舷外區(qū)域；每個(gè)桁車上布置主起升小車和輔助起升小車，其中主起升小車吊裝振沖器進(jìn)行碎石樁施工。桁車可在門架上沿門架縱向移動(dòng)，主起升小車帶動(dòng)振沖器可橫向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)單次駐位大范圍作業(yè)能力。船上還配置了克令吊、儲(chǔ)料倉(cāng)、供給料皮帶機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)組、壓艙注排水系統(tǒng)和操船錨機(jī)等各種輔助設(shè)備，見(jiàn)圖1。從以上描述可知，輪機(jī)系統(tǒng)涵蓋了平臺(tái)的主要機(jī)械設(shè)備，是平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各功能的核心和關(guān)鍵，輪機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。

圖1 自升式碎石樁施工平臺(tái)甲板面布置

輪機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下布置原則：

（1）統(tǒng)籌性原則

本平臺(tái)為箱型“回”字結(jié)構(gòu)，中間有月池，四角布置有固樁室和樁腿，甲板面還有諸多任務(wù)設(shè)備，空間非常緊張。本平臺(tái)的機(jī)艙布置在月池左后方生活區(qū)下，機(jī)艙布置統(tǒng)籌考慮了設(shè)備布置、管理維護(hù)便利性、對(duì)任務(wù)設(shè)備的影響等因素。本平臺(tái)設(shè)置有3套碎石施工的任務(wù)設(shè)備，其動(dòng)力源采用動(dòng)力模塊布置在甲板面，利于任務(wù)設(shè)備的獨(dú)立性，也簡(jiǎn)化了本平臺(tái)機(jī)艙的布置。

（2）對(duì)稱性原則

對(duì)稱性原則要求平臺(tái)為4樁腿的型式，每根樁腿的載荷盡量平均，因此輪機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循對(duì)稱性原則。如本平臺(tái)的升降系統(tǒng)分為2組，左舷2根樁腿設(shè)置1套液壓泵站，右舷2根樁腿設(shè)置1套液壓泵站，除了樁腿對(duì)稱布置外，左右舷的升降系統(tǒng)泵站靠近月池沿橫向?qū)ΨQ分布；本平臺(tái)設(shè)有緩沖艙2個(gè)，靠近月池沿縱向?qū)ΨQ分布。

（3）輕量化原則

可變載荷是平臺(tái)性能的重要指標(biāo)，本平臺(tái)的設(shè)計(jì)遵循輕量化的原則，盡量減少平臺(tái)的自重，相當(dāng)于額外增加了平臺(tái)的可變載荷。輪機(jī)系統(tǒng)里設(shè)備和管路是重量的主要來(lái)源，具體措施如本平臺(tái)的發(fā)電機(jī)組及動(dòng)力模塊選用性能優(yōu)異的高速機(jī)，其余機(jī)械設(shè)備也選用外形緊湊且質(zhì)量輕的產(chǎn)品。管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在按照平臺(tái)規(guī)范的相關(guān)要求下，合理選取裕度，注重新材料的選用（如上建的黑灰水、供水管路采用PPR-MF管道，電纜托架選用鋁鎂合金，管路連接采用吉瑞普可拆接頭代替?zhèn)鹘y(tǒng)法蘭等），都是有效的減重措施。

3 動(dòng)力配置

機(jī)艙設(shè)置3臺(tái)370 kW 400 V 50 Hz發(fā)電機(jī)組，3臺(tái)發(fā)電機(jī)可長(zhǎng)期并聯(lián)運(yùn)行，平臺(tái)升降工況使用3臺(tái)發(fā)電機(jī)。應(yīng)急發(fā)電機(jī)室設(shè)置99 kW 400 V 50 Hz應(yīng)急兼停泊發(fā)電機(jī)組1臺(tái)。

另配集裝箱式柴油發(fā)電機(jī)組，作為任務(wù)設(shè)備的動(dòng)力源為振沖器、空壓機(jī)、水泵和碎石泵等設(shè)備供電；3套任務(wù)設(shè)備均獨(dú)立配置發(fā)電機(jī)組，且不與平臺(tái)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行，可以大幅提高任務(wù)設(shè)備的抗故障能力。

主發(fā)電機(jī)與應(yīng)急發(fā)電機(jī)設(shè)有聯(lián)鎖，主發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)急兼停泊發(fā)電機(jī)不允許運(yùn)行，應(yīng)急發(fā)電機(jī)在作為停泊發(fā)電機(jī)使用時(shí)嚴(yán)格按照電力負(fù)荷計(jì)算的要求使用，確保停泊工況隨時(shí)可以轉(zhuǎn)換到應(yīng)急工況，且應(yīng)急發(fā)電機(jī)不會(huì)過(guò)載，應(yīng)急設(shè)備可以立即使用。應(yīng)急發(fā)電機(jī)組用作停泊發(fā)電機(jī)組，既減少設(shè)備配置，又提高經(jīng)濟(jì)性，參見(jiàn)圖2。

圖2 自升式碎石樁施工平臺(tái)電力系統(tǒng)圖

4 輪機(jī)系統(tǒng)

4.1 規(guī)范規(guī)則的差異

本平臺(tái)的設(shè)計(jì)和建造按照中國(guó)船級(jí)社CCS的有關(guān)規(guī)范和規(guī)則進(jìn)行，其中CCS《海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)規(guī)范（2020）》、IMO 2009海上移動(dòng)式鉆井平臺(tái)構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則（2009 MODU CODE）是本平臺(tái)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。

平臺(tái)規(guī)范里對(duì)艙底支管（總管/艙底泵）的公式和船舶規(guī)范略有差異：平臺(tái)規(guī)范要求艙底水總管的內(nèi)徑應(yīng)不小于最大艙底水支管內(nèi)徑的1.414倍，艙底水支管的內(nèi)徑計(jì)算公式也不相同。以機(jī)艙為例，船舶規(guī)范是按照艙室的長(zhǎng)度、寬度及型深作為變量代入相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，而平臺(tái)規(guī)范是按照機(jī)艙進(jìn)水一半時(shí)，該艙內(nèi)被浸濕的表面積作為變量代入相關(guān)公式計(jì)算。

平臺(tái)規(guī)范對(duì)消防水滅火要求也略有差異：每個(gè)平臺(tái)至少有2個(gè)吸水源，在平臺(tái)升起狀態(tài)下，每個(gè)消防泵應(yīng)能從至少2個(gè)相互遠(yuǎn)離的獨(dú)立潛水系統(tǒng)吸水，其中1個(gè)潛水系統(tǒng)失效不能導(dǎo)致另外的潛水系統(tǒng)失效。平臺(tái)升降過(guò)程中，至少有40 m的緩沖水艙為平臺(tái)升降過(guò)程的消防供水源。

每臺(tái)消防泵的輸送壓力應(yīng)保證在任意2個(gè)消防栓通過(guò)消防水帶和19 mm水槍同時(shí)出水的情況下，能使任意1個(gè)消防栓處保持0.35 MPa的最低壓力，此壓力是高于常規(guī)的船舶規(guī)范0.25 MPa（或0.27 MPa）壓力要求；平臺(tái)規(guī)范中還要求消防水能隨時(shí)立即使用，包括消防泵的控制要求等，在此不再贅述，在平臺(tái)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候需要注意。

壓載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要注意平臺(tái)至少有2臺(tái)壓載泵，每臺(tái)壓載泵的能力應(yīng)能滿足平臺(tái)壓載和排載作業(yè)的需要，如果主海水系統(tǒng)的潛水泵是獨(dú)立布置于平臺(tái)上不同位置且具備壓載功能，可以作為代替。另外，壓載艙的空氣管在正常的吃水條件下應(yīng)該是自排式的，柜存量的感應(yīng)方法不能使用柜底部壓頭與大氣壓之比較的方法。預(yù)壓載艙的排空口應(yīng)設(shè)計(jì)有牢靠關(guān)閉型的閥門和自動(dòng)止回閥（或1套同時(shí)兼具2項(xiàng)功能的閥），該閥如果采用遙控，則該閥應(yīng)設(shè)計(jì)成當(dāng)動(dòng)力源失效時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。

4.2 處理好平臺(tái)設(shè)備和任務(wù)設(shè)備的關(guān)系

本平臺(tái)是碎石樁施工平臺(tái)，平臺(tái)本身是基本的載體。平臺(tái)上布置了各種任務(wù)設(shè)備，需要協(xié)調(diào)好平臺(tái)本身與任務(wù)設(shè)備的布置。任務(wù)設(shè)備主要有2套振沖送料皮帶輸送系統(tǒng)，每套輸送系統(tǒng)分別為3個(gè)振沖器泵送倉(cāng)送料；碎石樁作業(yè)系統(tǒng)主要設(shè)備包括振沖器、碎石輸送管、碎石輸送泵、系統(tǒng)用空壓機(jī)和系統(tǒng)用發(fā)電機(jī)等；本平臺(tái)主甲板上設(shè)有1臺(tái)雙懸臂固定門架起重機(jī)，門架上方布置3臺(tái)移動(dòng)桁車，3臺(tái)移動(dòng)桁車分別布置于月池及兩側(cè)舷外區(qū)域，桁車可以沿門架縱向移動(dòng)，見(jiàn)圖3。

圖3 自升式碎石樁施工平臺(tái)甲板綜合布置圖

由上面敘述可知：本平臺(tái)的任務(wù)設(shè)備形式多樣，需要占用絕大部分的甲板面及垂直空間。

針對(duì)上述特點(diǎn)，輪機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循集約化布置的原則，具體為：

（1）應(yīng)急兼停泊發(fā)電機(jī)室布置于右舷靠近固樁室，避開(kāi)作業(yè)區(qū)、遠(yuǎn)離生活區(qū)，停泊工況使用時(shí)也可大大降低船員生活區(qū)的噪聲； 甲板面的透氣管頭、測(cè)深頭、加注接頭和通岸接頭也遵循集約化布置的原則集中靠近艙壁布置，使甲板面整潔、干凈，為任務(wù)設(shè)備的布置節(jié)省寶貴空間。

（2）機(jī)艙布置在月池左后方生活區(qū)下，3臺(tái)主發(fā)電機(jī)組并排布置，監(jiān)控室位于機(jī)艙左側(cè)，海水總管位于機(jī)艙前面，利于和緩沖艙的管路連接。排氣管貼上建艙壁向上通大氣，避免單獨(dú)設(shè)置機(jī)艙棚。機(jī)艙的左前方設(shè)置輔助設(shè)備艙，主要布置污水裝置、水柜等輔助設(shè)備。機(jī)艙和輔助設(shè)備艙分開(kāi)布置，比設(shè)置1個(gè)機(jī)艙的布置更靈活，參見(jiàn)下頁(yè)圖4。

圖4 自升式碎石樁施工平臺(tái)機(jī)艙、輔助設(shè)備艙布置圖

（3）由于此類平臺(tái)施工過(guò)程中有粉塵產(chǎn)生，機(jī)艙通風(fēng)進(jìn)風(fēng)口遠(yuǎn)離粉塵源，盡量布置在上風(fēng)口，機(jī)艙的通風(fēng)百葉窗選用具有除塵功能的產(chǎn)品。

（4）本平臺(tái)的冷卻系統(tǒng)較常規(guī)船也有一定差異，平臺(tái)漂浮狀態(tài)時(shí)候從海水箱吸水；當(dāng)平臺(tái)升起后，通過(guò)潛水系統(tǒng)向緩沖艙供水，關(guān)閉海水總管舷側(cè)閥，聯(lián)通緩沖艙和海水總管。

4.3 船員及施工人員的生活保障

本平臺(tái)船員6人，施工人員30人。非施工作業(yè)工況，平臺(tái)上主要是船員，生活用水及排放污水負(fù)荷較小，而且時(shí)間跨度較長(zhǎng)；施工作業(yè)工況，需增加30名施工人員，施工平臺(tái)作業(yè)經(jīng)常是輪班制，輪班時(shí)候典型特點(diǎn)是換班期集中洗浴，生活用水及排放污水負(fù)荷較大，時(shí)間集中。上述人員的變化需要在生活供水設(shè)計(jì)上予以特別考慮：常規(guī)船型生活用水器具的使用時(shí)間通常取16 h左右，但是對(duì)本施工平臺(tái)而言需要考慮人員短時(shí)間集中用水特點(diǎn)，建議取2～4 h。因此淡水柜、熱水柜等選型較常規(guī)船要大，本平臺(tái)淡水柜、熱水柜規(guī)格均為1 m×0.4 MPa。

施工平臺(tái)生活區(qū)的空調(diào)設(shè)置也充分考慮施工平臺(tái)人員特點(diǎn)，從總圖布置上提前進(jìn)行規(guī)劃?？梢詫⒋瑔T生活區(qū)作為1個(gè)空調(diào)區(qū)域，其余施工人員分為2個(gè)區(qū)域；空調(diào)的配置按照3個(gè)分區(qū)設(shè)計(jì)，空調(diào)的壓縮機(jī)組也與之相配。實(shí)際使用根據(jù)空調(diào)區(qū)的使用數(shù)量開(kāi)啟相應(yīng)的空調(diào)機(jī)組。該設(shè)計(jì)可以精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，使用經(jīng)濟(jì)。

5 特種系統(tǒng)

5.1 升降系統(tǒng)

自升式平臺(tái)受風(fēng)、浪等環(huán)境因素的聯(lián)合作用，升降系統(tǒng)是平臺(tái)上用于傳遞和承受載荷的機(jī)械設(shè)備，是自升式平臺(tái)上最關(guān)鍵的設(shè)備之一，其基本功能在于：

（1）平臺(tái)體的提升、下降和固定；平臺(tái)漂浮時(shí)樁腿的提升、下降和固定；

（2）承受平臺(tái)體和樁腿之間的載荷（重力、工作和環(huán)境）。

自升降裝置發(fā)明后，經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展，多種能夠進(jìn)行大載荷下直線位移的機(jī)械結(jié)構(gòu)先后應(yīng)用于升降裝置，主要包括：液壓插銷式、齒輪齒條式、鋼絲繩牽引式、卡槽升降式和齒條插銷混合式等。其中成為主流的僅有液壓插銷式和齒輪齒條式兩類。升降裝置的結(jié)構(gòu)型式與樁腿形式密不可分，樁腿形式主要分為殼體式和桁架式兩類，一般而言，水越深，風(fēng)浪流條件越惡劣，越多采用桁架式樁腿。圖5是某國(guó)外設(shè)計(jì)公司就北海水域選用不同樁腿形式的成本對(duì)比。

圖5 北海水域選用不同樁腿形式成本對(duì)比

可見(jiàn)在北海海域，水深超過(guò)40 m后，桁架式樁腿更具有性價(jià)比。根據(jù)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)研究機(jī)構(gòu)分析，國(guó)內(nèi)近海海域殼體式樁腿一般用于工作水深在70 m以下。本平臺(tái)最大作業(yè)水深6 ～25 m，配置圓柱樁腿的單步進(jìn)插銷式液壓升降系統(tǒng)，單樁額定升降能力1 500 t，具有樁腿升降和平臺(tái)升降能力，并能可靠完成升船作業(yè)鎖緊要求，適用于沿海淺水區(qū)無(wú)冰區(qū)作業(yè)。

系統(tǒng)主要分為升降機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，升降機(jī)構(gòu)主要由定環(huán)梁、動(dòng)環(huán)梁、升降油缸、緩沖裝置和插銷裝置等組成。全平臺(tái)升降液壓系統(tǒng)共2套，分別位于船首和船尾，可分別驅(qū)動(dòng)艏部和艉部2套升降機(jī)構(gòu)。升降電控系統(tǒng)與本平臺(tái)升降機(jī)構(gòu)配套使用。電控系統(tǒng)主要分為集中控制臺(tái)、樁邊控制箱、電機(jī)控制箱等。集中控制臺(tái)的主要功能為在遠(yuǎn)程狀態(tài)下可以對(duì)整套液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，并且采集系統(tǒng)中所有壓力、溫度、樁腿位移和傾斜角度等參數(shù)，并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樁腿的升降過(guò)程。

5.2 潛水系統(tǒng)

根據(jù)平臺(tái)規(guī)范要求，平臺(tái)升起狀態(tài)下，每個(gè)消防泵應(yīng)能從至少2個(gè)相互遠(yuǎn)離（當(dāng)不能遠(yuǎn)離時(shí)，應(yīng)另設(shè)1套臨時(shí)潛水泵系統(tǒng)）的獨(dú)立潛水泵系統(tǒng)中吸水。當(dāng)其中1個(gè)潛水泵系統(tǒng)失效時(shí)，不應(yīng)導(dǎo)致潛水泵系統(tǒng)失效。

在平臺(tái)升降過(guò)程中，鉆井水系統(tǒng)應(yīng)能向消防泵供水。對(duì)本項(xiàng)目而言，無(wú)鉆井水系統(tǒng)，可以通過(guò)設(shè)置緩沖水艙作為平臺(tái)升降過(guò)程中的消防水源，因此需要設(shè)計(jì)合適的潛水系統(tǒng)為緩沖艙續(xù)水。潛水系統(tǒng)主要功能是在平臺(tái)升離水面后將海水提升到平臺(tái)上，其主要組成為潛水泵、升降裝置和管路等，主流潛水系統(tǒng)形式及特點(diǎn)比較見(jiàn)表1。主流的潛水系統(tǒng)有如下幾種形式。

表1 主流潛水系統(tǒng)形式及特點(diǎn)

若按照常規(guī)設(shè)計(jì)潛水系統(tǒng)采用軟管絞車形式，價(jià)格昂貴、供貨期長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用高。我公司自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了“卡扣式”潛水系統(tǒng)，該系統(tǒng)的基本原理是潛水泵的出口管路采用鋼管，排出揚(yáng)水管路兼做升降桿，在升降桿的兩端設(shè)置導(dǎo)軌和滑環(huán)，根據(jù)作業(yè)特點(diǎn)在升降桿上設(shè)置若干固定法蘭，升降桿連同潛水泵借助平臺(tái)的吊機(jī)進(jìn)行升降，達(dá)到預(yù)定高度后通過(guò)固定法蘭和平臺(tái)的座子連接固定，見(jiàn)圖6。該裝置設(shè)計(jì)需充分考慮使用的安全性、操作方便性、工藝可行性，船廠按照我們圖紙即可生產(chǎn)制造，周期短且成本也大幅降低。

圖6 自升式碎石樁施工平臺(tái)“卡扣式潛水系統(tǒng)”示意圖

5.3 沖樁系統(tǒng)

沖樁系統(tǒng)在平臺(tái)拔樁作業(yè)前，并處漂浮作業(yè)狀態(tài)時(shí)，利用平臺(tái)上高壓沖樁泵輸送沖樁水至樁靴結(jié)構(gòu)表面，對(duì)海土進(jìn)行沖刷，減少海土對(duì)樁靴結(jié)構(gòu)的吸附力、覆土壓力及土體對(duì)樁靴結(jié)構(gòu)的抗剪力等外部阻力，提高拔樁效率。樁靴上表面與下表面的沖樁管線獨(dú)立，上下噴嘴分別接至其對(duì)應(yīng)的環(huán)管，樁靴底部表面設(shè)置的噴嘴，其作用在于解決樁靴底部與海土之間產(chǎn)生的吸附力；通常在噴嘴口處設(shè)置防護(hù)罩，噴水口的水流方向應(yīng)盡量擴(kuò)大沖刷范圍，使沖樁效果達(dá)到最佳，本平臺(tái)沖樁泵規(guī)格為50 m/h×6 MPa。

沖樁泵通常布置在甲板下艙室，泵的出口管路分為兩部分，一部分是從泵出口至固樁室附近，另外一部分是在樁腿上，兩部分通過(guò)軟管相連。由于平臺(tái)根據(jù)作業(yè)需要調(diào)節(jié)不同的升降高度，平臺(tái)和樁腿的相對(duì)位置經(jīng)常變化，沖樁系統(tǒng)在平臺(tái)部分和樁腿部分通過(guò)軟管和由壬接頭連接，根據(jù)平臺(tái)作業(yè)水域的水深、氣隙，選擇合適的由壬接頭間距，盡量減少由壬接頭的數(shù)量，減小了開(kāi)孔對(duì)樁腿強(qiáng)度的不利影響，還要考慮軟管和由壬連接的操作空間。這類平臺(tái)的由壬座子、沖樁噴嘴通常都是采購(gòu)成品件，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了專門的連接形式，船廠即可加工生產(chǎn)，故有效降低了成本，見(jiàn)圖7。

圖7 自升式碎石樁施工平臺(tái)由壬接頭示意圖

6 環(huán)保性

本平臺(tái)產(chǎn)生的主要污染物為大氣排放物及少量的生活污水、生活垃圾、工業(yè)垃圾和機(jī)艙含油污水等。

本平臺(tái)主發(fā)電機(jī)組、應(yīng)急兼停泊發(fā)電機(jī)組、碎石樁系統(tǒng)動(dòng)力單元，其發(fā)動(dòng)機(jī)氮氧化物的排放符合Tier-II標(biāo)準(zhǔn)，且滿足GB15097-2016 排放要求。本項(xiàng)目設(shè)置低硫油艙，發(fā)電機(jī)組在限排區(qū)內(nèi)使用符合上述要求的低硫油，主發(fā)電機(jī)組的選型注意低硫油的適用性。船舶空調(diào)、冷藏和空氣干燥器等裝置，選用環(huán)保型的制冷劑。

配備了生活污水處理裝置，對(duì)船員及施工人員的生活污水進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后排放，滿足MEPC-227（64）要求；配備了油水分離器對(duì)船上油污水進(jìn)行處理排放，處理設(shè)備滿足MEPC-107（49）要求；配備了焚燒爐污油及垃圾進(jìn)行處理，處理設(shè)備滿足MEPC-244（66）要求，使用國(guó)家海洋環(huán)保部門和船級(jí)社認(rèn)可的海洋工程專用涂料和管接頭涂層材料，確保其對(duì)海水的污染在允許的范圍內(nèi)。本項(xiàng)目排氣管、空調(diào)管路采用環(huán)保型的絕熱保溫材料，包括管路墊片在內(nèi)的石棉制品禁止上船?？傮w而言，本平臺(tái)為沿海作業(yè)，平臺(tái)的環(huán)保設(shè)計(jì)滿足中國(guó)海事局的相關(guān)要求。

除了上述常規(guī)的環(huán)保措施外，針對(duì)本平臺(tái)專門設(shè)計(jì)的環(huán)保措施如下：

（1）甲板面布置有較多的任務(wù)設(shè)備，在甲板面的四周設(shè)置了攔水扁鐵，設(shè)有專門的泄放管路到甲板下的收集艙，防止可能泄露的油流入海里。

（2）本平臺(tái)施工用的儲(chǔ)料倉(cāng)分別布置于平臺(tái)兩側(cè)，每側(cè)各1個(gè)，共計(jì)2個(gè)儲(chǔ)料倉(cāng)。儲(chǔ)料倉(cāng)位于平臺(tái)甲板以上，儲(chǔ)料倉(cāng)補(bǔ)料通過(guò)補(bǔ)給船利用皮帶機(jī)送料。補(bǔ)料船位于2個(gè)儲(chǔ)料倉(cāng)一側(cè)，另一側(cè)儲(chǔ)料倉(cāng)的送料通過(guò)布置于兩側(cè)儲(chǔ)料倉(cāng)之間的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)。為防止輸送過(guò)程中產(chǎn)生粉塵污染，在輸送帶露天部分設(shè)計(jì)了防塵罩，并設(shè)置了噴霧降塵系統(tǒng)，這些措施有效降低了粉塵對(duì)空氣污染。

（3）本平臺(tái)主要功能為碎石樁施工，為防止施工過(guò)程對(duì)海底淤泥蔓延，專門設(shè)計(jì)了防污簾防止對(duì)周圍海水產(chǎn)生污染，見(jiàn)圖8。

圖8 自升式碎石樁施工平臺(tái)作業(yè)區(qū)域防污簾

7 結(jié) 語(yǔ)

自升式碎石樁施工平臺(tái)作為離岸工程的重要輔助裝備，將碎石樁施工設(shè)備和自升式平臺(tái)進(jìn)行了有機(jī)融合。同常規(guī)船舶相比，大口徑的月池以及富裕的立體空間不僅便于布置任務(wù)設(shè)備，并且受風(fēng)浪流的影響較小，從而可大幅提高作業(yè)窗口期，具有施工效率高、可靠性高、安全性強(qiáng)的顯著優(yōu)勢(shì)。

本文從輪機(jī)專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析總結(jié)，從平臺(tái)的角度注意規(guī)范的差異以滿足平臺(tái)合規(guī)性設(shè)計(jì)，從工程領(lǐng)域的角度滿足各任務(wù)設(shè)備合理布置；重點(diǎn)和難點(diǎn)是兩者統(tǒng)籌考慮、有機(jī)結(jié)合、實(shí)現(xiàn)船型功能，從而為同類平臺(tái)的設(shè)計(jì)提供一定的參考。