鋼管樁防海生物裝置的應用

王懷果

摘 要：鋼管樁作為高樁碼頭的重要構件，受所處環境的影響，極易發生海生物附著現象，造成一定危害。海南LNG借鑒導管架平臺經驗，采用防海生物裝置，取得良好效果。

關鍵詞：海南LNG；鋼管樁；防海生物裝置

引言

碼頭鋼管樁等水下結構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，喜好附著在海上設施上的海生物約有600種，它們附著力極強，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計時的動、靜態力學特性，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的保護涂層。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環境產生不良影響。因此，關于海洋生物天然防污作用機制的研究也越來越受到人們的關注。基于生物仿生技術的聚合物涂層主要是低表面能防污涂層。

以有機硅或有機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保要求，同時不會出現因毒性防污劑釋放而導致的效果降低現象。但存在品種少、有效期短的缺點，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

電解防污技術是目前普遍使用的防污技術之一，是通過電解的方法，產生有毒的物質，從而造成一種不適合海洋生物附著生長的環境，防止污損發生。此方法技術成熟，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成分對海水環境產生負面影響。另外，由于需依托海水做介質，所以對于飛濺區不能夠有效發揮作用。

1.3 人工清除

人工清除海生物，是由專業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行清除。由于所處環境的特殊性，該方法在具體實施上存在較多困難。此項工作需為操作人員配備工作艇、救生裝置、潛水工具等設施或設備，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，僅靠人力進行清除，作用十分有限。

2 防海生物裝置的應用

2.1 工程概況

海南LNG碼頭工程建設一座可以靠泊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。本工程碼頭結構形式為高樁承臺式，共設鋼管樁393根。工程位于海南島西北部洋浦港神頭港區，西臨北部灣，屬熱帶季風氣候。當地水域水質良好，年均氣溫25°，海洋生物資源豐富。因此，海生物附著現象比較嚴重。

2.2 防海生物裝置

在摒除各種傳統方法的不足和充分考慮海洋環境力學特點的基礎上，本工程借鑒海洋平臺的海生物防治經驗，將防海生物裝置——MGP（Marine Growth Preventer）應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裝結構，該裝置可以放置在海洋結構物的各豎向、斜向、橫向構件上，在涌浪、潮汐、海流等海洋自然力的連續作用下，不斷地撞擊構件并沿著構件做往復運動。既可以對已有的海生物進行清除，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件上，從而使海生物的生長得到有效的控制。據統計，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構上，也可以在結構物下水安裝前預先安裝。從經濟上講，該方法要比定期進行海生物清除的方法節省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。由于碼頭區域和火炬區域鋼管樁直徑不同，采用兩種規格的MGP：直徑1000mm34組，直徑1200mm359組。MGP包括橡膠環和橡膠輥，通過單環連接器由銷釘連接（如圖1所示）。

防海生物裝置由專業廠家生產，運至施工現場后先進行陸上預組裝，然后將預組裝完成的半成品使用船舶運至海上。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，對其使用效果進行了觀察。通過觀測發現，在海上風浪較大時，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碼頭經歷了兩次較大的臺風，防海生物裝置為發生破損現象，由此可見其耐久性較好，避免經常維護保養。

3 結束語

海南LNG碼頭鋼管樁MGP的使用證明，采用防海生物裝置進行鋼管樁海生物的防治效果理想。與傳統海生物防治方法相比，具有結構簡單、安裝方便、維護少、易更換等優勢。對于海生物附著較嚴重、海況較差的海洋區域，MGP的防治效果更明顯，優勢更突出，具有一定的推廣性。

參考文獻

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

[2]劉孔忠，官耀華，仲華.平湖油氣田平臺導管架防海生物裝置的應用[J].中國海上油氣（工程），2003（1）.

[3]侯辰光.海洋平臺防海生物裝置的應用[J].中國修船，2004（6）.

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