圍油欄及浮筒在開敞式碼頭應(yīng)用中的問題與應(yīng)對(duì)措施

王鈺錢慶釗(.日照實(shí)華原油碼頭有限公司， 山東 日照 76800；.日照港油品碼頭有限公司， 山東 日照 76800)

圍油欄及浮筒在開敞式碼頭應(yīng)用中的問題與應(yīng)對(duì)措施

王鈺1錢慶釗2(1.日照實(shí)華原油碼頭有限公司， 山東 日照 276800；2.日照港油品碼頭有限公司， 山東 日照 276800)

本文分析了海上防溢油設(shè)施圍油欄及圍油欄浮筒在開敞式碼頭應(yīng)用中存在的4種典型問題，如圍油欄浮筒布放位置設(shè)計(jì)、浮筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、浮筒與圍油欄及扭王字塊的連接等，研究并討論了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，包括提供了開敞式碼頭浮筒布放位置設(shè)計(jì)方案，圍油欄浮筒的設(shè)計(jì)及安裝布放圍油欄及圍油欄浮筒時(shí)的措施，為開敞式碼頭海上溢油污染的防治提供參考與借鑒。

防溢油;開敞式碼頭;圍油欄;應(yīng)對(duì)措施

1 背景

隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，特別是近年來石油工業(yè)和海上運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，石油及其產(chǎn)品的運(yùn)輸，海上原油的開采，以及輸油碼頭、煉廠排污等發(fā)生事故引起溢油污染事件的不斷增加，嚴(yán)重威脅到了海洋及其他水域的生態(tài)環(huán)境，由此造成的重大污染和財(cái)產(chǎn)損失逐步增大。因此用于圍控溢油的應(yīng)急設(shè)備需求越來越急切[1]。

目前，世界各國防治水域溢油的主要措施、手段是用圍油欄將水面溢油圍定在一定范圍內(nèi)，然后配合溢油回收設(shè)備處理溢油，保護(hù)海洋環(huán)境[2]。實(shí)華原油碼頭位于嵐山港區(qū)中作業(yè)區(qū)，碼頭軸線順流布置，與正北向夾角40°。開敞式碼頭布置型式為“蝶式”，與后方陸域間通過引橋和引堤相連，引橋垂直于碼頭布置，與碼頭軸線呈“L”形布置。

2 圍油欄及圍油欄浮筒應(yīng)用現(xiàn)狀

實(shí)華原油碼頭為開敞式碼頭，海上防溢油設(shè)施主要有圍油欄及浮筒。圍油欄在應(yīng)用過程中多次出現(xiàn)斷裂、磨損，因磨損嚴(yán)重、斷裂造成沉入海中不能起到圍堵溢油作用；公司委托設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的圍油欄布置方案十分繁瑣耗時(shí)，設(shè)計(jì)院后改進(jìn)的浮筒布放依然經(jīng)常斷鏈、移位；曾因受9級(jí)大風(fēng)影響，開敞式碼頭圍油欄多處斷裂、破損500多米，浮筒移位，圍油欄浮筒斷鏈、漂移，圍油欄及浮筒抗風(fēng)浪能力較弱。

2.1 圍油欄浮筒

圍油欄主要是用于匯集攔截溢油并控制防護(hù)溢油，但圍油欄在開敞式碼頭應(yīng)用過程中，需要圍油欄浮筒對(duì)圍油欄進(jìn)行定位。而圍油欄與圍油欄浮筒的連接就顯得尤為重要：圍油欄為保證其良好的圍油效果，必須盡可能實(shí)現(xiàn)與圍油欄浮筒的無縫連接；圍油欄與圍油欄浮筒之間存在摩擦，距離近則摩擦大造成圍油欄磨損嚴(yán)重，距離過遠(yuǎn)則難以起到定位的效果，必須在有效距離內(nèi)控制圍油欄的位置；圍油欄浮筒必須可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)固的在一定范圍內(nèi)，盡可能減少丟失、沉底等問題。

圍油欄浮筒是高2.2米，直徑為2米的圓筒體，內(nèi)底部為混凝土澆筑，上部用聚氨酯發(fā)泡。筒體帶有側(cè)翼四處，頂部及底部帶有耳鼻，并做有防腐。浮筒側(cè)翼結(jié)構(gòu)用于連接圍油欄和浮筒，但在圍油欄浮筒的實(shí)際應(yīng)用過程中，浮筒側(cè)翼結(jié)構(gòu)經(jīng)常割裂、刮傷圍油欄，出現(xiàn)圍油欄割裂后漂移斷開的情況，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的需求。

圍油欄與圍油欄浮筒通過浮筒側(cè)翼連接，隨著海浪流的加大及繩索變形等問題的發(fā)生，經(jīng)常出現(xiàn)圍油欄浮筒與圍油欄之間存在較大間隙，出現(xiàn)緊急情況時(shí)則會(huì)存在安全隱患。浮筒穩(wěn)定性是決定圍油欄浮筒定位的重要指標(biāo)。在開敞式碼頭應(yīng)用過程中，風(fēng)浪流較大對(duì)浮筒影響較大，浮筒、錨鏈、卸扣及對(duì)圍油欄的磨損也將加劇。

2.2 圍油欄及圍油欄浮筒布放

圍油欄的布放主要是根據(jù)圍油欄浮筒的定位來確定的，而圍油欄浮筒的位置則是為了盡可能方便、快捷的布放圍油欄定位的。所以科學(xué)、合理、便捷、迅速的布放圍油欄則在日常接卸船舶作業(yè)過程中顯得尤為重要。

圍油欄的結(jié)構(gòu)和分類：圍油欄主要由浮體、裙體以及配重組成。浮體的主要作用是浮力，圍油欄通過浮體漂浮于水面；裙體的作用則是在水下形成一道屏障，防止溢油從水下流走；配重則是鑲嵌在裙體下端，主要起平衡的作用[3]。

目前，國內(nèi)使用的圍油欄，按其使用性能可以分為：固體浮子式圍油欄、充氣式圍油欄和防火圍油欄。在發(fā)生溢油水面著火時(shí)，通常使用防火圍油欄，其它情況下一般使用固體浮子式圍油欄。與充氣式圍油欄相比，固體浮子式圍油欄在同等條件下更利于在海洋水域控制溢油擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，可適用于環(huán)境惡劣的條件以及需長(zhǎng)期布放圍油欄用以控制溢油擴(kuò)散的場(chǎng)合，所以開敞式碼頭把固體浮子式圍油欄作為海上防溢油使用的主要圍油欄[4]。

為保證布放圍油欄的科學(xué)有效性，設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)過圍油欄浮筒的定位位置及圍油欄的布放，經(jīng)其多次改進(jìn)后仍然存在布放繁瑣，圍油欄與開敞式碼頭系纜墩之間摩擦頻發(fā)造成圍油欄沉底、破損的情況。

3 對(duì)圍油欄及圍油欄浮筒采取的應(yīng)對(duì)措施研究

從上面論述的圍油欄及圍油欄浮筒在開敞式碼頭應(yīng)用中存在的問題來看，要保證圍油欄及圍油欄浮筒能夠安全穩(wěn)定有效地在開敞式碼頭防溢油應(yīng)用中起到圍控?cái)r截溢油的作用，必須采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施或設(shè)計(jì)方案。下面就以上典型問題，分別研究討論相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

3.1 關(guān)于圍油欄浮筒的應(yīng)對(duì)措施

通過上述我們可以知道，圍油欄為保證圍控效果，必須盡可能與圍油欄浮筒無縫連接；必須在有效距離內(nèi)控制圍油欄的位置；圍油欄浮筒必須可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)固的在一定范圍內(nèi)，盡可能減少丟失、沉底等問題。

根據(jù)圍油欄浮筒的結(jié)構(gòu)，我們可以得出浮筒筒體的四處側(cè)翼其用于連接圍油欄和浮筒，但在應(yīng)用過程中，側(cè)翼結(jié)構(gòu)經(jīng)常割裂、刮傷圍油欄，經(jīng)常出現(xiàn)圍油欄割裂后漂移斷開的情況。因此，我們選擇去除浮筒側(cè)翼，對(duì)圍油欄浮筒進(jìn)行再加工、再設(shè)計(jì)(如圖1所示)，避免了浮筒側(cè)翼割裂圍油欄的情況發(fā)生。同時(shí)，將浮筒與圍油欄的連接方式由“兩端式”變?yōu)椤耙欢耸健?，保證了浮筒、圍油欄之間的無縫隙銜接，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)海上防溢油設(shè)施無漏洞。

圖1

圖2

在開敞式碼頭應(yīng)用過程中，風(fēng)浪流較大對(duì)浮筒影響較大，在風(fēng)浪流作用下，浮筒會(huì)在海中漂浮搖擺，浮筒、錨鏈及卸扣磨損較重。由于風(fēng)浪流大引起的卸扣、錨鏈、浮筒三者相互劇烈摩擦，圍油欄浮筒單錨鏈結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)卸扣脫扣，造成圍油欄浮筒定位故障，圍油欄嚴(yán)重偏移。因此，通過對(duì)圍油欄浮筒單錨鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了綜合論證分析，將原始單根錨鏈結(jié)構(gòu)變更為雙錨鏈結(jié)構(gòu)，連接在浮筒底端兩側(cè)的耳鼻處(如圖2所示)，經(jīng)過數(shù)月使用觀察，發(fā)現(xiàn)可以有效減緩風(fēng)浪流大引起的碰撞摩擦，不僅增加了平衡性，而且形成了雙重保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)，大大降低了因圍油欄定位浮筒故障導(dǎo)致圍油欄嚴(yán)重偏移的現(xiàn)象。

針對(duì)開敞式碼頭應(yīng)用過程中風(fēng)浪流較大的特點(diǎn)，在安裝圍油欄浮筒、卸扣及錨鏈時(shí)可采用高強(qiáng)度卸扣及錨鏈并進(jìn)行多層焊固捆扎。將原Φ36mm的卸扣改為Φ50mm的高強(qiáng)度卸扣，并采用Φ38mm的錨鏈替代原Φ30mm的錨鏈，提高卸扣錨鏈的可靠性。對(duì)連接浮筒與錨鏈的卸扣進(jìn)行多層焊接加固并使用不銹鋼焊條捆扎固定，對(duì)圍油欄連接的夾板、螺栓用套筒鎖緊保證連接的可靠性。

3.2 根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)圍油欄及圍油欄浮筒布放

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)海上防溢油設(shè)施安全需求、在不妨礙生產(chǎn)的前提條件下，多次調(diào)整圍油欄定位浮筒布放位置，優(yōu)化圍油欄布局。首先是將圍油欄與系纜墩的接觸點(diǎn)由7個(gè)降至0個(gè)，保證浮筒定位后連接的圍油欄不與系纜墩及其附著物磨損，有效避免了因圍油欄固體浮子漂出導(dǎo)致圍油欄沉海的現(xiàn)象。其次，用圍油欄定位浮筒替代錨浮，將700米圍油欄進(jìn)行了固定，大大縮短了布放時(shí)間和生產(chǎn)成本。

4 結(jié)語

在開敞式碼頭圍油欄應(yīng)用過程中，受到風(fēng)、流和浪的限制較大，而本文中從圍油欄及圍油欄浮筒上找原因、作分析，針對(duì)圍油欄經(jīng)常出現(xiàn)斷裂、磨損的現(xiàn)狀，分析研究了開敞式碼頭圍油欄的應(yīng)對(duì)措施，其中包括對(duì)圍油欄浮筒筒體及雙錨鏈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)加工、改進(jìn)圍油欄浮筒及錨鏈卸扣的連接、根據(jù)開敞式碼頭的實(shí)際情況設(shè)計(jì)圍油欄浮筒的定位及圍油欄的布放。

在開敞式碼頭海上防溢油應(yīng)用中，文中討論的圍油欄及圍油欄浮筒應(yīng)對(duì)措施和方法能有效地減少圍油欄斷裂、磨損，延長(zhǎng)圍油欄壽命，降低圍油欄浮筒漂移、斷鏈的情況，為開敞式碼頭風(fēng)浪流影響較大的情況下溢油污染的防治提供參考與借鑒。

[1]逢蕾，郭建偉，劉宗江．岸灘圍油欄的應(yīng)用[A].2007年船舶防污染學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C],2007.

[2]張承懿，王磊，姚美旺.固體浮子式圍油欄模型試驗(yàn)研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24(4)：12-18.

[3]詹德新.某圍油欄性能實(shí)驗(yàn)研究[J].武漢造船,2001，136(1):16-18.

[4]魏芳，林建國，許穎.圍油欄研制的歷史、現(xiàn)狀及數(shù)值模擬的應(yīng)用展望[C].船舶防污染學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2006.