模塊化建造在海洋鋼結構平臺施工中的應用

環磊

摘 要：我國的海域面積相當廣袤，在海洋中不但蘊含著豐富的生物資源也儲備著大量的能源，隨著我國對海洋資源的不斷開發與利用，海洋經濟也迎來了高速發展的時代。在發展海洋經濟時海洋平臺是石油、天然氣等資源開采的重要基礎設施，更是各項工程開展的關鍵步驟，也是企業發展、研究、優化的關鍵。現階段，企業在進行海洋平臺建造時多使用模塊化建造技術，以此來降低海洋平臺設計與建筑的整體費用，同時還可以有效的控制工期、降低建設時的風險，實現更大的經濟效益。

關鍵詞：模塊化建造；海洋鋼結構平臺；施工；應用

前言：對海洋平臺作業來說，模塊化技術在未來必然能夠發揮更多的功效和作用，是海洋平臺今后發展趨勢。其對海洋平臺建造來說不僅是一場挑戰，同時也是一場重要機遇。其本身的特性決定了設計能力可以得到有效提升，設計人員需要同時考慮建造場地、施工順序、施工管理要求，注重設計結果反饋，保障建造水平和設計有效性。在不斷地總結過程中，積累經驗、方法和優勢。不論從哪一點來看，模塊化的作用都非常突出，對提升社會效益、經濟效益來說具有重大意義。

1模塊化概念

所謂模塊化是指建造一個大型工程時，自上而下、逐層分解并把系統劃分成若干模塊的過程，是一種高效管理及操作一個大型工程的思維方式。每個模塊完成一個特定的子功能，所有的模塊按照某種方法組裝起來成為一個整體，從而完成整個系統所要求的全部功能。模塊化概念的先進性在于大量引入了平行作業，把在傳統建造中需要在同一地點依次完成的工作同時完成。模塊化的精髓在于依靠科學的管理和先進的技術，將設計、建造、安裝等工序進行深度的交叉，從而實現有效縮短項目工期的目標。模塊化的目的在于提高裝置的工廠預制化率，最終實現項目建設質量的提高和建設成本的最優。用戶的需求千差萬別，但不同用戶的差異化服務需求又有一些共同之處，找到共性，然后將他們做成一個個模塊，可以讓用戶像搭積木一樣，選擇不同的服務模塊，使模塊標準化，最終降低成本。對于特殊之處，可通過調整子模塊或零部件來進行調整修改，通過這種可變性來適應不同項目、不同用戶的需要。裝置模塊化方案通常主要有兩種形式：一種是撬裝化分布式模塊化裝置，多以設備為核心的單層結構；另一種是多層框架集中式模塊化裝置，根據裝置功能或設備安全類別采取聯合布置結構。簡單來說就是單個設備成撬即設備模塊，多個設備單一功能的成撬即功能模塊，以及多撬塊組成的可以實現多種工藝流程或功能的大型模塊。對于海上設施，一般由設備模塊或功能模塊組合成為大型模塊。例如，換熱器撬、清管球撬即為設備模塊，氣體壓縮模塊、注水模塊、火炬分液罐模塊、發電機模塊可劃為功能模塊范疇，生活樓、鉆井模塊甚至上部組塊都可以理解為大型模塊。根據劃分好的工作內容和界面，設備模塊或功能模塊一般由設備廠家提供，各個中小型模塊或單元在不同的地點同時進行建造工作，然后在滑軌上進行總裝和調試，進而完成整個平臺的建造工作。

2模塊化優勢

2.1節省資源

在鋼結構建造完成后需要使用船舶將其運送到作業現場安裝。雖然有著滾裝裝船以及吊裝裝船方式，但考慮到費用和技術成熟型問題，目前常用的方法仍舊是滑道牽引。為了提高裝船效率，需要提前在滑道預制組塊，以此來節約場地資源。

2.2工期有效控制

模塊建造會提前將工程分為多個模塊，結束模塊作業后進行模塊調試與總裝，能夠有效縮短工期。我公司建造的 “創新者GM4000”半潛式深海鉆井平臺，分成管廊模塊、生活區模塊、鉆井甲板模塊同時建造，很大程度縮短建造的周期。

3海洋平臺結構概況

海洋平臺在劃分時可以將平臺結構、作業情況作為依據，將其分為固定模式、浮式。固定模式作業平臺主要分為三種類型，根據建筑自身重量將其加固到海底硬土層中，以此來提升其在高強度波浪、海洋風暴來臨時建筑的重力；將鋼筋混凝土樁與鋼筋樁打入到海洋硬土層中，然后再使用導管來固定導管，確保建筑的穩定性；根據平臺建設時鋼架塔結構的特殊性，可以在不同位置用錨進行固定。浮式作業平臺可以根據遷移性分為可遷移式平臺與不可遷移式平臺兩種形式，可遷移式平臺，多會使用到海洋石油開采、天然氣開采等，其中還包括半潛式平臺、浮筒式平臺等也是較常使用的平臺方式。不可遷移式平臺主要被使用到海域情況、海岸情況比較穩定的海域中，通常會使用駁船錨進行固定后進行石油開采，目前大多數情況下用在海洋資源儲存庫、浮式生產基地的建設等。

4模塊化建造技術在海洋平臺建造中的應用

4.1模塊設計技術的應用

在利用模塊化建筑技術進行海洋平臺設計時，應始終遵循相關規定，其可以為后期建造的穩定性起到積極的作用。與傳統的建造技術設計相比優點更突出，其不僅可以在設計時將每一個小的工程環節進行獨立并且還可以通過系統將各小工程進行聯系，在這個過程中將大的工程環節切換成不同小的工程環節是非常重要的，每一個項目間的聯系是非常重要的，若想真正實現每一個預期目標，應嚴格遵守規范進行處理，同時還應對設計進行優化。在進行各個小工程切換時會受到不同因素的影響，其主要影響因素有以下幾點：第一，在工程具體實施的過程中應凸顯出各個小工程的作用，并關注每個小工程間的聯系性，不得只為了施工簡便制作劃分，無法充分的發揮出實際作用，同時還應控制工程的整體質量，不得只關注模塊化建造技術的設計忽視項目的整體質量。第二，應對工程中的不同因素進行綜合性的考慮，如設備組裝的過程等，對場地面積進行考慮；在進行船舶運輸時應控制船舶的承載力等。

4.2模塊建造實際工作

模塊化建筑技術在使用的過程中經過不斷的優化，有了非常大的提升，進一步加快了海洋平臺建設的速度，隨著海洋資源開發不斷深入，也豐富了人們的財富，在未來模塊化建造技術會被應用到不同的領域中，進一步加快了該項技術的發展，在使用的過程中還應根據實際使用情況對其中的不足進行分析，并吸取別國先進經驗，控制模塊化建造技術在發展過程中的不利因素，構建起適合我國海洋平臺建設的體系，推動模塊化建造技術在我國得到更加廣泛的使用，加快我國海洋平臺建設的發展速度。從現階段我國模塊化建造技術使用的具體情況來看，我國模塊化建造的技術水平還相對較弱，主要體現在人員的整體素質以及規章制度等方面，因此相關的部門應給予更多的支持并強化合作，加快我國海洋開發事業的發展。在進行具體工程時應盡可能的做好資源的節約，但是在進行部分小工程時需要使用一些較大的設備，因此在進行建造的過程中應重點關注以下問題：（1）提前做好施工準備工作，并做好相應的工程方案。應確保設計方案的準確性、有效性。可以利用更精細的技術對海洋平臺藍圖進行設計，同時對實施方案中的問題進行優化。（2）在實際建造中應對其中的各種因素進行綜合性的考慮，如天氣情況等，避免因天氣情況導致問題的發生。同時應對一部分小工程進行精細化管理，做好測量工作。在進行每一個小工程時應對每一個工程的具體情況進行了解并實現每個小工程間的聯系。（3）在進行海洋平臺建造的過程中，不得因搶任務給設備功能帶來損傷，在進行裝備組裝時應將所使用的零件提前準備好。同時在使用船舶時應做好保護工作，以此來對機械設備進一步的保護。

結語：海洋鋼結構平臺模塊化技術是根據海洋結構的多變化環境，對具體的工藝與方法進行了有效的改進，此工藝具有較強的完整性與獨立性，節省了設計與生產時間，并可以對各模塊間的工序進行銜接，以此來降低施工工期，同時還可以提升海洋平臺的整體性能，充分的發揮出模塊功能并提升整體建造效率。在進行模塊化建設與安裝的過程中應根據海洋環境的具體情況對其進行優化，并利用先進的科學技術提升模塊的穩定性與準確性，為工程安全提供有效的保障，進而提升整體效益。

參考文獻：

[1]宋立新.模塊化平臺甲板片預制技術[J].船海工程，2017，46（05）：145-147.