鋼樁裝船質量控制探究

樊偉偉，歷 超，張宏彬

（1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300461；2.海洋石油工程（青島）有限公司，山東青島 266000）

0 引言

目前，我國最深的導管架已經達到了水下的220 m左右，而導管架鋼柱一般長度只有100 m左右，為保證在打入海底時能夠采用整根式的打入方法，所以加重了其自身的總量。在淺水區域進行導管架的安裝時，其鋼樁一般會切割成幾段，然后再進行拼裝裝船，到達海面指定區域后，通過海上導管架入水，實現將鋼樁通過倒桿一根一根打入海底，從而完成后續工作。

鋼樁是在進行海上作業時，保證海洋平臺能夠有效固定海底的一種結構。鋼樁的直徑一般在2 m以上（最長的可達到100 m左右），將如此重且大的結構物安全地從陸地轉移到海上進行現場安裝，是一個復雜且艱難的過程。同時，在裝吊過程中需要考慮裝吊能力、安全方面的問題，因此在深海區域進行安裝時，基礎的碼頭吊裝以及履帶吊裝均不能實現良好的控制。為了有效提升鋼樁裝船工作的效率，同時有效保障裝船質量，則需要采用一系列措施進行處理，以完成鋼樁裝船工作并保證在后續工作中發揮作用。

1 安裝設計階段的質量控制

在進行潛水海下作業時，一般第一段鋼樁最長且自身重量較大，采用小型復式起重機就可以完成裝船工作，而在深水區域進行安裝的過程中，其深度較深，所以重量更大，這就需要通過對其質量進行有效控制，以提升后續工作的安全性和最終質量。

（1）為保證鋼樁裝船工作的有序開展，在安裝設計階段需要進行詳細設計，并在裝船前確認其整體的安裝方向，以提升運輸和施工過程的質量。所以，安裝設計的過程并不是獨立過程，而是與其他階段互相聯系的，在這一階段需要通過詳細資料的有效分析來保證后期施工質量。例如，在設計報告階段，應對整體的安裝設計進行全面分析，然后再將裝船分析與起吊分析進行融合的模擬演練。由于海上作業需要將鋼樁打入海底，這也需要對相關問題進行分析，并保證能夠通過吊點設計報告來對鋼樁整體下放的內容和步驟進行有效確認[1]。此外，在設計報告質量控制上也需要對海下作業的土壤、材料以及現場的環境影響因素進行全面的處理和確認，這樣才能保證總體施工時可以依據這些詳細的內容進行處理，提高整體安裝設計階段的質量。

（2）除了對施工內容進行有效安排外，在接到安裝設計任務后，必須要由專業人員組成安裝設計項目組，然后再以能力的劃分進行組員的歸類。如，選擇安裝設計能力較強且有相關資質的人擔任此次工程的安裝設計經理，并由其負責整體的安裝設計工作，在設計方案的選擇和內容處理上，需要詳細地與該工程的工程設計師進行全面溝通，并且也要對安裝設計人員進行項目組人員的監督與考核工作，以保證后續工作的有序進行。在該階段，必須包含設計工程師與計算工程師，只有通過兩者的相互配合，才能通過安裝設計計劃以及編寫裝船程序等一系列的內容進行全面規劃，使其符合標準的施工要求，并保證裝船順序不會出現錯誤和混亂。

由于鋼樁裝船工作具有一定的危險性，為了保障工作質量，在設計過程中需要計算人員對裝船吊載的數值進行計算，并全面檢驗配勾計算和穩定分析，使起吊裝固階段的一系列工作滿足鋼樁裝船的要求。

2 準備階段的質量控制

（1）在做好前期的安裝設計工作后，需要保證在準備階段進行施工船隊的基礎檢查，同時也要保證施工團隊具備海上的施工資質，且有足夠的能力去應對海上的一切風險問題。并且，其自身在材料準備方面，也必須要滿足施工準備的一些要求。如，基礎的安裝設計程序以及施工圖紙已經得到第三方的批準，且得到業主的首肯；其自身具備海上與海下作業的許可證，且其自身也要有航行通告以及適航證書的獲取；在一些極特殊的情況下船隊自身必須要具備吊裝框架或擁有可以放置的浮吊裝置，這樣才能在海上施工時確保一系列施工的有序進行。

（2）對于主船作業的準備，必須由施工檢驗人員對其基礎裝置進行檢查，確認主船中的發電機系統、空氣潛水設備、空壓機機械系統以及灌漿系統能否正常運轉，然后全面檢查其吊裝機械，保證打樁錘、吊裝器以及調頻扣等能夠有效保障其后期的施工質量，因為在海上作業時這3種設備能夠保證施工的有效進行，同時也通過其質量的提升來降低海上作業的風險[2]。此外，在準備基礎材料時，一些易損、易壞物品需要多備幾份備用，如打樁錘、調頻扣以及吊索具和纜繩等，否則在海上作業出現問題時無法及時替換、調整。值得注意的是，作業主船必須準備定位系統，還要保證定位系統的準確性和接收器信號的穩定性，一旦主船作業拋錨就位時就可以通過定位系統的輔助指揮來下放導管架、調整位置，進而提升工作質量。

（3）在準備工作中還要對其他項目進行有效檢驗，如：在施工前吊橋是否需要拆除；各單位在進行設備連接的過程中要對所有設備進行連接調試，這樣才能保證后續施的質量；檢驗打樁錘錘套是否被改造等。值得注意的是，召開技術交底會時必須對該施工過程中的一系列細小問題進行全面分析，還要保證監督檢查人員可以全面控制施工人員的操作，從而在一些細微工作中提升施工質量，降低施工過程中可能存在的風險行為。

3 現場安裝的質量控制

（1）切割吊點以及安裝皇冠板的質量，會直接影響后續安裝工作能否順利進行，所以在此階段施工人員要有效確認其切割點，確保在焊接過程中能通過對指定點的一系列焊接工作來保證其后續組裝的整體施工質量。同時，要在調頻工作結束后安裝皇冠板、解除吊扣，同時完成切割掉點的施工，并保證皇冠板要留出導管腿外側的一部分，其最高點不進行后續安裝，這樣才能滿足后續返漿的要求，并保證其整體的安裝工作順利進行。

（2）安裝鋼樁要通過打叉隔水套管的施工程序來進行，這樣才能滿足剛鋼樁裝船的需求。在此階段中，由于淺水區域需要對鋼樁進行分解然后再進行組合，所以在第二、第三節隔水套管施工的過程中，如果套管沒有經過插尖處理，那么插口對接會以瓶口對接的方式進行，這不僅會增加對接難度，還會對海況提出較高的要求，因此在對接過程中必須保證套在管外的焊接側至少有3個突出點，以增大彈性拉力的摩擦效果，同時也能在海浪翻涌較大時降低其對結構體的影響。

（3）潛水區域的灌漿工作能夠有效提升剛鋼樁固定的穩定性，并且在后續工作中也能實現提升其整體的工作質量[3]。因此，潛水區域的導管架建設工作一般采用30 kg的壓力灌漿機即可完成基礎的灌漿工作。在裝船工作過程中，如果其導管架并沒有進行過調平則灌漿較為容易，因為調平過程可能會損壞導管架腿部內側的分隔器，這極有可能導致無法一次性完成基礎的灌漿工作。所以，施工人員在灌漿時需要注意以下3個問題。

問題1，在進行基礎灌漿前需要完成試水工作，也就是保證鋼樁和導管腿間隙內部之間能夠被水充滿，以檢驗分割器是否損壞。如果分割器完好則直接進行后續工作，相反則需要對其進行處理。例如，當分割器出現損壞時，可以對鋼樁和導管腿間隙內部進行灌砂，來彌補分割器已損壞的部分缺陷，同時也要完成基礎的打底工作，并通過灌漿管線打入少量的泥漿，來彌補分割器損壞的部分，然后在其完全凝固后再通過試水作業檢查是否可以完成灌漿工作。如果該工作依舊失敗，則需要通過繼續灌沙打底來保障試水成功，從而才能開展后續的工作[4]。

問題2，每次打底工作結束之后都需要清洗灌漿管線，并盡可能地多次利用同一灌漿管線來進行基礎工作的處理，以節約資源，并且在進行鋼樁和導管腿的間隙灌漿時，也需要保證每條腿都有一正一負的灌漿管線同時工作。因為如果這兩條灌漿管線同時出現了堵死的問題，則可以通過二者之間的間隙，利用鋼管從導管口頂部進行灌漿，從而滿足基礎的灌漿需求。

問題3，灌漿結束后要進行回漿濃度的測試，在不同區域進行鋼樁下置的過程中，都需要對回漿濃度進行檢測，以保證回漿濃度滿足設計的需求：如果反漿濃度不足，可以通過繼續灌漿來進行處理；如果返漿濃度過剩，則可以抽取其漿液或填筑其他物品降低其飽和濃度來滿足設計的要求。一旦其回漿濃度達到標準要求時，則要立即停止灌漿，這樣才能有效提升整體施工質量。同時，在灌漿完成后需要安裝最后一塊皇冠板，以有效提升其結構體的穩定性。

4 總結

為保證最終質量，鋼樁裝船工作需要通過多種方式進行全面的控制。該工作需要多個部門的通力合作，才能通過細致有效的施工步驟，來實現施工效果、達到施工的目的。為了推進我國海洋事業的全面發展，需要通過全體海上作業人員的齊心協力，使基礎工作穩步開展。