钢桩装船质量控制探究

樊伟伟，历 超，张宏彬

（1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300461；2.海洋石油工程（青岛）有限公司，山东青岛 266000）

0 引言

目前，我国最深的导管架已经达到了水下的220 m左右，而导管架钢柱一般长度只有100 m左右，为保证在打入海底时能够采用整根式的打入方法，所以加重了其自身的总量。在浅水区域进行导管架的安装时，其钢桩一般会切割成几段，然后再进行拼装装船，到达海面指定区域后，通过海上导管架入水，实现将钢桩通过倒杆一根一根打入海底，从而完成后续工作。

钢桩是在进行海上作业时，保证海洋平台能够有效固定海底的一种结构。钢桩的直径一般在2 m以上（最长的可达到100 m左右），将如此重且大的结构物安全地从陆地转移到海上进行现场安装，是一个复杂且艰难的过程。同时，在装吊过程中需要考虑装吊能力、安全方面的问题，因此在深海区域进行安装时，基础的码头吊装以及履带吊装均不能实现良好的控制。为了有效提升钢桩装船工作的效率，同时有效保障装船质量，则需要采用一系列措施进行处理，以完成钢桩装船工作并保证在后续工作中发挥作用。

1 安装设计阶段的质量控制

在进行潜水海下作业时，一般第一段钢桩最长且自身重量较大，采用小型复式起重机就可以完成装船工作，而在深水区域进行安装的过程中，其深度较深，所以重量更大，这就需要通过对其质量进行有效控制，以提升后续工作的安全性和最终质量。

（1）为保证钢桩装船工作的有序开展，在安装设计阶段需要进行详细设计，并在装船前确认其整体的安装方向，以提升运输和施工过程的质量。所以，安装设计的过程并不是独立过程，而是与其他阶段互相联系的，在这一阶段需要通过详细资料的有效分析来保证后期施工质量。例如，在设计报告阶段，应对整体的安装设计进行全面分析，然后再将装船分析与起吊分析进行融合的模拟演练。由于海上作业需要将钢桩打入海底，这也需要对相关问题进行分析，并保证能够通过吊点设计报告来对钢桩整体下放的内容和步骤进行有效确认[1]。此外，在设计报告质量控制上也需要对海下作业的土壤、材料以及现场的环境影响因素进行全面的处理和确认，这样才能保证总体施工时可以依据这些详细的内容进行处理，提高整体安装设计阶段的质量。

（2）除了对施工内容进行有效安排外，在接到安装设计任务后，必须要由专业人员组成安装设计项目组，然后再以能力的划分进行组员的归类。如，选择安装设计能力较强且有相关资质的人担任此次工程的安装设计经理，并由其负责整体的安装设计工作，在设计方案的选择和内容处理上，需要详细地与该工程的工程设计师进行全面沟通，并且也要对安装设计人员进行项目组人员的监督与考核工作，以保证后续工作的有序进行。在该阶段，必须包含设计工程师与计算工程师，只有通过两者的相互配合，才能通过安装设计计划以及编写装船程序等一系列的内容进行全面规划，使其符合标准的施工要求，并保证装船顺序不会出现错误和混乱。

由于钢桩装船工作具有一定的危险性，为了保障工作质量，在设计过程中需要计算人员对装船吊载的数值进行计算，并全面检验配勾计算和稳定分析，使起吊装固阶段的一系列工作满足钢桩装船的要求。

2 准备阶段的质量控制

（1）在做好前期的安装设计工作后，需要保证在准备阶段进行施工船队的基础检查，同时也要保证施工团队具备海上的施工资质，且有足够的能力去应对海上的一切风险问题。并且，其自身在材料准备方面，也必须要满足施工准备的一些要求。如，基础的安装设计程序以及施工图纸已经得到第三方的批准，且得到业主的首肯；其自身具备海上与海下作业的许可证，且其自身也要有航行通告以及适航证书的获取；在一些极特殊的情况下船队自身必须要具备吊装框架或拥有可以放置的浮吊装置，这样才能在海上施工时确保一系列施工的有序进行。

（2）对于主船作业的准备，必须由施工检验人员对其基础装置进行检查，确认主船中的发电机系统、空气潜水设备、空压机机械系统以及灌浆系统能否正常运转，然后全面检查其吊装机械，保证打桩锤、吊装器以及调频扣等能够有效保障其后期的施工质量，因为在海上作业时这3种设备能够保证施工的有效进行，同时也通过其质量的提升来降低海上作业的风险[2]。此外，在准备基础材料时，一些易损、易坏物品需要多备几份备用，如打桩锤、调频扣以及吊索具和缆绳等，否则在海上作业出现问题时无法及时替换、调整。值得注意的是，作业主船必须准备定位系统，还要保证定位系统的准确性和接收器信号的稳定性，一旦主船作业抛锚就位时就可以通过定位系统的辅助指挥来下放导管架、调整位置，进而提升工作质量。

（3）在准备工作中还要对其他项目进行有效检验，如：在施工前吊桥是否需要拆除；各单位在进行设备连接的过程中要对所有设备进行连接调试，这样才能保证后续施的质量；检验打桩锤锤套是否被改造等。值得注意的是，召开技术交底会时必须对该施工过程中的一系列细小问题进行全面分析，还要保证监督检查人员可以全面控制施工人员的操作，从而在一些细微工作中提升施工质量，降低施工过程中可能存在的风险行为。

3 现场安装的质量控制

（1）切割吊点以及安装皇冠板的质量，会直接影响后续安装工作能否顺利进行，所以在此阶段施工人员要有效确认其切割点，确保在焊接过程中能通过对指定点的一系列焊接工作来保证其后续组装的整体施工质量。同时，要在调频工作结束后安装皇冠板、解除吊扣，同时完成切割掉点的施工，并保证皇冠板要留出导管腿外侧的一部分，其最高点不进行后续安装，这样才能满足后续返浆的要求，并保证其整体的安装工作顺利进行。

（2）安装钢桩要通过打叉隔水套管的施工程序来进行，这样才能满足刚钢桩装船的需求。在此阶段中，由于浅水区域需要对钢桩进行分解然后再进行组合，所以在第二、第三节隔水套管施工的过程中，如果套管没有经过插尖处理，那么插口对接会以瓶口对接的方式进行，这不仅会增加对接难度，还会对海况提出较高的要求，因此在对接过程中必须保证套在管外的焊接侧至少有3个突出点，以增大弹性拉力的摩擦效果，同时也能在海浪翻涌较大时降低其对结构体的影响。

（3）潜水区域的灌浆工作能够有效提升刚钢桩固定的稳定性，并且在后续工作中也能实现提升其整体的工作质量[3]。因此，潜水区域的导管架建设工作一般采用30 kg的压力灌浆机即可完成基础的灌浆工作。在装船工作过程中，如果其导管架并没有进行过调平则灌浆较为容易，因为调平过程可能会损坏导管架腿部内侧的分隔器，这极有可能导致无法一次性完成基础的灌浆工作。所以，施工人员在灌浆时需要注意以下3个问题。

问题1，在进行基础灌浆前需要完成试水工作，也就是保证钢桩和导管腿间隙内部之间能够被水充满，以检验分割器是否损坏。如果分割器完好则直接进行后续工作，相反则需要对其进行处理。例如，当分割器出现损坏时，可以对钢桩和导管腿间隙内部进行灌砂，来弥补分割器已损坏的部分缺陷，同时也要完成基础的打底工作，并通过灌浆管线打入少量的泥浆，来弥补分割器损坏的部分，然后在其完全凝固后再通过试水作业检查是否可以完成灌浆工作。如果该工作依旧失败，则需要通过继续灌沙打底来保障试水成功，从而才能开展后续的工作[4]。

问题2，每次打底工作结束之后都需要清洗灌浆管线，并尽可能地多次利用同一灌浆管线来进行基础工作的处理，以节约资源，并且在进行钢桩和导管腿的间隙灌浆时，也需要保证每条腿都有一正一负的灌浆管线同时工作。因为如果这两条灌浆管线同时出现了堵死的问题，则可以通过二者之间的间隙，利用钢管从导管口顶部进行灌浆，从而满足基础的灌浆需求。

问题3，灌浆结束后要进行回浆浓度的测试，在不同区域进行钢桩下置的过程中，都需要对回浆浓度进行检测，以保证回浆浓度满足设计的需求：如果反浆浓度不足，可以通过继续灌浆来进行处理；如果返浆浓度过剩，则可以抽取其浆液或填筑其他物品降低其饱和浓度来满足设计的要求。一旦其回浆浓度达到标准要求时，则要立即停止灌浆，这样才能有效提升整体施工质量。同时，在灌浆完成后需要安装最后一块皇冠板，以有效提升其结构体的稳定性。

4 总结

为保证最终质量，钢桩装船工作需要通过多种方式进行全面的控制。该工作需要多个部门的通力合作，才能通过细致有效的施工步骤，来实现施工效果、达到施工的目的。为了推进我国海洋事业的全面发展，需要通过全体海上作业人员的齐心协力，使基础工作稳步开展。