淺談阿曼海洋工程施工

摘 要：本文研究的目的：如何保證中國企業在中東國家保質、保量的完成海洋工程施工任務。本文研究方法：通過對阿曼海洋工程施工難點進行列舉，其中包括：包括陌生的人文環境和深不可測的海洋氣候、巨大工程量、地質堅硬、缺少分包商資源的情況下，并分析了各種施工難點的解決方案及方法。最終結論：優化施工及設計方案對海外海洋工程施工進度推進至關重要。阿曼項目介紹：本項目為獨立海水淡化+燃氣電廠項目。保證合同電輸出Guaranteed Contracted Power Capacity （GCPC）為430 MW的電廠，與保證合同水量Guaranteed Contracted Water Capacity （GCWC）為2841 m2/h的水廠。此項目廠址位于【the Wilayat of Mirbat，Salalah】以北25 km處，Mirbat河以南；廠址靠近海。

關鍵詞：海洋工程 排水 扭王字 取水頭

中圖分類號：U674.381 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0061-04

在中國施工企業紛紛實行走出去戰略的情況下，如何在要求嚴格的中東市場站穩腳，這是擺在中國施工企業非常嚴峻的問題，本文通過介紹相對非常困難的海洋工程，分析了施工過程的難點，讓大家了解，在國外資源相對比較困乏，條件非常惡劣的情況必須選取最優的施工及設計方案，這是企業成功的關鍵因素。

1 好的降水及疏水方案對海水泵房施工尤為重要

1.1 海水泵房工程概況

海水取水泵房位于山坡下方的沙灘上。海水泵房與電廠及水廠高差為40 m，海水取水泵房上部結構尺寸為12 m×30 m×10 m（高），柱距為6.0 m。海水取水泵房上部結構為鋼結構，屋面結構采用壓型鋼板屋面板，海水取水泵房下部結構包括水泵間及進水間，下部結構尺寸為23 m×30 m×20 m（地下部分深13 m）；海水取水泵房下部采用現澆鋼筋混凝土箱形結構。泵房下部結構施工海水取水泵房下部結構從-8.2 m～+3.8 m。工程量：混凝土共計：1482 m3模板共計：3420 m2，鋼筋：445 t。

1.2 工程難點：泵房開挖及墊層施工

泵房開挖前在泵房四周修筑圍堰。圍堰坐落在巖石基體上。利用開挖出強風化粉質沙礫土施工圍堰，圍堰兩側坡度為1∶1，頂標高為5 m，圍堰迎水面采用大石塊護堤，圍堰內側用挖掘機理坡。圍堰的壓實度需滿足42 m混凝土泵車和吊車等停靠及臨時檢修。施工過程降水采用水泵降水。

1.2.1 泵房開挖

（1）開挖難度大。

取水泵房的初期采用3臺激震錘鑿巖，總的開挖深度為11.1 m。表格1是根據巖心照片和地質報告做的比較；UCS值在30以下則視為可開挖，30～40視為難開挖，40以上視為很難。（表1）的UCS值是根據巖心照片和地質報告得出所以采用爆破方案，由于海水泵房地質巖屬石灰巖，各種裂隙巖石分層分布，結果鉆頭插入巖石中，鉆棒抽出的同時海水帶著碎石水漫上來，阻塞了鉆眼，導致炸藥無法在第一時間達到爆破深度不得不采用鑿巖機繼續開挖。開挖過程共計持續了4個月。

（2）對泵房開挖過程的滲水量估計不足。

下面是泵房滲水的計算[1，2]，如表1所示。

根據基坑涌水量反算，過程如下：現有基坑周長124 m，短邊長30 m，含水層總厚度按照12 m考慮，試驗期間水位降深2.32 m，水泵1臺運行，出水量720 m3/d

則根據基坑涌水量公式反算出地層的平均滲透系數為K=4.28 m/d，影響半徑R=50 m。

根據上述參數正向推算，推算參數如下。

（1）基坑周長124 m，短邊長30 m，含水層總厚度按照12 m考慮，推算水位下降10 m，水泵的出水量按照720 m3/d，則預測基坑用水量為2033 m3/d，影響半徑R=210 m，需要水泵3臺長期運行（其中1臺吊泵運行或間歇性停泵）。

（2）基坑周長94 m，短邊長22 m，含水層總厚度按照12 m考慮，推算水位下降10 m，水泵的出水量按照720 m3/d，則預測基坑用水量為1553 m3/d，影響半徑R=210 m，需要水泵3臺水泵，其中2臺長期運行，1臺補充運行。

故項目部共計租用了6臺海水泵（海水泵連續運轉12小時后需要12小時停泵維護）。7月22日開挖完成后，當夜派遣挖掘機下去清理基槽并鑿除四周的排水溝，在基坑西南側突然挖開一個大的裂隙，又加上卡利夫季節海潮大，結果導致海水涌上基坑內部，6臺水泵無法滿足要求。項目部逐步增加海水泵，直至增加至16臺，才滿足排水要求。

1.3 墊層施工

首先在泵房開挖基坑底部四周鑿除1 m深×1 m寬的排水溝，如直接在基坑底部澆筑完成墊層，由于在泵房底部有各種泉眼，考慮到海水從底部滲漏壓力大，墊層澆筑后會造成墊層面上很多漏點，故開挖時要比正常基坑挖深20 cm。分兩層澆筑：第一層10 cm澆筑后在有滲漏的地方，劈槽引流到四周排水溝中，再在劈槽上部蓋上半塊PVC管，并在PVC管上部鋪設塑料篷布，第二層墊層厚度15 cm（低于墊層頂5 cm），第二層墊層表面無滲漏跡象滿足了施工要求。

2 優化施工方案對海水去排水管線施工尤為重要

2.1 工程概況

阿曼項目部海水取水管線采用虹吸模式，海水取水管線為兩根DN1400HDPE管道，每根管道長為558 m。取水頭底板坐落于-11.55 m（CD高程）深的海床找平層上，共計有2個取水頭，每根取水管連接1個取水頭，取水頭進水窗高程為-6 m（CD），取水頭總高度為7.5 m取水頭采用玻璃鋼內膽、鋼筋混凝土圍護結構。排水管線總長309 m，采用DN1600的HDPE管道，排水口采用玻璃鋼排水口。

取排水管線巖石開挖的工程量7800 m3，骨料及塊石回填的工程量為22000 m3，臨時碼頭的回填及挖除工程量為32000 m3，扭王字塊和四角空心塊預制和放置的工程量為8661塊。

2.2 施工難點

項目所在地屬典型熱帶沙漠氣候，有其獨特的卡利夫氣候，從5月下旬至10月下旬，海上禁止施工，可供海上作業的天氣條件比較差，無法持續施工。海床地勢不平緩，但相對整體坡度較小，取水頭距離海岸線558 m。由于岸邊水深達不到駁船吃水深度，海床需要開挖清理，將會損壞原生態海床，施工許可辦理難度大。阿曼項目選址所在的海洋工程位置恰恰為淺灘，從海里面的387 m一直到岸邊海水的深度都是低于4 m的，這就導致無法用大船施工，只能用吃水在1～2 m的普通船負責運輸，這就大大降低了施工效率

2.2.1 取水頭施工

先在加工廠加工完成整體玻璃鋼結構取水頭，再在陸地完成取水頭的底板和筒壁取水口以下玻璃鋼外側鋼筋混凝土包裹層的整體澆筑，取水口以上的鋼筋和定型鋼模板就位安裝完成，整體一次吊裝運輸安裝就位，澆筑完成玻璃鋼取水頭口以下鋼筋混凝土的吊裝重量為96 t，只剩余取水口以上模板部分利用駁船水下澆筑混凝土25 m3。

優化了取水頭設計方案（原設計方案為兩根取水管共用1個取水頭，采用整體鋼筋混凝土結構，總重量約1328 t），改進后的水頭減少了自身重量，降低了船舶的吃水量和起重量，采用船載式250 t起重機滿足了水上吊裝要求。

2.2.2 阿曼分包商資源少

考慮到設備運輸、人員簽證等中國分包商不能滿足現場需求。阿曼海洋工程合同額相對少，這就必然導致我們很難吸引歐洲等發達國家有實力的分包商。

2.2.3 海洋工程預制塊安裝

資源配置：1500 t排水量駁船一艘，駁船上配有70 t履帶吊吊裝預制塊使用。兩艘運輸船：1艘裝7t預制塊25塊。1艘船裝7 t預制塊30塊。按照海床底標高設計，當海床底標高-2.5～0 m時用4 t的扭王字，-5～2.5 m時用7 t的扭王字，-5 m至取水頭位置為3 t扭王字。

由于卡利夫期間浪大，回填的塊石容易被浪卷走，管道回填塊石上部須安裝扭王字。由于阿曼資源少，故安排中國公司加工鋼模板運到阿曼，短短3個月的時間制作了8000多塊預制塊，滿足了施工進度。

每年4月份就進入卡利夫季節。海浪大，經常由于浪大一連好幾天無法施工，船一直停在海上。對排水管線采取了從岸上回填到排水頭前15 m的位置，排水管線全部在陸地吊裝預制塊。代替了船只安裝，大大減少了海浪對工期的影響。4～10月份海浪大，海水能見度低，潛水員在水下無法配合安裝預制塊，導致海上安裝預制塊停滯。為加快施工進度在管道上部安置預制塊的兩側放置浮標定位，采用特制吊環，當吊帶不吃力的情況下，人站在船上拉著一根繩子輕輕一拽就脫鉤，不需要潛水員在水下脫鉤，提高了工作效率。

3 結論

通過以上對阿曼海洋工程各種施工難點進行分析，主要以對海水泵房現場實際降水試驗及地質巖心分析，對海洋工程管道及及取水頭施工方案分析等，從各種現象及分析中得出結論：我們現場施工必須不斷優化施工方案，才能推進施工進度。在研究中發現海水泵房降水是在地質堅硬區域施工海水泵房困難點，采取什么方案是比較難解決的問題。本文在理論上填補了在中國施工企業中東阿曼國施工海洋工程的空白。希望今后將進一步研究如何海外施工項目的推進，將會對中國施工企業在國外的施工有很大幫助。

參考文獻

[1]施普德.井水量計算的理論與實踐[M].地質出版社，1977.

[2]古自純，徐啟昆.地下水動力學[M].地質出版社，1986.