深水導管架建造方法探討

高 偉

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

深水導管架建造方法探討

高 偉

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

文章主要通過比較典型的深水導管架的不同建造方法，得出在現有建造能力的情況下，不同建造方法的效率與優缺點，為將來建造這一類型的導管架提供參考。

深水導管架；建造方法；效率

PY30-1導管架為八腿導管架，其中外部4根導管均為雙傾，中間4根導管與其間的拉筋組成下水桁架，2根導管豎直，為陸地建造的著地面，2根導管單傾，而外部4根導管上各附有一個裙樁，每個裙裝上有3個套筒，總共9層水平片。

導管架垂直高度為212 m，底部尺寸為74 m×74 m，頂部尺寸為44 m×18 m。由于深水導管架的垂直高度過高，所以一般均采用臥式建造。[1]

1 建造方法的比較

1.1 綜述

本導管架采用的是臥式建造，導管架最高點離地面高度為84 m。這其中包括了滑靴和滑塊的高度。導管架設計質量約為16 400 t，其簡圖如圖1所示。其下水桁架可以近似的看成一個小的深水導管架，所以本文討論的是在下水桁架完工的基礎上，如何組對和安裝外圍的結構。

圖1 導管架臥式建造簡圖

下面簡單介紹下水桁架的建造方法：ROW2和ROW3分別在滑道兩旁預制，把ROW2預制成組合片即在預制ROW2片時，同時把各個水平層的水平片安裝到ROW2 片上。而ROW3單獨預制成單片。然后把ROW2與ROW3合龍。

接下來的步驟就有不同的建造方法。首先介紹“組合片法”，所謂的“組合片法”是將上述建造下水桁架的步驟重復一遍。

1)ROW1和ROW4分別在滑道兩邊預制，分別預制成為組合片。

2)安裝組合片ROW4，其中ROW4片上有ROWB片上的拉筋。

3)組對ROW3與ROW4 間的拉筋。

4)在ROW3 與ROW4 間的拉筋組對完畢之后，安裝組合片ROW1。

5)安裝其他未安裝的拉筋和各種附件。

綜上所述，在完成建造的過程中，最后安裝的2個結構片均為組合片，所以我們稱之為“組合片法”。

另一種方法為“扣片法”[2]。

1)先擺放好ROW1和ROW4的A腿。

2)在位置擺放好后，組裝ROW1與ROW2之間的拉筋，同時預制ROWB片。由于ROWB片尺寸過大及質量過大，所以把它分解成兩部分預制。

3)吊裝ROWB的上片，然后是安裝下片。

4)安裝其他未安裝的拉筋和各種附件。

綜上所述，在完成建造的過程中，ROW1和ROW4間的拉筋基本上是散裝的，而ROWB片最后是扣到導管架上至完全合龍，所以稱之為“扣片法”。

1.2 工藝流程比較

2種建造方法的流程圖見圖2。

1.3 組對情況比較

1.3.1 組合片法

在建造導管架時，組合片法最大的優點是效率高，如本文討論的導管架的建造，只采用4次大的吊裝作業就可以把導管架的主體結構組對完畢。

缺點如下。

1)要考慮導管是否有折線，如果有折線，則在組合片吊裝時，把旋轉時的墊墩加高，以使組合片在吊裝過程中，折線段不會碰到地面，本文討論的導管架有2處折線，所以要求在預制階段要把吊裝時需要的高度預留出來。

2)在預制組合片時，各層水平片的拉筋管不能成片，施工時就需要增加臨時支撐的結構。

圖2 2種建造方法流程圖

3)ROW1和ROW4對接時，頂層拉筋管多增加一道現場接口。

4)在組合片上有一段拉筋不能安裝上，原因是在拉筋與導管組對時，拉筋的切口為馬鞍口，不能一次與導管組對到位，所以必須留一段現場安裝。

5)考慮到導管架組合片為雙傾結構，所以在組對安裝組合片時，必定有一段導管是不能在旋轉軸上的，增大了組對的施工難度。

1.3.2 扣片法

建造導管架時，在導管擺放好之后，安裝ROW1和ROW2、ROW3和ROW4在ROWA片上的拉筋，然后安裝各個水平片。

其主要的缺點如下。

1)最后合龍時的組對準確度要求高，主要是在安裝最后一片時需要組對的口皆為空間接口，所以對吊車指揮及施工人員的技術要求比較高。

2)拉筋空間散裝的數量比較多，對吊車占用的時間相對較長，只有拉筋管固定之后才能把吊車撤離，吊車的使用效率就大大地降低了。

3)使用扣片法時，空間接口的數量比組合片法多，而且施工人員的空間作業高度高，勞動強度要比在地面組裝焊接時的強度大。

對比兩者的優缺點可以得出以下的結論：組合片法的施工效率比較高；扣片法的空間作業量比較大。

1.4 吊裝情況比較

1.4.1 組合片法

組合片法吊裝優點是吊車在吊裝的過程中始終是向前行進，行走方向及路線比較理想。

組合片法吊裝缺點如下。

1) 使用組合片法時，由于導管不是直線而是折線，所以要更加合理的布置起吊位置，使其在吊裝過程中的受力更加均勻。

2) 由于組合片中的水平片大多不能單獨成片，需要增加很多的臨時支撐。而且需要計算吊裝時組合片的受力情況，對屈服應力不在允許范圍內的也要加臨時支撐結構，增加了許多計算工作量。

3) 從組合片的結構分析，組合片為雙傾結構，立片由很多單片組成，在吊裝就位時很可能重心在其結構之外，所以吊裝過程中需要拖拉絞車來配合其就位，施工組織比較復雜。

4)必須考慮場地承載力能否滿足施工要求。整個吊裝過程的總質量大約是5 200 t，考慮結構一端著地，吊裝時的總質量也有2 600 t。

2.4.2 扣片法

扣片法吊裝的優點如下。

1) 在吊裝結構物時，沒有組合片質量大，大大降低了施工的風險系數。

2)在吊裝過程中不需要拖拉繩進行配合作業，降低了危險性。

扣片法吊裝的缺點如下：在吊裝上面一片的過程中，需要跨過導管架底部才能就位。要考慮到吊裝時起吊的高度及旋轉半徑內的結構物情況，以防發生碰撞。

對比兩者之間在吊裝上的優點與缺點，可以得出以下的結論。

1) 組合片法行走路線是直線，且行走距離相對較短。

2) 扣片法行走距離相對較長，且吊車需要將結構物吊到很高的空中，長距離行走，對吊車之間的操控配合要求比較高；吊車需要吊著結構物跨越建造中的導管架，增大了施工過程中的風險系數；適用于吊機資源比較豐富、施工場地比較大的項目。

2 結束語

深水導管架主要根據場地建造能力和導管架的結構形式來確定其建造方式。2種建造方式各有優缺點，所以在設計其總體建造方案時，不能墨守成規，要綜合各個方面的因素來確定選用哪種方式。

[1] 左勝.PY30-1導管架滑道梁布置及施工方法[J]. 中國造船,2005，46(S1):362-364.

[2] 蔣軍.采用“扣片”工藝方法建造導管架[J].水運工程,2002(12)，15-16.

Merits and shortcomings are compared to the deep water conduit frames built with different methods and building capacity,which can be reference for building such conduit frame in the future.

deep water conduit frame;building method;efficiency

高偉(1980-)，男，天津人，工程師，大學本科，主要從事海洋工程的設計及管理工作。

P75

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.05.017

2016-06-01