渤海灣導管架鋼樁打入拒錘風險控制淺析

趙慶凱

摘 要：前幾年，渤海灣導管架安裝過程中的打樁拒錘風險成為了該區域最大的技術風險之一，能否有效控制拒錘風險，甚至在某種程度上左右一個項目的成敗。原渤中28-2南油田中心平臺導管架海上安裝的拒錘風險應對是一個風險控制的典型案例，本文通過這一“個案”的全過程介紹，包括風險識別、風險分析、風險應對、風險監控及經驗總結，同時結合其它項目拒錘風險的簡單對比分析，充分說明了風險防控對于工程建設項目的管理價值。

關鍵詞：渤海灣；導管架；鋼樁；拒錘；風險控制；管理價值

中圖分類號：TV52 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）4-0051-02

1 風險識別

1.1 渤海灣的部分平臺狀況

隨著海洋石油工程技術裝備的發展和技術水平的提高，海上安裝能力越來越強，因此平臺的設計重量也越來越大，這固然提高了海上安裝的總體效率，但隨之而來的負面問題則是，為了提高承載力，鋼樁直徑越來越大，設計入泥深度越來越深，從60～70米到70～80米，近幾年又增至90～110米，渤海地區的開發項目打樁過程中拒錘的風險也就越來越大。渤海地區部分項目的數據統計（見表1）：

1.2 NB35-2及PL19-3二期的拒錘現實

在NB35-2及PL19-3二期項目運行過程中，導管架安裝分別出現了拒錘問題。NB35-2 WHPB平臺導管架打樁拒錘后，經過復雜的計算及限定條件，鋼樁實際入泥深度滿足平臺承載力需求；而PL19-3WHPE平臺導管架打樁拒錘后，經過了較長時間的土塞清理、設計樁中樁和再次打樁的漫長過程。

1.3 渤中28-2南項目CEP平臺設計階段分析情況

各階段鋼樁可打入性分析成果顯示，在長滯留、形成土塞的情況下，有拒錘風險，在施工過程中應最大限度避免長滯留及形成土塞的情況出現。

2 風險分析

2.1 定性分析

與其他海域不同，在渤海區域，由于受到浮吊吊高限制以及鋼樁自由站立分析結果的制約，每根鋼樁必須分為數節，必須經過海上安裝過程中鋼樁接長這一環節，而且在70至90米這個深度，往往存在較為致密的沙層，加之停錘滯留，沙層固結較快，隨之容易形成土塞進而鋼樁靜態阻力劇增，導致拒錘發生。正是由于上述因素，NB35-2及PL19-3二期項目海上安裝過程中，發生了拒錘的問題。對于渤中28-2南項目而言，上述成因都存在，因此拒錘風險必然存在。一旦BZ28-2S CEP導管架打樁拒錘風險發生，直接影響是導管架安裝進度的延遲，其它至少可以想象的風險是顯而易見的。

2.2 定量分析

基于定性分析結果及拒錘風險嚴重性，分別由相關單位進行了詳細的BZ28-2SCEP導管架鋼樁承載力分析?；窘Y論如下：

樁可打入性分析（Ф2.1米/入泥94米）。

基本設計：S-800（90%）錘，技術可行（但要避免土塞）。

詳細設計：S-800/1200錘（67%），考慮土塞均不可行。

安裝設計：S-800/1200錘（75%），考慮土塞均不可行。

海王星公司：D-220錘（68%），考慮土塞均不可行。

輝固（深圳）公司：S-800/1200/1400，考慮土塞存在拒錘風險點。

在88米～90米范圍內，如控制較好，存在打入的可能性，但需要進行鋼樁入泥90米左右承載力復核。

各種打樁錘，均會在鋼樁入泥近70米和近90米處形成危險點。

3 風險應對

3.1 專家會審及其意見落實

工程地質資料和樁基設計的復核：分別按照D220錘、IHC S500錘、MHU 800S錘、MHU 1200S錘和MHU 1900S錘和IHC 1400錘等資源重新進行了打樁分析，考慮到利用現實的小能量打樁錘存在拒錘風險，將準備掏土塞工作作為拒錘應急方案。

針對當時打樁錘狀態和船舶資源狀態優化鋼樁分段：重新核算了樁的入泥深度，確定為最小入泥深度為91米，滿足承載力要求，并在此基礎上重新進行了分段（原來首節樁長度為70500，專家要求接樁土層避免在65米以上，調整后接樁位置在64.2米處。

統一打樁分析參數和條件，重新計算并確定工程對策：在統一基礎數據基礎上，按照新的鋼樁分段長度用不同樁錘進行可打入性分析。

引進打樁動測技術，以其結果作為樁最終入泥深度的參考：已按專家意見同天津勘察院進行了溝通、咨詢，并計劃立項，引進打樁動測技術。

3.2 應急準備及實施策略

由于成本、檔期以及其它各種因素，尋租高效打樁錘的方法實現起來存在比較大的困難，海工的打樁錘最終又成為資源的唯一選擇。因此工程項目組又只能進一步在海上實施策略上作足功課。

首先考慮33米～41米和69米～78米兩個危險層段的拒錘風險，進行了西塊鋼樁的重新分段；其次精心組織設備資源和管理工作，如土塞清理設備和人員作好應急出海準備；三是要求承包商做好樁基承載動測工作；四是調節好海上施工順序，密切各環節的銜接，有效縮短停錘滯留時間。實際上以上幾點是CEP導管架西塊能夠成功規避拒錘的最有效方法，或者說唯一途徑。

4 經驗與啟示

由于數據積累的局限以及分析能力的問題，本文只是基于拋磚引玉地角度對BZ28-2S CEP平臺打樁風險控制過程進行了簡單梳理，其中的分析方法、觀點可能有失偏頗甚至錯誤，但無論如何，工程實踐所帶來的經驗與啟示是有價值的。

4.1 技術風險的控制演變有可能演變為巨大的管理風險

由于項目運行初期階段，各方均未清醒地意識到鋼樁的錘入風險，因此起初并未引起各方的足夠重視，一旦BZ28-2S CEP導管架拒錘風險發生，將會出現前述的巨大管理風險。

4.2 對各種市場資源的了解甚至掌控有助于風險分析與控制

在發現拒錘風險后，通過與市場設計資源的互動，使工程項目組能夠多渠道判斷風險數值，以期采取正確的操作策略。

通過對市場浮吊資源和打樁錘資源的了解，使工程項目組能夠作出正確的決策。

4.3 風險控制點前移

在進行前期研究中也應盡量考慮后期的施工風險。

如果基本設計階段，對打樁風險問題引起足夠重視，則會從項目實施成本、周期、資源等方面作出諸多考慮，使項目實施更為從容。

如果在前期研究階段，如果對打樁風險加以考慮，甚至可以通過設計手段徹底規避拒錘風險，如改變主結構形式、增加輔樁等。

4.4 風險分析手段等各種項目管理手段的應用

本次拒錘風險控制過程中，風險分析起到了非常重要的作用。

無論是頭腦風暴風險分析，還是魚骨圖、決策樹等項目管理手段，均極其有益于項目實施過程中決策方向的正確性。

4.5 信息共享的價值與業內專家的作用

在審查會上，業內專家不僅對方案及報告進行了審查，而且提出了許多寶貴的建議，這些建議為風險控制打下了良好的技術基礎。

專家的作用不僅應在審查會上體現，而且應在專題研究或者日常顧問工作中體現。

渤海地區已經出現了較多不同形式的打樁案例，如能將這眾多的案例進行總結、歸納，并在工程建設界實現共享，將會產生巨大的管理價值。

參考文獻：

[1]佚名.淺海鋼制固定平臺結構設計與建造技術規范 [S].中國海洋石油總公司，1997.

[2]俞振全.鋼管樁的設計與施工[M]. 北京：地震出版社，1993.

[3]李颯，韓志強，楊清俠，等.海洋平臺大直徑超長樁成樁機理研究[J].（8）：241-245.