緬甸仰光外海引航站限制空間水下鋼套管安裝工藝探析

孫二猛

摘 要：本文介紹了緬甸仰光外海引航站項目在限制空間的條件下，安裝水下鋼套管的施工工藝。針對現場施工條件局限：鋼套管單根超長、安裝高度限制、空間限制、浪高流急、浮排作業時間短等特點，對安裝工藝進行了探討與分析。

關鍵詞：限制空間;水下鋼套管;安裝工藝

中圖分類號：U655 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2019）12-0097-02

1工程概況

1.1項目簡介

仰光外海引航站項目位于仰光港外海水域的錨泊區（位于仰光河口外約20海里處，即東經96°16.7″，北緯16°12.7″），主要為外國船舶經仰光河入港提供引航服務，同時為緬甸國家港務局工作人員提供基本生活保障。

1.2鋼套管安裝設計要求

本項目設備間平臺基礎為35根直徑1.2m鋼管樁斜樁，樁長為62m～65m;設備間共需安裝4根長度10.8m的鋼套管，其中消防水泵鋼套管2根直徑為610mm，海水淡化取水泵鋼套管2根直徑為273mm。鋼套管頂與設備間平臺底板頂齊平，標高為+8.0m，設備間平臺底標高為+6.0m。鋼套管壁厚12mm（Ф610鋼套管+法蘭+抱箍重量為3t，Ф272鋼套管+法蘭+抱箍重量為1.4t），鋼抱箍厚度為20mm、高度為500mm，鋼套管與設備間平臺基礎鋼管樁采用型鋼焊接鏈接，型鋼為20#槽鋼雙拼對扣，型鋼長度為1.2m～2.5m不等，所有輔助鋼制材料均需做防腐處理。鋼套管需按技術規格書要求做厚漿型聚氨酯涂料以抗海水腐蝕，涂層厚度不小于80μm。鋼套管安裝平面圖見圖1。

圖1 ?鋼套管安裝平面圖

2本項目鋼套管安裝施工難點分析

2.1安裝空間局限

本項目設備間凈高為4.5m，底板厚度為2m。前期施工為趕雨季（6月～9月）之前盡量完成上方房建鋼筋砼結構，因船舶占位問題故將消防取水、海水淡化取水立式長軸泵的鋼套管安裝推遲至雨季之后再進行安裝，同時結構施工時在相應位置上方梁底預埋了吊耳。

由于安裝空間的局限性，故考慮在鋼套管制作時按照每根分成3節進行分段（3.5m、3.8m、3.5m），連接位置加裝法蘭盤，采用不銹鋼螺栓進行連接加固，單節套管下沉前對接觸的法蘭盤進行滿焊，同時做好防腐處理。

2.2風浪條件惡劣

本項目所在位置風大浪大，水流湍急，每天有2個高平潮，2個低平潮，浮排僅在低平潮時段1h可在水中作業，不作業時需用現場臨時塔吊吊至平臺存放，除去浮排起吊、浮排拉繩就位、工作準備等時間外，浮排每日有效工作時間約0.5h，利用率極低。

鋼套管安裝時，施工人員、電焊把線、鋼抱箍、型鋼、腳手架、鋁合金走道板等輔助材料，均從設備間內預留鋼套管孔洞（2m×2m）井口轉至下方。由于浪高流急，故分節安裝鋼套管時需及時做好加固措施，避免因波浪及水流因素導致鋼套管平面位置及垂直度不滿足要求。

3鋼套管安裝施工工藝選擇

3.1分節下沉鋼筋籠支撐樁工藝可行性分析

擬采用分節制作鋼筋籠（按照3.5m每節），Ф610鋼套管位置下放12根主筋為?32，箍筋為?16（間距300mm）的鋼筋籠，單節鋼筋籠重量為0.3t;Ф273鋼套管位置下放8根主筋為?32，箍筋為?16（間距300mm）的鋼筋籠，單節鋼筋籠重量為0.19t。鋼筋籠節與節之間采用焊接連接，分節下放時采用設備間現有梁底預埋吊耳，掛5t手拉葫蘆起吊，測量放線，在鋼套管正位四周焊接工字鋼框架進行限位。

根據地質資料顯示：-7m～-23.0m為淤泥層，-23m～-38m為淤泥質粘土層，-38m～-45m為粘土層，-45m下方為砂層;預計鋼筋籠靠自重能下放至-27m標高，需要鋼筋籠35m，共10節，故單根Ф610鋼套管的鋼筋籠支撐樁重量為0.3t×10=3t;單根Ф273鋼套管的鋼筋籠支撐樁重量為0.19t×10=1.9t。本項目鋼套管所需支撐樁鋼筋總量為3t×2+1.9t×2=9.8t。

采用鋼筋籠支撐樁可行性分析如下：

（1）入土深度無法保證：當鋼套管連接下方支撐樁一起靠自重下沉時，鋼套管+鋼筋籠支撐樁底部土層包裹力無法抵消水流沖刷力而發生位移;亦可能發生鋼套管+鋼筋籠支撐樁安裝時，遇到堅硬土層，靠自重不下沉的情況，此工法成功率無法把握。

（2）鋼筋籠支撐樁無法拔除，長此以往，海水腐蝕會對鋼套管耐久性產生影響。

（3）鋼筋籠支撐樁10節共35m長，撓度大，對鋼套管定位及垂直度影響，若產生傾斜，則給后續長軸泵及電機的安裝造成影響。

（4）需要借助浮排進行加固，因浮排使用時間有限，故安裝工期較長。

（5）從成本角度考慮，需浪費近10t鋼材，同時鋼筋籠支撐樁加工亦費工費時。

3.2搭設井字型“導向架”工藝可行性分析

根據現場情況分析，采用腳手架鋼管在預留孔洞位置搭設井字型導向架（見圖2），孔洞每邊間隔1m設置1根豎向腳手架鋼管，設備間底板下方每間隔1m設置一道橫向鋼管圍成井字型，方便輔助材料及人員上下，便于人工對鋼套管進行加固。

圖2 ? E-E斷面鋼套管導向架示意圖

鋼套管安裝前，先將導向架搭設加固完成，然后進行鋼管樁鋼抱箍施工。

鋼套管安裝時，采用梁底手拉葫蘆將鋼套管緩慢下沉，直至上端法蘭盤至井口頂部，法蘭盤下方采用焊接工字鋼框架支撐，然后松開手拉葫蘆，起吊第2節鋼套管，使下部法蘭盤位置與第1節頂部法蘭對接，采用不銹鋼螺栓連接緊固，再將法蘭接縫處滿焊，做好防腐，葫蘆拉起第1、2節鋼套管，撤走工字鋼框架，繼續下沉;第3節安裝與第2節安裝相同，當第2、3節下沉之前，需要在相鄰鋼管樁抱箍位置做好臨時支撐結構，采用5m長20#槽鋼焊接連接至相鄰鋼管樁抱箍位置，同時根據鋼套管位置分別挑出2條16#槽鋼進行限位，并把支撐結構槽鋼相交位置焊接牢固。

當3節鋼套管下沉至標高后，采用型鋼焊接連接鋼管樁與鋼套管的抱箍位置，最后做好所有焊接位置的防腐處理，待全部加固完成后，逐步拆除導向架，安裝井口封底模板（吊模工藝）、孔洞內鋼筋綁扎，最后澆筑砼。

采用搭設井字型導向架工藝可行性分析如下：

（1）減少浮排使用，降低項目安全風險。施工人員、鋼套管、輔助材料等均由預留孔洞井口向下運輸，減少或不使用浮排，降低安全風險。

（2）確保鋼套管定位準確，減少風浪、水流等因素的影響，安裝工期大大縮短。

（3）避免潮水對施工人員安全的影響。施工人員在設備間平臺底做加固工作時，當潮位上漲時，可立即通過導向架從井口爬出。

（4）降低施工成本，輔助導向架及臨時支撐結構均可在鋼套管加固完成后拆除，不影響后續的正常使用。

3.3兩種工藝可行性分析結論

通過對分節下沉鋼筋籠支撐樁工藝及搭設井字型輔助導向架工藝的可行性對比分析，無論從安全性還是從經濟性比較，導向架工藝均優于鋼筋籠支撐樁工藝，最終本項目鋼套管安裝采用輔助導向架工藝并取得圓滿成功。

4結束語

“導向架”輔助安裝工藝有效解決了空間狹窄、風浪條件差、可作業時間短的難點，在外海極端環境下，充分利用現有的設備條件成功完成水下超長鋼套管的安裝施工，在服務仰光外海引航站項目的同時，也為類似外海項目施工提供了參考。

參考文獻：

[1] JTJ 295-2000，《開敞式碼頭設計與施工技術規程》[S].

[2] JTJ 244-2005，《港口設備安裝工程質量檢驗標準》[S].

[3] JTJ 280-2002，港口設備安裝工程施工技術規范[S].