登陆点拖拉设备布置新工艺研究
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摘 要：随着世界经济发展，能源需求量成倍增长，陆地油气储备有限，全世界对海洋石油、天然气开采越发重视，为了减少海上结构物施工量，很多海底管道直接从海底登陆到陆地，有时近岸段海床滩涂较长，由于潮汐作用，登陆点会在大潮时被海水淹没，在这种环境下施工一直是海底管道登陆拖拉施工难点。本文依托东南亚某项目着重介绍类似工程所采用的登陆点拖拉设备布置新方案，分析此方案在海管登陆拖拉应用中的特点及优势。
关键词：登陆点；钢板桩；打桩锤
1 项目概要
1.1 项目背景
某气田项目位于印度尼西亚马都拉海域，包含安装一座采气平台、FPSO、铺设一条海底管道，为了便于天然气能顺利直接输送至终端，海底管道设计为登陆管线。
1.2 登陆点介绍
某气田项目输气终端位于养殖区后方，输气海管路由需穿越800m长海鲜养殖区，项目组为避免大面积破坏养殖区，将登陆点选择在养殖区与海水交汇處，因此登陆点不可避免会受到潮汐影响。登陆点海拔高度1.2m，海水最低潮水深0.4-1.7m，一年一遇大潮3.17m，涨潮时海水会淹没登陆点及附近区域。采用常规登陆点设备布置方案，存在以下问题：①由于登陆点距离可通行的公里中间有800m 养殖区域，设备无法进场；②登陆点位置无淡水、无供电，设备无法正常运转；③登陆点由于长期被海水浸泡，土质松软，施工设备无法直接就位；③高潮时，所有施工设备会被海水淹没；如果为克服以上施工问题，我们需要进行养殖区征地，土地硬化，满足设备入场要求，登陆点需要浇筑施工操作平台，其费用太昂贵，因此常规登陆点设备布置工艺并不适合此种登陆点施工环境最优方案。
2 拖拉设备布置新方案
2.1 拖拉支持船介绍
拖拉船为一条可坐底平板驳船，其甲板可布置线性绞车，钢缆滚筒以及挖掘机等拖拉设备，采用驳船作为拖拉设备布置基础新工艺有如下优点：①使用平板驳船作为拖拉设备布置基础，可以避免对登陆点区域土地进行平整、硬化，线性绞车等超大型设备可以随船通过海运方式抵达登陆点，避免陆地运输；②平板驳船的应用可以取消常规的围堰作用，海水涨潮情况拖拉设备不会被海水淹没；
2.2 拖拉主要设备介绍
2.2.1 线性绞车
线性绞车作业依靠两组液压钳及两组主推缸交替夹持拖拉钢缆按照一定速度往复运动，持续给拖拉钢缆提供一个恒定拖拉力。如：①1#液压钳夹持拖拉钢缆，2#液压钳打开，在1#主推缸作用下向2#液压钳方向移动；②1#液压钳达到满行程后，2#液压钳夹持拖拉钢缆并提供拖力，1#液压钳打开并移回原位置，同时2#液压钳在2#主推缸作用下继续按照原拖力方向行至最大行程处；③1#液压钳夹持拖拉钢缆并提供拖拉力，2#液压钳打开并返回原位置处，同时1#液压钳在1#主推缸作用下继续按照原拖力放行移动。
2.2.2 拖拉地锚
地锚是一种把需要固定的物体固定在稳固的地面上作为一个生根点，从而提供恒定力确保连接设备不移位。根据工程计算需系固力以及场地实际情况设计地锚形式以及地锚安装设计，由于本项目登陆点为潮汐滩涂段，采用常规混凝土浇筑工艺实施，从设备进场，物料运输，现场施工等多方面考虑都及其困难，而且施工成本极高，为克服以上施工难点，创新发明以打钢板桩工艺替代传统工艺。
2.3 拖拉设备进场
海管登陆拖拉施工是海洋工程界较为关键的一施工环节，同时也是海底管道施工使用施工设备较多的一项工作，因此其施工设备有种类多、单重重量大等特点，设备进场一直是海管登陆拖拉施工难点，尤其本项目登陆点又位于潮汐滩涂段，没有成型公里可以运输大型吊装设备、运输设备进场，经多方面考虑，优化施工设计，降低施工成本，缩短施工工期，最终择优选择以平板驳船作为施工设备载体，携带施工所需要的400吨线性绞车、400吨动力站、发电机、5000m拖拉缆、长臂挖掘机、地锚安装所需要的钢板桩等多种设备及施工物料利用高潮期，排空压载水在浅水拖轮配合下直接航行至设计位置处就位，然后压载坐至海床，形成一个可用于施工的作业平台，从而避免传统“三通一平”（“三通一平”工作主要包括通水，通电，通路以及场地平整）施工工作内容，大大缩减施工工期及施工成本。
2.4 设备连接、安装
施工作业平台（平板驳船）“建设”完成后，利用驳船进场携带的长臂挖掘机，打桩机，钢板桩等物料开始进行地锚安装工作。通过计算分析，利用400mm×12m钢板桩在平板驳船后海床设计位置处使用打桩机横向安装一条12m长铁墙（共计安装30根钢板桩），铁墙深度12m，根据海管拖拉最大力设计一根承重抗拉梁，利用低潮期间开挖铁墙后方海床泥沙，将横梁埋设，承重抗拉梁连接吊点由原先钢板桩设计开孔位置处穿过，通过已备好的背拉钢丝绳与平板驳船上400吨线性绞车连接，这样在海管拖拉过程中400吨线性绞车为整个拖拉过程中发力点，通过背拉绳将力传到至承重抗拉梁，承重抗拉梁又将拉力传导至铁墙，铁墙作为拖拉过程中最终受力点，确保线性绞车在拖拉过程中的稳定性，一个新型地锚安装工作全部完成，后续可以进行海管拖拉缆布设以及海管登陆拖拉作用。
3 结论
本套新型登陆点拖拉设备布置新工艺在某项目中顺利实施，成功解决了海管登陆拖拉施工时遇到潮汐滩涂段设备无法进场就位难题，对传统海管登陆拖拉设备进场方案进行了补充，为后续同类项目具有极高可借鉴和学习意义。
作者简介：
魏作水（1985- ），男，大学本科，中级工程师，主要从事海洋工程方面的工作。
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