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水上運輸的優點和缺點范文第1篇

關鍵詞：長山大橋;吊箱圍堰;砼底板

1、工程概況

1.1 工程簡介

大連市長海縣長山大橋是遼寧省和大連市重點工程，大橋采用雙向四車道一級公路標準，設計速度60公里/小時，大橋全長1790米，主橋為三跨預應力混凝土雙塔雙索面矮塔斜拉橋，主跨260米為國內同類型橋梁最大跨徑，主橋寬23米，跨徑布置采用140米+260米+140米；引橋為25×50米現澆預應力混凝土連續箱梁。長山大橋于2010年10月開工建設，工程總投資5.79億元。

長山大橋引橋下部結構為倒花瓶式橋墩，4根φ2.5米鉆孔樁基礎，承臺為高樁承臺，頂面標高+2.5米，承臺厚3米， 10.65米×10.65米的矩形承臺。

根據本標段地質及水文潮夕資料，0#橋臺、1#墩承臺、28#橋臺采用陸地施工法施工，2#墩承臺、27#墩承臺采用單壁鋼圍堰法施工，3#墩～11#墩、18#墩～26#墩承臺均采用混凝土底板+鋼側板組合吊箱圍堰進行施工。

吊箱圍堰布置圖見圖1.1-1, 1.1-2。

圖1.1-1吊箱圍堰立面布置圖

圖1.1-2吊箱圍堰平面布置圖

1.2水文條件

該海域基本屬于正規半日潮性質,潮位特征值為：設計高水位1.98米，設計低水位-2.03米，極端高水位3.08米，極端低水位-3.63米，施工水位0.07米。

2、圍堰施工方案比選

由于本工程水中墩承臺均為高樁承臺，承臺頂面標高+2.5米，承臺底面標高為-0.5米，設計要求封底砼1.5米厚，即封底砼底面標高為-2.0米。而本工程設計低水位-2.03米，正常施工水位+0.07米。結合實地觀測，大潮和中潮期間最低潮水位時，水位略低于-2.0米；小潮期間最低潮水位時，水位高于-2.0米，每天潮水位高差4米左右，墩位處水位最深達21米。因此，本工程承臺圍堰采用吊箱圍堰法進行施工。

本橋共有21個10.65米×10.65米的矩形承臺全部需要水中施工，針對本工程使用量大，且圍堰底面基本都在水面以下，安裝拆除倒用困難的特點，結合施工可拆除性和經濟成本因素，我們編制了4個方案進行比選：

(1) 自浮式鋼套箱圍堰方案。制作自浮式鋼底板，優點可倒用，施工速度快，水上轉運方便；缺點和風險，一是底板拆除困難，需要水下脫模，頂脫模難度大；二是潮水高差大，且大潮期間最低潮水位會低于-2.0，浮箱圍堰底板使用會受到限制。

(2) 采用鋼底板不封底方案。優點是制作和安裝的施工速度快，工作效率高；缺點，鋼底板在水下拆除困難，一次性使用，沒法倒用，全橋投入量太大，不經濟。且不澆筑封底混凝土的方案還要報請業主、設計等單位審批，不一定能通過。

(3) 采用鋼底板+封底混凝土方案。優點是制作和安裝相對較快，鋼底板投入量相對較小；缺點，鋼底板仍然是一性使用，全橋投入量較大，不經濟。

(4) 采用混凝土底板+鋼側板方案。圍堰底板混凝土標號為C30，承臺施工完畢后，底板不進行拆除，作為封底混凝土的一部分為永久性結構。優點是混凝土底板既作為圍堰底板，也作為封底砼的一部分，可以進行計價收入，經濟合理，比鋼底板節約成本綜合折算約200多萬元。不足之處，砼底板施工速度慢，倒運和拼裝時吊重大，需要50噸以上設備起吊設備配合。

綜合以上方案比選，結合長山橋施工現場實際情況，引橋承臺墩身施工不制約引橋上部結構施工，且現場有履帶吊和水上浮吊，不需要另外增加大型起吊設備。因此，最終確定采用第四種方案，即混凝土底板+鋼側板組合吊箱圍堰的施工方案，底板分為四塊預制，現場墩位處進行拼裝聯結形成整體底板，單塊吊量不超過25噸，方便倒運和吊裝。事實證明，此舉能夠在有效保證結構安全質量的前提下，實現了施工進度可控，經濟效益可觀的良好局面。

3、組合吊箱圍堰施工方法

3.1施工流程

組合吊箱圍堰施工工藝流程：搭建圍堰組拼平臺混凝土底板拼裝混凝土底板調整圍堰吊掛系統及導向裝置安裝圍堰側板及內支撐安裝圍堰下放護筒堵漏圍堰封底承臺施工圍堰拆除。

3.2搭建圍堰組拼平臺

在鋼護筒上測量放點，在鋼護筒的指定標高位置割除開洞，安裝好4條牛腿，搭建混凝土底板拼裝平臺。安裝完成后對牛腿及分配梁標高、位置進行復核。

3.3混凝土底板拼裝

吊箱圍堰混凝土底板尺寸為10.65米×10.65米，厚40cm，由四塊鋼筋混凝土預制板組合而成，板與板拼接處為20cm的混凝土濕接頭。砼底板在生產區進行預制，預制完畢后用平板車運輸至沙石碼頭，50t浮吊作為吊裝設備，用駁船運輸至施工墩位處。利用50t浮吊拼裝圍堰底板，使四根鋼護筒分別穿入底板預留孔中，緩慢下放底板至護筒牛腿上，將事先安裝好的吊掛吊桿與圍堰錨固點連接，將圍堰底板吊掛在扁擔梁上，調整底板平面位置及水平度后將底板與護筒、扁擔梁的間隙采用木塊抄緊，防止底板晃動。并調整四塊底板的標高與水平方位，使其高差不大于5mm，焊接底板預埋件，對四塊底板進行連接，將4塊底板連接成整體。對底板拼接處縫處混凝土澆筑。

3. 4 圍堰吊掛系統及導向裝置安裝

在鋼護筒上測量放點，以4根樁基樁位中心為基準，拉出4條“井”字型弦線，以此為標準安裝護筒頂扁擔梁及導向結構，并在設計標高位置安裝牛腿、下放導向、底板吊掛扁擔梁。圍堰吊掛系統及導向裝置安裝布置圖見圖3-1。

圖3-1 圍堰吊掛系統、導向裝置安裝圖

3.5 圍堰側板、內支撐安裝

待圍堰底板拼裝完成后，在底板牛腿上安裝側板及內支撐。側板與底板之間采用銷軸連接，背帶對準鉸座，安裝就位后，將其臨時固定。側板間拼縫及側板與底板間拼縫均墊設防漏膠皮并壓緊，側板與底板間連接豎向利用長拉桿拉緊，并在外側拼縫位置壓注發泡材料及砂漿止水；水平向利用U型槽限位，抵抗水壓力及混凝土側壓力。側板間靠連接螺栓擰緊，并將側板的圈梁用拼接板等強連接。側板安裝完成后，安裝圍堰內短支撐。

3.6圍堰下放

待圍堰底板、側板、內支撐及吊掛系統安裝且調平后，進行圍堰的下放。利用底板吊掛系統，整體抬升底板5cm，拆除鋼護筒上的牛腿，并設置圍堰下放導向裝置，通過吊掛系統緩慢下放圍堰，圍堰每下放5cm，需調平一次。鋼吊箱圍堰下放至設計標高并將吊箱底板與鋼護筒臨時限位，低水位焊接吊桿與護筒之間連接板（即支撐牛腿），并拆除吊掛系統進行體系轉換，體系轉換后割除多余鋼護筒及撐桿。

3.7護筒堵漏

根據鋼護筒周圍空隙情況，準備相應的布袋裝干砂拌水泥進行人工堵漏，如局部位置空隙較大（10cm～15cm之間），應利用合適大小鋼筋網帶或薄鋼板放入喇叭口底。選擇低潮位時將布袋沿著喇叭口周圍鋪設，順著護筒喇叭口下端與護筒間空隙塞入，進行水下初步堵漏。在需封堵的喇叭口四周布置水下砼灌注用φ120mm小導管，每個喇叭口位置設4個灌注點，每點連續灌注一次完成，對喇叭口逐個進行砼灌注。喇叭口堵縫砼為水下C20砼，要求具有良好的流動性和水下不離析等性能，滿足堵縫的要求。

3.8 圍堰封底

由于在大潮期間，最低潮位時底板面能夠露出水面，因此封底砼應盡量選擇合理時間快速澆筑，進行干封。同時考慮死汛期間，或工期緊張時，采用水下封底方案備用。圍堰封底前需檢查連通孔是否打開及暢通。封底混凝土采用C20水下混凝土，封底混凝土厚度1.1m（不拆式混凝土底板厚0.4米），封底混凝土底標高-1.6m。根據圍堰平面尺寸及護筒布置，采用2套導管同時進行水下混凝土封底施工（封底砼由中間向四周依次灌注），導管長度6m，采用φ273鋼管制作，2套導管分別布置在2個臨時澆筑平臺上。

封底混凝土灌注順序是根據導管的布置依次進行，并且應對稱、交錯地依次拔球、灌注。封底混凝土灌注方法與鉆孔樁混凝土灌注類似，整個混凝土灌注過程中，須避免混凝土的任何一個接頭面出現初凝現象，以確保混凝土的整體性。混凝土灌注過程中，應加強測量工作，以確保整個圍堰內的封底混凝土標高滿足施工設計要求。

須合理選擇封底混凝土澆筑時間，以確保封底結束時混凝土頂面能夠露出水面，然后人工對混凝土面進行振搗、找平，尤其護筒周圍的封底混凝土必須振搗密實，圍堰側板四周混凝土必須確保平整。待封底混凝土強度達到設計要求后，關閉側板連通孔，割除護筒，鑿除樁頭，清理圍堰基坑進行承臺施工。

3.9 圍堰拆除

承臺混凝土強度達到70%以后，且在混凝土澆筑10天后進行圍堰的拆除（設計要求浪濺區以下新澆混凝土必須保證在10天內不受海水侵蝕，浪濺區標高為0.98～3.48米）。圍堰拆除時首先解除圍堰內支撐，低潮位時解除側板與底板之間的頂緊拉桿，拆除圍堰側板。

4、施工體會

4.1優點。本方案混凝土底板既作為圍堰底板，也作為封底砼的一部分，經濟合理，比一次性投入鋼底板，節約成本較多，經濟效益可觀。且承臺施工完成，拆除側板后，底板、封底及承臺均為砼，低潮位時整體外觀較好。如果采用鋼底板不拆除，外露時不利于防腐，且外觀也比較難看，還要增加處理工序和費用。

4.2不足。施工速度相對較慢，倒運、拼裝、澆筑濕接頭均要在現場墩位上完成，占用3~4天的時間。且施工過程中需要大型起吊設備配合，下放過程中，對同步要求較高，否則砼板扭曲破壞可能性大。沒有鋼底板施工輕便及塑性變形能力強。

4.3總結。在工期允許，有起吊設備配合的條件下，使用混凝土底板還是比較經濟。只要精心控制，用心拼裝，同步下放，圍堰結構的安全質量還是能夠做到平穩可控的。

參考文獻

［1］公路橋涵施工技術規范（JTJ041-2000）

［2］大連市長海長山大橋工程施工組織設計

作者簡介： 楊忠勇，男，本科

水上運輸的優點和缺點范文第2篇

【關鍵詞】 原料;運輸;灌注;澆筑;養護

一、混凝土的拌制

1.混凝土拌制形式。有大型攪拌站(生產商品混凝土)、小型攪拌站(配合混凝土攪拌)和水上混凝土廠(適于深水橋墩基礎)等。

2.基本要求。混凝土拌制分人工拌制和機械攪拌。人工攪拌一般只能用于少量混凝土工程的塑性混凝土或半干硬性混凝土。不管采用機械攪拌或人工攪拌,都應使攪拌混合均勻,石子表面包滿砂漿,顏色一致。如果需要摻合添加劑,應先把添加劑調成溶液(可溶性添加劑)再人工拌合水中,然后于其他材料拌勻。整個施工過程要注意隨時檢查和較正混凝土的流動性或工作度(坍落度),要嚴格控制水灰比,不得隨意增加用水量。

二、混凝土的運輸

1.運輸方式。吊斗(近距離運送)、混凝土拌合車(遠近距離輸送)、混凝土泵(適用低流動性混凝土)等。

2.基本要求。混凝土應以最少的運轉次數,最短的距離迅速從攪拌地點運送至灌筑位置。混凝土從拌合機內卸出,經運輸,灌注至搗固完畢的時間不能超過規定的允許時間,如超出規定時間應在灌注點檢查其稠度,并應制作試驗塊檢查其強度,混凝土從高處傾落也會發生離析,一般不宜超過 2米,如傾落高度大于l 0米,應在串筒內附加減速葉片。

三、混凝土的灌筑

1.混凝土灌注之前必須仔細檢查模板和鋼筋尺寸,預埋構件的位置。還要檢查模板的緊密程度和模板表面是否清潔。灌筑方法分為:分層澆筑和一次澆筑,分層澆筑分斜面分層和水平分層兩種。混凝土的灌筑方法直接影響到混凝土的密實度和穩定性,這對混凝土的質量影響較大,必須根據混凝土伴制能力、振搗能力、運距、灌注速度以及氣溫等因素,認真制定混凝土的灌注工藝。

2.當構件高度、厚度較大時,為保證混凝土能夠振搗密實,就應采用分層澆注法。分層澆筑厚度與混凝土的稠度及振搗方式有關。一般情況下,如用插入式振搗器進行振搗時,分層澆筑厚度以振搗器作用部分長度的1.25倍為宜,如用平板振搗器振搗時,分層澆筑厚度不能超過20cm,薄腹T型梁、箱梁、梁肋,當用側向著式振搗器時,分層澆筑厚度一般在30～40cm為宜。

(1)中小跨徑的T型梁一般均采用水平分層澆筑,對于又高又長的梁體如果混凝土供應跟不上水平分層澆筑的進度時可采用斜層澆筑方法,可由梁一端澆向另一端。

(2)空心板梁,一般先澆筑底板,再立芯模,扎焊頂面鋼筋。然后灌注肋板和面板的混凝土,等到混凝土初凝后,即可抽卸芯模。

(3)分層澆筑時,應在前層混凝土開始凝結之前,即將次層混凝土灌注并振搗完畢。上下兩層灌筑時間相隔不能超過l小時(氣溫30度以上時)或1.5小時(氣溫30度以下),也可以通過試驗確定允許的相隔時間。

(4)如果灌筑次層混凝之前,前層混凝土已經凝結,混凝土強度大于1200KPa的要求后,經過結合縫處理才能澆筑到2500KPa后,再可灌筑次層的混凝土。

(5)新老混凝土結合縫處理應注意以下事項:應鑿除老混凝土表面的水泥漿和較弱層,使接縫面鑿毛并用水洗干凈;如接縫為應刷一層凈水泥漿,如果是水平接縫可在接縫面上鋪一層與混凝土相同而水灰比略小的l～2Cm厚的水泥砂漿;斜面接縫應將斜面鑿毛呈臺階狀;重要部位接縫或地震區的構造物,灌筑前應加錨固鋼筋,接縫處振搗時振搗器應離開先澆混凝土表面5～l0cm。

四、混凝土的澆筑

混凝土的拌合料具有振搗時暫時流動的特性,振搗時混凝土拌合料中的粗骨料靠自重向下沉落并互相滑動擠緊,滑料之間的空隙被流動的水泥砂漿所充滿,空氣則以氣泡形式浮到混凝土表面上被排出。這樣混凝土就得到密實,大大提高混凝土強度和耐久性,并使混凝土達到內實外光的要求。

1.振搗方式。混凝土的振搗有人工振搗和機械振搗兩種。人工振搗指用鐵釬進行振搗,只適用于坍落度大,混凝土數量小或鋼筋過密機械振搗不太合適的一些部位的振搗體。大體積的混凝土必須用機械振搗。混凝土振搗設備種類較多,有附著式振搗器、插入式振搗器、平板式振搗器、振動臺等。

2.基本要求。混凝土振搗應當注意振搗器的選用,對于石料粒徑較大的混凝土應選用頻率較低的、振幅較大的振搗器效率更好,反之應該選用頻率較高而振幅較小的振搗器材為宜。混凝土振搗中,要掌握每次振搗時間,振搗時不宜超長也不能過短。一般振搗至無顯著汽泡上升,混凝土表面出現薄層水泥漿、表面達到平整為適度。如用附著式振搗器,因其效率差,一般要振搗約兩分鐘左右即可。插入式振搗器因振搗效果好一般振搗時間l5～30秒為宜。平板式振搗器,每個位置上停留振搗時間約25～4 0秒鐘為宜。

五、混凝土的養護與拆模

1.混凝土的養護

混凝土中水泥的水化作用就是混凝土的凝固、硬化和強度發育的過程,它與周轉的環境,有密切的關系。當溫度低與5度時,混凝土的硬化速度減慢,當溫度下降至-2O度以下時,混凝土硬化基本停止。在干燥的天氣中混凝土中水分迅速蒸發,一方面使混凝土表面劇烈收縮而導致裂縫;另一方面當游離水份完全蒸發后,水泥水化作用也就停止,混凝土的硬化也停止。混凝土澆筑后就應立即進行適當的養護,以保持混凝土硬化發育所需要的溫度和濕度。

2.混凝土養護方法有自然養護法和加熱養護法

(1)自然養護方法是待混凝土終凝后,在構件上覆蓋草袋,麻袋,稻草或砂子等,經灑水以保持構件經常處于濕潤狀態。自然養護方法的養護時間與水泥品種和是否摻用塑化劑有關。一般情況下,用普通硅酸鹽水泥的混凝土養護以7個晝夜以上為宜。礦碴水泥,火山灰水泥或摻用過塑化劑的養護時間以14晝夜以下為宜,每天的澆水次數,以能使混凝土保持充分的潮濕為度。灑水次數:在一般氣候條件下,當溫度高于l5度時,前三天內白天每隔 1～2小時澆水一次,夜里至少澆水 2～4次,在以后的養護期間可酌情適當減少即可,但干燥的氣候條件下或大風天氣中應適當增加澆水次數。

(2)加熱養護法。為了加速模板周轉和加快施工進行,可采用加熱養護發。此法指采用蒸汽法養護混凝土。

3.混凝土的拆模

混凝土經過養護,強度達到規定要求后,即可拆除模板,拆模應該先拆不承重模板,后拆承重模板為宜。

水上運輸的優點和缺點范文第3篇

案的優缺點及各自適用范圍，提出了建立長效海底管線泄漏應急處置預案的具體措施，從而將

海底管線發生泄漏造成油田停產損失及環保風險降到最低。

關鍵詞 海底管線；應急預案；機械管卡；球形法蘭；旋轉法蘭；PII技術

中圖分類號TE832 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）57-0050-02

0 引言

海底管線按照輸送介質可以分為：原油輸送管線、天然氣輸送管線、注水管線、生產水輸送管線等；按照管線的結構形式可以分為單層管、雙層保溫管、水泥配重管等；按照管線路徑可以分為平臺間管線、平臺到外輸單點間管線、平臺到陸岸終端管線等。目前隨著我國海上石油開采工業的不斷發展，已在渤海、南海、東海等海域鋪設了數十條海底管線，總長度已超過2 000km。海底管線被喻為海上油氣田的生命線，海底管線安全可靠運行是海上油氣田正常生產的根本保證。但是由于海底管線地理位置的特殊性和復雜性,海底管線的泄漏是無法完全避免。雖然我國海上石油開采作業起步比較晚，但也已經有近30年的歷史，很多海上油氣田都已經進入到中后期，海底管線由于腐蝕、疲勞、船舶起拋錨、拖網捕魚或其他因素造成泄漏的事件已經逐步顯現出來，并且也引起了相關部門的高度重視。因此認真分析海底管線產生泄漏的原因、研究安全高效的海底管線修復技術、制定必要的海底管線修復應急預案，力爭將泄漏造成的損失降到最低已經成為海上石油開采面臨的重要的課題之一。

1 造成海底管線泄漏的主要原因分析

導致海底管線泄漏的原因是多方面的，歸納起來有以下幾種：1）管線疲勞腐蝕造成泄漏。海底管線通常的設計壽命在10年～30年左右，由于海底管線的輸送介質都不同程度含有腐蝕性物質，因此到了設計壽命的后期會因為腐蝕穿孔造成泄漏。特別是在油氣田開采的中后期，地質情況和預計情況會有一定的出入，導致海底管線的實際運行工況（溫度、壓力、含水率、流量等）和設計工況有較大出入，從而進一步加大海管泄漏的幾率；2）突發機械外力損傷造成泄漏。很多海底管線的路由都處于航道下方，可能會因為船舶的拋錨或其他的一些海上作業，造成海底管線機械外力損傷引起泄漏；3）管線周圍泥土長期受到涌流沖刷，造成管線懸空，從而產生較大應力對管線造成破壞導致泄漏；4）管線設計不合理、管線本身的材質缺陷和管線施工中造成的損傷未能及時被發現；5）由于操作不當或安全系統操作失靈等因素導致海管憋壓泄漏；6）自然災害如地震、海嘯等不可抗因素造成管線破壞導致泄漏。

2 海底管線泄漏帶來的嚴重后果

由于海底管線在海上石油開采中的重要作用和其特殊的地理位置，因此海底管線出現泄漏所造成的影響和后果都是非常巨大。主要體現在兩個方面：1）引起油氣田停產或減產帶來巨大的經濟損失。海底管線建造時為了確保其在設計壽命期間具有很高的可靠性，從設計到選材都采用十分嚴格的標準和規范，海底管線的材質一般都采用API5LX52ERW以上的鋼管，這種材料以前大部分都需要依賴進口，目前國內也只有少數企業才能夠生產。另外海底管線鋪設的難度和風險都遠高于陸地管線，上述因素直接導致了海底管線高昂的建造成本。為降低建造成本，一般海底管線設計時都沒有備用管線。所以海底管線作為海上油氣田開采的運輸通道，一旦出現泄漏，基本上都會造成油田停產或減產；2）造成嚴重的海洋污染和巨大的資源浪費。海底管線由于其特殊的地理位置和輸送介質的特性，一旦出現泄漏不僅會引起嚴重的海洋環境污染，而且也會造成巨大的資源浪費。近年國內外已發生多起由于海底管線泄漏導致的海域污染事件，并且已經引起國際環保組織的高度重視。

3 目前常用海底管線維修方案各自特點及適用范圍

3.1 利用機械管卡進行修復

這種方案適用于管線整體狀況良好，僅在一兩個部位集中出現穿孔泄漏，并且泄漏點附近的管線沒有大的變形。此種方法特別適用單層管線的快速修復。對于雙層管線只要準確定位內管泄漏位置，然后切除內管漏點處一定長度的外管也可以應用。這種維修方案最大的特點和優點就是安裝簡單、效率高、成本相對較低。目前這種維修方案中用到的關鍵維修材料機械管卡，國內完全可以自己加工生產，質量也能夠滿足要求。具體維修過程如下：

1）找到管線準確的泄漏位置，如果是雙層管需要找到內管泄漏點，并將泄漏點處的外管切除一部分，外管切除的長度要滿足下一步安裝機械管卡的長度要求；

2）對于填埋管線，要用吹泥設備在管段泄漏點四周吹出一定尺寸的安裝坑道，制造出管卡的安裝空間；

3）根據管卡的安裝尺寸要求對泄漏點附近的管線表面進行清理打磨；

4）在浮筒或施工船吊車配合下安裝機械管卡并上緊到設計扭力；

5）按照實際生產要求對整條管線進行試壓。

3.2 利用機械連接器、球形法蘭和旋轉法蘭進行修復

這種方案適用于海底管線出現較長管段的損壞或變形引起泄漏的情況，尤其是當利用機械管卡沒法進行有效修復時，這種方法會體現出其優越性。但是這種方案本身具有施工難度大、技術含量高、成本高的缺點。目前這種方案中使用的機械連接器、球形法蘭和旋轉法蘭主要依靠進口。具體維修過程如下：

1）根據管線的損壞程度，確定損壞管線的切割長度；

2）利用吹泥設備在計劃更換管段周圍吹出一定尺寸的作業坑道，制造下一步切割和安裝的空間；

3）利用液壓自爬式切割機切除損壞的管段，如果是雙層管，還要根據機械連接器的安裝尺寸要求，在左右切口處將外管切除一定長度；

4）利用施工船起重設備將切除管段吊開；

5）對兩邊切口的管線表面進行清理打磨；

6）在左右管線頭處安裝機械連接器；

7）將預制好的兩端裝有球形（旋轉）法蘭的管線吊裝就位；

8）進行機械連接器和球形（旋轉）法蘭的調整和連接螺栓緊固；

9）按照實際生產要求對整條管線進行試壓。

3.3 水上焊接和水下干式艙修復方法

除了上述兩種修復方法外，還可以先在水下把管道切斷或切除破損段,然后把兩邊管頭吊出水面,進行水上焊接修復。目前較先進的修復方案是一種稱為水下干式艙的修復方法，我國自行研制的擁有自主知識產權的“十五”863計劃項目“水下干式管道維修技術”已經在渤海進行過試用并已經取得成功。水下干式高壓焊接維修步驟為切除破損管段，在水下安裝焊接工作艙。向工作艙內注入與檢修海域水深相同壓力的高壓氣體，形成干式環境后，即可進行修復海管管端，安裝短節，實施水下干式焊接等作業。這種修復方法的成本高、技術含量高，但由于在干式艙內提供的海管修復環境幾乎和陸地相當，因此更能夠保證修復的質量。

3.4 檢修注意事項及露點查找方法

需要說明的是，無論采用哪一種方案，在進行海底油氣管線維修前都要嚴格按照規范進行置換清洗，否則可能在整個維修中造成二次環境污染。同時如何快速準確的定位漏點，是保證快速修復的關鍵環節。在進行漏點定位時，對單層管可以采用向管線內注氣查找漏點，這種情況相對簡單。但對雙層管漏點的定位就相對困難些，因為外管漏點和內管的漏點位置不一定重疊，實踐證明內管漏點和外管漏點可能相差幾十甚至上百米遠。對于雙層管漏點查找，可以通過在外管開觀察孔或切環向切口，然后向管內注氣，通過比較觀察孔處氣體泄漏的大小和方向，逐步縮小內管漏點范圍，直至最終鎖定內管漏點位置。

4 建立海底管線應急預案的具體措施

隨著海洋石油開采力度的不斷加大，海底管線的數量日益增多，并且很多在用的海底管線都已經接近甚至超過設計壽命，因此海底管線泄漏的隱患也日益嚴重。為了有效的預防海底管線泄漏帶來的經濟損失和環保風險，海底管線所有單位制定系統的海底管線應急維修預案顯得日益迫切，具體包括如下內容：

1）認真做好海底管線基礎資料的整理和管理工作。對每條海底管線建立各自的檔案，詳細記錄海底管線的相關參數如：管線起始/止點坐標、管線長度、管線路由情況、管線的填埋情況、設計壓力、設計溫度、設計流量、管線材質及壁厚、管線內外表面的防腐材料及厚度、犧牲陽極的布置等；

2）利用目前先進的PII（管線完整性檢測）技術對海底管線制定出詳細的檢測計劃，對海底管線的腐蝕狀況、填埋狀況等進行定期檢測。根據每條海底管線的檢測結果，制定出相應的維護計劃，對發現的隱患及時進行整改，力爭將隱患消除在萌芽狀態。對檢測結果顯示管線的腐蝕速率異常情況，要進行深入調查，找出原因并制定整改措施，使海管的壽命得到最大限度的延長；

3）結合海底管線的尺寸參數、使用壽命和路由情況，有針對性的儲備一定型號和數量的管卡及備用管線。目前國內生產制造的管卡已經能夠完全滿足要求，并且價格也比較便宜，對比海管泄漏帶來的損失和風險，這樣的投資還是十分必要的；

4）由海管所屬單位相關職能部門牽頭，建立專門的海管管理及應急搶修隊伍（避免兼職），配備專業人員負責海管日常的檢測維護、應急維修材料備件的管理、維修資料記錄及新海管建造的全程跟蹤，將海管的管理落到實處。

參考文獻

[1]劉春厚，潘東民，吳誼山.海底管道維修方法綜述[J].中國海上油氣，2004(16).

[2]田政，陳長風，杜文燕，王章領.海底道完整性評估及修復技術[J].石油工程建設，2005(31).

水上運輸的優點和缺點范文第4篇

1 工程應用現狀

1.1 固定式浮托與浮動式浮托

根據下部結構的固定形式，浮托法可分為固定式浮托和浮動式浮托。固定式浮托是指下部結構為固定于海底的如導管架之類的結構物，安裝時調節安裝船的吃水使上部模塊的重量從船上轉移到下部結構物上，從而實現上部模塊的安裝，見圖1。浮動式浮托是指下部結構為浮式結構物，在安裝前先加壓載水使其下潛至一定深度，僅剩幾米的支腿露出水面，安裝船駛人完成定位后，下部結構逐步排出壓載水上浮將上部模塊從安裝船甲板頂起，達到安全距離后，安裝船駛出完成安裝，見圖2。固定式浮托是目前最為常見的一種浮托安裝方式，多用于導管架平臺上部模塊的安裝。浮動式浮托早期多用于安裝遮蔽水域和近海的重力式平臺上部模塊。直到1993年，浮動式浮托才首次應用于安裝TLP平臺的上部模塊，重量達24 000 t。到2006年，這種浮動式浮托已逐漸應用于半潛式平臺及spa:平臺上。

與固定式浮托相比，由于下部結構是浮體，浮動式浮托多數都可以選擇在遮蔽水域和近海等環境條件較好的地方實施。在對接階段，由于下部結構的水線面可以起到類似彈簧的作用吸收沖擊載荷，從而降低了載荷轉移和分離退船的作業難度，并簡化了LMU ( leg mating unit)和DSU ( decksupport unit)的設計工作。另外，與安裝船相比，下部結構相對較小的水線面積也顯著降低了對接一分離階段對壓載能力的要求。由此可見，浮動式浮托的作業風險和技術難度都比固定式浮托低。

1.2 系泊定位浮托與動力定位浮托

浮托安裝過程中，上部模塊需要精確地對準下部結構的接收裝置，因此安裝船的定位非常重要，關系到整個安裝作業的安全性和可靠性。根據安裝船的定位方式，浮托法可分為系泊定位浮托和動力定位浮托。

對于系泊定位浮托(見圖3)，系泊系統的設計需要確定系泊纜的數量、尺寸、預張力，計算安裝船的定位能力，同時還需避開作業水域的海底管線，防止管線與系泊纜碰撞損壞。因此，系泊系統設計是整個浮托安裝設計中的一個重要環節。系泊系統還需具備適應一定環境條件的能力，能將安裝船在安裝過程中的運動幅值限制在一定范圍內，并且不會發生破斷。在等待安裝階段，安裝船需在指定地點等待合適的氣象窗口，并利用系泊系統抵抗可能面臨的環境載荷。而在進船、載荷轉移和退船過程中，系泊系統則主要用于控制安裝船與下部結構間的橫向與縱向相對位置。

系泊定位浮托需要進行系泊定位以及輔助拖輪牽引，安裝船的甲板上布滿了用于系泊定位的設備和結構，而制造、安裝和使用這些設備和結構將耗費大量的費用和準備時間，且安裝時需要動用大型的浮吊及專業人員配合。此外，系泊系統受水深影響較大，在深海水域隨著水深的增大，系泊定位浮托的難度和成本將大幅增加。

動力定位浮托以帶動力定位系統的半潛船作為安裝船，利用半潛船的推進器及其控制系統，實現安裝過程中船舶的定位、舟首向控制和航跡控制能力，確保安裝船、上部模塊和下部結構的安全。世界上首例動力定位浮托安裝是2003年7月由“泰安口”輪在泰國灣水域安裝的近9 000 t重的Bunga Raya A上部模塊，見圖4。而我國直到2014年5月才由“海洋石油278”輪在南海成功實施了國內首例的動力定位浮托安裝。

與系泊定位浮托相比，由于不需要連接系泊纜以及前期的準備工作，動力定位浮托所需的安裝時間更短，從進船到退船可在3h內完成，不但能有效地降低安裝費用，還能相應地降低作業風險。而且安裝船自身也不需要增加相關的系泊設備，節省的時間和費用也相當可觀。動力定位浮托安裝的另一個重要優勢是，半潛船相對較高的航速而言，可有效減少海上運輸時間，從而使遭遇惡劣海況并對安全構成威脅的可能性顯著降低。因此，半潛船運輸的海事貨物所交的保險費要比系泊定位浮托的拖航運輸少得多，最多可節省達80% 。綜上所述，動力定位浮托的優勢可總結為以下幾點。

1)不需要預埋錨點和連接系泊纜。

2)更少的暴露時間，更靈活的時間窗口。

3)更短的安裝時間。

4)更少的海上工作界面。

5)更低的海上運輸風險。

6)不受作業海域的水深限制。

7)不受前期的海底管線影響。

1.3  T型駁船浮托、雙船浮托和懸臂梁浮托

上部模塊安裝時，下部結構一般需要開槽以便安裝船駛人。此槽口的存在對下部結構以及上部模塊的設計產生了一些負面影響。這些負面影響是當前浮托法與吊裝法相比的最大劣勢。為消除這些負面影響，減少下部結構的開槽寬度甚至避免開槽，目前業內主要有3種解決方法，分別是T型駁船浮托、雙船浮托和懸臂梁浮托。

為了減少下部結構開槽寬度，有時不得不對安裝船進行削窄處理，同時為了保證運輸過程中的穩性，增加船體的儲備浮力，通常又將未削窄的部分加寬，形成所謂的T型駁船。經上述改造后，T型駁船的浮托安裝(見圖5)能力可達到25 000 t以上。一般來說，下部結構開槽方向是朝向主要涌浪方向的，使安裝船處于迎浪狀態，減少橫向運動。而T型駁船在迎浪方向的投影面積比普通駁船大，導致了更大的波浪載荷和縱向運動，部分抵消了迎浪開槽的優勢。另外，與普通駁船相比，T型駁船的阻力也顯著增大，拖航時需要額外增加拖輪馬力或降低拖航速度。

對于難以開槽的SPAR平臺以及槽口較小的導管架平臺，其上部模塊的安裝無法通過常規浮托法實施，因此Technip公司在2006年首次提出雙船浮托法，見圖6。此方法將上部模塊裝載至兩艘并排布置的駁船上，再對其進行綁扎加固形成一個整體，然后由拖輪拖帶至指定海域進行安裝。雙船浮托可以避免下部結構的開槽，使其結構設計具有更大的自由。但由于上部模塊由兩個浮體支撐，其本身作為兩浮體的連接體，承受運輸過程中兩浮體運動不同步而產生的動態扭轉載荷，增加了上部模塊的結構設計的難度。雙船浮托只能短途或在遮蔽水域運輸。對此，通常先用單船運輸至安裝海域附近，再將上部模塊轉移至另外兩艘駁船上。而更快捷的辦法是將雙船以及上部模塊裝載至半潛船上，運輸至指定海域后半潛卸下再進行安裝。

懸臂梁浮托是常規浮托法的一種變形，其顯著特點是安裝船甲板上的懸臂梁式的析架系統。利用此懸臂梁式析架，安裝船可以在下部結構不開槽的情況下完成上部模塊的對接安裝。按照懸臂梁的布置方式，可將該浮托法分為縱向和橫向兩種安裝方式。縱向安裝時懸臂梁沿船長方向布置在船舫或船娓，而橫向安裝時則為沿船寬方向布置在甲板上。海上運輸過程中，為了減小懸臂梁析架系統的彎矩以及方便綁扎固定，兩種方式都需將上部模塊置于懸臂梁的甲板端，到達指定安裝地點后再將上部模塊滑移至懸臂梁末端進行安裝。安裝時，縱向方式對船體產生了額外的總縱彎矩，對安裝船的總縱強度要求較高，因此縱向方式的安裝能力普遍比橫向方式小。懸臂梁浮托是新穎的上部模塊安裝方法，安裝實例不多，至今國外僅成功實施了3例，而國內則尚無實施案例。其中兩例由ICON公司為馬來西亞Murphy Oil公司分別于2002年和2003年在南中國海采用縱向方式(見圖7)安裝了兩個600 t左右的上部模塊。另外一例是HortonGMC公司為BPZ Ener-gy公司于2012年在秘魯海域采用橫向方式(見圖8)安裝了重約2 200 t的上部模塊。

懸臂梁浮托的優點是可以消除開槽對上部模塊和下部結構的影響，應用范圍廣泛，適用于固定式和移動式平臺的安裝以及廢舊或老齡平臺上部模塊的拆卸。同時，由于其結構與常規浮托法不同，對安裝船的要求不高，普通駁船或舊船改造的半潛船都適用。其缺點首先是浮托能力較小，僅能用于輕型上部模塊;其次是對海洋環境條件的要求比較苛刻，作業時間窗口小;最后是需要額外的滑移系統，增加了安裝的成本。

2 發展趨勢

2.1 動力定位浮托

海洋油氣資源的開采不斷向深海區域打一張，海洋平臺作業水深呈不斷增加的趨勢，需要面對的海洋環境條件也更加惡劣，傳統的系泊定位技術已經難以滿足深海浮托安裝的發展要求。動力定位浮托具有運輸風險低、對接精度高、壓載能力強、作業時間短、輔助船舶少，以及不受作業水深限制等技術優勢，尤其適用于海況惡劣、系泊困難的深水海域，已越來越受業內的重視。表1為近年新造及在建半潛船。由表1可見，近年新造及在建的半潛船都配備了動力定位系統，同時船東也都將動力定位浮托能力作為其主要技術竟爭力。可以預見，隨著這些半潛船的陸續投人運營，半潛船將取代常規無動力駁船成為浮托安裝的首選船舶，動力定位浮托安裝也將逐漸成為上部模塊海上安裝的主流方法。

2.2 低位浮托

浮托法的應用前景十分廣闊，但是安裝船資源的CL乏成為制約其發展的關鍵因素。上部模塊的安裝重量不斷增大，重心高度也不斷增加，對安裝船的穩性要求越來越高，選擇范圍也越來越小。目前通過降低上部模塊的安裝高度，可有效降低對船舶穩性的要求，使安裝船選型上具有更大的空間。因此，低位浮托安裝法應運而生，這是對原有浮托技術的優化和創新。該方法取消了安裝船甲板上的支撐框架(DSF)，降低了運輸及對接安裝作業的重心高度，上部模塊對接完成后再采用拉力千斤頂提升至設計高度。低位浮托安裝法為大型海洋平臺上部模塊的安裝提供了新的方法，在一定程度上緩解了安裝船舶資源匾乏的矛盾。

2.3 應用范圍拓展

全球對可再生清潔能源的需求持續增加，海上風能資源開發成為一個高速發展的市場。隨著風機不斷大型化以及離岸化，起重能力和起重高度的限制以及海況的復雜化使得傳統的起重安裝船舶已無法滿足需求「l51。在這種情況下，國外的學者對浮托法在海上風電基礎樁安裝方面的應用進行了深人的研究和探討「l61，為浮托法進人海上風電領域提供了理論依據。此外，浮托法還可應用到海上風電場的高壓直流升壓站平臺的安裝中。歐洲BorWin3海上風電場計劃于2018年利用浮托法安裝3個升壓站平臺，該項口將成為世界首個應用浮托法安裝的海上風電轉換項口。

根據有關研究部門預測，到2020年，全球范圍內將有大量的海洋平臺達到使用壽命年限。同時，由于當前國際油價持續在低位運行，海洋石油行業低迷，市場供過于求，海工裝備制造市場不斷冷卻，而拆卸市場卻逐漸火熱，并將逐步發展成為一個新興的工程領域，具有巨大的市場空間。目前老舊平臺上部模塊多采用分塊吊裝的方法拆除，但隨著大型浮吊資源的日益短缺，利用雙船浮托、懸臂梁浮托等方式拆除平臺上部模塊的優勢突顯，浮托法在海洋平臺的退役棄置方面的應用日漸成為海洋石油工業的一個重要議題。

目前各種適應深海環境的深海浮式平臺不斷涌現，其上部模塊正向大型化和綜合化發展，安裝難度大大增加。而浮動式浮托具有安裝重量大、作業環境條件好、設計難度低等優勢，特別適用于深海浮式平臺上部模塊的安裝。但國內目前對于浮動式浮托的應用還處于探索階段，至今尚未有成功實施的案例。隨著這些深海浮式平臺的建造逐漸向我國轉移，浮動式浮托技術在國內具有較為廣闊的應用前景。

2.4 標準化

海上浮托安裝作業是個龐大的系統工程，涉及一系列的設備與作業流程。然而目前行業內尚未有明確的技術標準，各個設備供應商采用的設計參數互不相同，設備的可替換性差，難以重復利用，經濟性與安全性都有待提高，關鍵設備( LMU , DSU)的標準化要求非常迫切。同時，海上施工作業的時間成本較高，需對整個浮托安裝作業流程進行標準化，使其更加科學、合理，提高施工效率，減少海上作業時間。今后海上浮托安裝行業將會朝著系統化、標準化方向發展，并將不斷完善行業標準，實現安全、高效的目標。

3 結論

浮托法自首次應用在石油天然氣行業至今已有40多年，技術日趨成熟，已成為上部模塊安裝的可靠方法與主流趨勢，這與其作業時間短、安裝能力大、成本低、效率高、操作方便等優勢密切相關。另外，浮動式浮托、動力定位浮托、雙船浮托和懸臂梁浮托等新式的浮托法不斷涌現，使浮托法的應用范圍進一步拓展，覆蓋了固定式、浮動式平臺上部模塊的安裝與拆除以及風電設備的安裝等領域。然而，浮托法現階段在工程應用方面仍存在以下幾點有待完善，需要進一步研究探討:

1)提高作業海況限制條件，打一大作業時間窗口。

2)上部模塊自身結構剛度對多體藕合動力響應的影響。