海洋深水

2024-09-17

海洋深水(共4篇)

海洋深水 篇1

伴随着我国自主建造的第一艘深水钻井平台海洋石油981的投入使用, 开启了我国海洋石油深水勘探的一个新纪元, 虽然从2006年加拿大哈斯基能源公司租用国外钻井船在南中国海打了第一口深水井, 但是真正的意义的国内石油公司的深水勘探是从2012年2月海洋石油981打得第一口井LH29-2-1 (水深754米) 为起点, 深水勘探及开发在外国公司已经有20多年的历史, 但是对于国内石油公司来说还是一个新的领域。对于钻井作业而言, 定义水深500m以下水域为常规水深作业, 500-1500m水深为深水作业, 超过1500m则称为超深水作业。

海洋石油勘探开发各阶段所面临的风险及侧重点不一样, 下面就结合近几年的实践工作对深水勘探钻井的风险做一概述。

实践中深水钻井主要面临的风险包括:作业场所远离大陆导致的后勤补给及应急反应慢的风险;复杂的风、浪、流带来的特殊海洋环境;水深, 低温高压;不稳定海床和浅层的疏松地层, 浅层气, 天然气水合物 (可燃冰) , 地层破裂压力梯度低, 井喷失控及动力定位失效等风险。

1 作业场所远离大陆导致的后勤补给及应急反应慢的风险

根据大陆海洋的特点, 水越深, 离大陆一般会越远, 相对离后勤补给基地远, 以某作业者最近打的一口深水井, 水深2 4 5 4米, 离路岸基地4 0 0公里, 直升机飞行单程1小时40分钟, 需要在海上设施上加油, 才能安全地返回;供应船航行18小时才能到达作业设施。这样的条件就给后勤补给造成很多困难, 海上钻完井所需材料, 食品供给都需要拉长计划时间;海上人员倒班及应急医疗撤离都需要很长时间, 一旦发生任何应急情况, 动用各类应急物质需要的时间很长。

2 深水带来的各种问题

水更深要求钻井使用的隔水管更长、钻井液容积更大以及设备的压力等级更高, 隔水管与防喷器的重量等均大幅增加, 所以必须具有足够的甲板负荷和甲板空间。另一方面, 水深增加, 加之深水恶劣的作业环境, 使得钻井非作业时间增加, 对设备的可靠性要求苛刻。选择深水钻井装置、设备和技术时都要针对水深进行单独校核。

3 复杂的风、浪、流

3.1 风、浪、流等环境条件对选择作业窗口的影响

风、浪、流等环境条件对钻井装置及钻井作业选择窗口有重要影响, 特别是钻井装置定位系统以及隔水管等水下系统, 需要根据作业区域的风、浪、流等条件对选择的钻井装置和设备进行校核, 针对具体的风、浪、流条件进行动力定位设计以及隔水管设计, 并进行系统整体分析评价。

3.2 季风或热带风暴等因素的影响,

南海地区的冬季季风和夏天的热带风暴等对深水钻井有很大的影响。每年夏季 (5月至10月) 南海地区宜受到西北太平洋的台风影响, 虽然一般的钻井平台设计都是按照百年一遇甚至两百年一遇的台风强度设计, 但是考虑设施及人员的安全, 在台风来临之际都会将设施撤离出台风风区, 同时要将设施上不必要的人员撤离到路岸, 这一切都给在深水作业的钻井平台代来了困难, 因为台风来临, 深水钻井平台需要从深海中回收隔水套管及防喷器, 以便能够从容撤离, 但是, 1千多米至2千多米的隔水套管要完全提上来需要几天的时间, 这就给钻井平台远程台风预警提出了更高的要求, 必须在台风形成的初期即西北太平洋上的热带低压出现时就要考虑台风测离的问题。2006年某公司在中国南海钻井作业过程中遭遇台风, 平台撤离不及时, 平台拖着未解脱的隔水管躲避台风, 由于移动速度缓慢, 台风外围扫过钻井平台, 导致隔水管断裂防喷器组落入海底, 相关的打捞作业耗时约1个月, 造成了巨大的经济损失, 表1是某深水钻井平台在钻井设计阶段三口井推算的台风应急撤离时回收隔水套管需要的时间,

所以在选择钻井平台作业时要考虑台风对作业的影响, 要制定适合台风期作业环境窗口的应急预案及应急措施。

4 海底低温及高压力

4.1 海底低温对钻井液的影响

随着水深的增加, 环境温度会降低, 水深导致海底高压, 这两种因素都给钻井作业带来很多问题。如在低温环境下, 钻井液的黏度和切力大幅度上升, 会出现显著的胶凝现象, 在钻井液设计、固井水泥浆设计以及测试设计中都要考虑海水温度的影响。

4.2 海底低温及高压力容易形成天然气水合物

海底低温及高压力还有一个主要的后果是在海底容易形成天然气水合物, 由于天然气水合物绝大多数分布在300至3000米水深的沉积物中, 有些还分布在未固结的淤泥中, 天然气水合物还会和常规油气有一定的共生关系, 因此在钻井作业中, 天然气水合物会带来很多危害:例如:引起BOP堵塞无法正常工作, 天然气在一定的温度及压力 (0~10℃、高压>10MPa) 下在防喷器闸板腔内形成水合物, 将产生严重的井控问题, 还会导致压井管线及井筒的堵塞, 天然气水合物在油管及套管环空之间形成会导致油管卡住, 天然气水合物还会改变钻井液的流变性, 天然气水合物分解使得井径扩大, 影响井壁稳定性, 影响固井质量和测井质量。为规避以上风险, 在深水钻井中通过现场调节钻井液的密度来控制井筒中的压力来改变钻井液体系的冰点, 使其自身的冰点尽可能低, 这样就可以有效地避免深海钻进过程中气体水合物的生成。

5 不稳定海床和浅层的疏松地层

由于水深增加, 海底地形在越过大陆架后, 在陆坡处水深陡然增加, 造成海床的不稳定和大的坡度都促使海底极易形成滑坡和泥石流, 滑坡快速沉积形成较厚、松软、高含水且未胶结的地层。深水中通常遇到的海底疏松海床给钻井作业造成困难, 特别是对深水钻井导管和水下井口系统设计与施工有很大影响。

6 浅层气

浅层气, 是指埋藏深度比较浅、储量比较小、无商业开发价值的气层。在很多深水钻井中常会遇到浅气层。钻井过程中, 井越浅, 平衡地层压力的钻井液密度越小, 井底压力一旦失去平衡, 浅层的油气上窜速度非常快, 很短的时间就能到达井口, 而来不及做出反应。浅气层发生井涌后, 用常规的井控方法进行关井很容易憋漏上部浅层或表层套管鞋处, 而造成地层塌陷或钻机陷落的严重后果。深水钻井中, 钻遇浅层气的危害是大量的浅层气喷出挤开了桩腿处的水, 会使浮式平台的桩腿浮力消失, 直接沉入海底, 如果浅层气能量较高的话, 会造成地层压力不平衡, 在钻进中如果不针对浅层气合理调配泥浆性能, 极易造成溢流、井涌。因此, 深水钻井要把预防浅层气的出现作为考虑风险之一。

7 地层破裂压力低

海底的沉积岩层形成时间较短, 缺乏足够的上覆岩层, 所以海底地层结构通常是松软的、未胶结的。对于相同沉积厚度的地层来说, 随着水深的增加, 地层的破裂压力梯度降低, 致使破裂压力梯度和地层孔隙压力梯度之间的窗口较窄, 容易发生井漏、井喷等复杂情况。在深水钻井作业中, 将套管鞋深度尽可能设置较深的努力往往由于孔隙压力梯度与破裂压力梯度之间狭小的作业窗口而放弃, 结果是深水区域的井所需的套管柱层数, 常比有着相同钻进深度的浅水区域的井或陆上的井多, 有的井甚至没有可用的套管而无法达到最终的设计目的。

8 井喷失控

井喷失控是海洋石油钻井的主要风险, 2010年BP公司在墨西哥湾租用的深水地平线发生井喷, 继而导致井喷失控的一个重要原因是事故发生时, 传统的靠液控、电控信号关闭漏油油井的办法全部失效, 井喷失控导致了油气大量泄露, 进而引发巨大的环境灾难。在深水区域作业, 防止井喷事故的前期要做好井筒的溢流及井涌的充分监控, 做好各类防止井喷的前期安全工作, 同时从BP墨西哥湾事故吸取的教训是要在设备设施的系统安全性上做好预防工作, 在新的钻井设施上对防喷控制系统的设计上深度考虑。据了解, 2010年后新出厂建造的深水钻井平台都考虑采用了“本质安全型”防喷系统, 即在电、液信号丢失的情况下, 靠水下储能器控制防喷器, 在紧急情况下可自动关闭井口, 这就能有效防止类似墨西哥湾事故的发生。深水作业的井喷预防工作是一个系统工作, 要在钻井设计及平台管理的各个阶段都把井喷的预防工作做完善。

9 动力定位失效

新型的深水钻井平台都基本上是采用动力定位模式来定位钻井平台的漂移, 动力定位系统对钻井平台的作业安全至关重要。钻井作业过程中, 隔水管上部与下部挠性接头的角度必须保持在限制范围内, 从而防止钻杆与隔水管之间发生摩擦、损坏设备, 这就要求钻井平台必须保持动力定位的有效性, 使装置始终位于允许作业位置范围内。一旦动力定位系统失效, 就有可能定位失败, 造成动力定位事故。最严重的定位事故是驱离或漂移, 定位系统指引钻机离开既定位置或螺旋桨曲解指令时, 驱离发生;钻机失去动力时, 外界环境力驱使钻机离开既定位置, 漂移发生。在这种情况下, 必须在钻井平台位置超出允许范围之前断开与隔水管的连接并关闭井口, 从而保证井口装置与隔水管系统的完整性。一般来说对一个深水钻井平台都应建立一个动力定位失效风险分析与控制图来警示动力定位钻井平台偏移轨迹。在通常情况下, 可以通过直接界定平台的极限作业水深来控制隔水管与钻杆相碰的风险。

1 0 结论

伴随着深水钻井作业朝着设施大型化, 关键钻井设备自动化, 隔水管使用更长, 动力定位成本更高的趋势发展, 各类作业风险有增大的趋势。作业者及钻井平台应从系统上综合考虑深水勘探所面临的以上风险, 要在后勤支持及保障上克服作业区域远离陆岸的风险;要通过人员培训及执行严格的作业程序来克服各类地质风险, 环境风险, 以及自身作业带来的风险;同时作业者及钻井平台应制定应付各类风险失控的应急预案, 通过日常的演练强化各级作业人员的应急处置能力, 将各类险情事故控制在萌芽状态。

摘要:海洋石油深水钻井既有常规浅水区作业的所有风险, 又有水深增加的风险, 由于深水钻井平台本身设备的复杂性, 自动化程度增加, 平台本身存在人员操作不熟练, 关键设施动力定位失效的风险。海底低温及高压导致的对钻井液的影响, 天然气水合物的形成, 地质状况的特殊性等导致钻井作业的影响。水下防喷器的可靠性、钻井设计、后勤保障、人员培训及关键作业程序的执行是预防各类风险失控的关键。

关键词:海洋石油,深水,钻井作业,风险

参考文献

[1]胡伟杰.《浅析深水钻井中水合物的风险与防治措施》[中国新技术新产品]2012, 14[1]胡伟杰.《浅析深水钻井中水合物的风险与防治措施》[中国新技术新产品]2012, 14

[2]陈黎明等.《深水钻井平台动力定位失效风险分析与控制》[中国海洋平台], 2012, 2[2]陈黎明等.《深水钻井平台动力定位失效风险分析与控制》[中国海洋平台], 2012, 2

[3]廖谟圣编著.《海洋石油钻采工程技术与装备》中国石化出版社, 2010, 6[3]廖谟圣编著.《海洋石油钻采工程技术与装备》中国石化出版社, 2010, 6

[4]谢彬等编著.《海洋石油工程深水油气田开发技术》石油工业出版社, 2011, 4[4]谢彬等编著.《海洋石油工程深水油气田开发技术》石油工业出版社, 2011, 4

海洋深水 篇2

据悉, 3000米深水半潜式钻井平台设计建造关键技术攻关列入863计划和国家科技重大专项。此前我国只具备水深300米以内油气田勘探、开发和生产的全套能力;我国自行研制的海洋钻井平台作业水深均较浅, 半潜式钻井平台属于世界第二、三代水平, 深水钻井能力只有505米, 国外则已达3052米。而“海洋石油9 8 1”属于世界最新的第六代深水半潜式钻井平台, 具有勘探、钻井、完井与修井作业等多种功能, 最大作业水深3000米, 钻井深度超过10000米。该平台拥有多项自主创新设计, 平台稳性和强度按照南海恶劣海况设计, 能抵御200年一遇的台风;选用大马力推进器及DP3动力定位系统, 在1500米水深内可使用锚泊定位, 甲板最大可变载荷达9000吨;可在中国南海、东南亚、西非等深水海域作业。平台的概念设计、基本设计和项目管理, 及其详细设计、建造和设备、材料的研制由中国海油牵头组织, 船体由中船集团外高桥船厂总包建造, 中国海油拥有其完整知识产权。

该平台长114米, 宽79米, 面积比一个标准足球场还大;从船底到钻井架顶高度为130米, 相当于40多层高楼。此次出坞, 其钢结构建造和主要设备安装均已基本完成, 将进入码头舾装、调试阶段, 预计2011年建成并投入使用。

海洋深水 篇3

1 对象与方法

1.1 对象

以本省某深海海洋工程装备制造项目为研究对象。

1.2 内容

深海海洋工程装备制造项目可能存在的职业病危害因素和拟采取的职业病防护设施。

1.3 方法

综合采用类比法、经验法和职业病危害因素检测对深水海洋工程装备制造项目可能存在的职业病危害因素的种类、危害程度和拟采取的职业病危害防护措施进行分析。

1.3.1 类比法

选择某海洋工程装备制造基地为类比工程,通过对类比工程的职业卫生调查,工作场所中噪声、化学毒物、高温、粉尘等的检测,类推项目的职业病危害因素种类和危害程度。

1.3.2 经验法

根据实际工作的经验和掌握的专业知识,对照职业卫生的有关法律、法规、标准等,借助经验直观地对研究对象可能存在的职业病危害因素进行识别、分析。

1.3.3 职业危害因素检测方法

类比工程按照《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》(GBZ 159-2004)进行采样[2],依据《工作场所空气有毒物质测定》(GBZ/T 160-2004/2007)、《工作场所空气中粉尘测定》(GBZ/T 192-2007)、《工作场所物理因素测量》(GBZ/T 189-2007)等要求对工作场所化学毒物、粉尘、噪声、高温等进行检测[3,4,5]。

1.3.4 危害程度预测及防护措施分析

根据《中华人民共和国职业病防治法》《建设项目职业病危害分类管理办法》《工业企业设计卫生标准》(GBZ 2.1-2007)、《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》(GBZ 2.1-2007)、《工作场所有害因素职业接触限值第2部分:物理因素》(GBZ 2.2-2007)等分析其危害程度[6,7,8]。

2 结果

2.1 深海海洋工程装备制造生产工艺

钢板和型钢在组块结构车间经钢板预处理流水线进行抛丸处理,除去钢材表面的氧化层和锈蚀;然后经切割、焊接,制成组块分段,进入组块配套车间进行预舾装。预舾装完成后进入涂装工场进行喷砂、喷漆处理。钢板进入制管车间,进行切割、卷管,制成导管和钢桩、隔水套管等,导管进入涂装工场进行喷砂、喷漆,然后到滑道与组块分段在滑道进行总装。

2.2 深海海洋工程装备制造可能存在的职业病危害因素

深海海洋工程装备制造可能存在的职业病危害因素见表1。项目重点职业病危害因素为噪声、高温、局部振动、锰及其无机化合物、氮氧化物,臭氧、一氧化碳、硝酸、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、电焊烟尘、其他粉尘等。

2.3 深海海洋工程装备制造关键控制措施

深海海洋工程装备制造职业病危害的关键控制点和控制措施见表2。

2.4 类比工程职业病危害因素检测结果

如表3所示,类比工程超标最严重的职业病危害因素为噪声、电焊烟尘、其他粉尘、锰及其无机化合物以及苯系物等,其中噪声等效声级的超标率为46.7%,电焊烟尘CTWA超标率为56.3%,其他粉尘超标率为37.5%;锰及其无机化合物CTWA超标率达53.8%。具体超标车间和超标岗位见表4。组块结构、组块配套、制管车间以及CO2保护焊工、手工电弧焊工等超标严重。

3 讨论

深海海洋工程装备制造电焊作业产生的锰及其无机化合物、一氧化碳、二氧化氮以及油漆作业可能接触的苯等均属于卫生部《高毒物品目录》规定的高毒物品。工艺分析和类比调查表明项目存在锰、苯中毒以及其他高毒物品中毒的风险。

结合类比工程资料,可以预测深海海洋工程装备制造噪声聋和电焊工尘肺发病风险较高。在密闭容器内长时间作业还存在急性职业中毒,缺氧窒息等风险。各作业之间存在相互交叉污染、职业病危害因素叠加现象以及交互作用,可导致职业病危害因素的暴露浓度/强度,接触人群、频率、时间以及危害程度显著增加,进一步增加职业病的发病风险。

深海海洋工程装备制造可能存在大量的外包外协作业人员,由于该部分人员的职业卫生防护意识、个体防护水平、职业卫生管理水平与企业正式员工相比,仍有差距,因此外包外协作业人员职业病危害和发生职业病危害的风险可能更高。

深海海洋工程装备制造职业病危害严重。为进一步降低其职业病危害,应重点关注:(1)降低作业场所作业密度,避免大量高强度的噪声和高浓度粉尘、毒物产生叠加效应和联合作用。完善总平面布局和设备布局,将产生尘、毒、噪声危害危害严重的焊接作业、打磨作业围蔽或单独布置,避免或减少对邻近作业岗位的影响。(2)切割车间、结构车间、配套车间、水下车间、维修车间、机修车间、预装工棚加设全面机械通风设备,可采用下部送风上部排风设计。移动的打磨、电焊和油漆作业,应与主体工程同时设计移动轻便防尘和防毒设备。罩口风速或控制点风速应足以将发生源产生的尘、毒吸入罩内,控制风速应在0.25~3 m/s之间。(3)使用自动化焊接代替手工焊接,使用除尘砂轮机代替普通砂轮等。用低毒物料代替高毒物料。(4)密闭空间内焊接和油漆时,实施密闭空间作业许可证制度,进入密闭空间作业前需接受职业安全卫生教育,严格执行《密闭空间作业职业病危害防护规范》(GBZ/T 205-2007),防止劳动者发生缺氧、急性中毒等职业病危害事故,工程上采用软管加强容器室内送风和排风,在软管的折头处采用不易折叠的弯头防止堵塞,送风时新鲜空气应经过作业者的呼吸带。并佩戴氧含量及有毒气体报警仪等,配备符合要求的防尘防毒全面罩或供气式空气呼吸器等。(5)喷涂车间采用阻燃玻璃纤维复合而成的漆雾过滤材料,并在有机溶剂净化装置前设采用中效无纺布为过滤材料的预过滤器。(6)将打磨作业屏蔽在相对独立空间内,并对该空间做好隔声、吸声措施,防止该作业对邻近工作场所的影响。(7)采用无振动工艺代替手持砂轮机进行磨削金属加工工艺;钢板焊接中加工坡口及修磨焊缝时可通过提高钢板切割精度,以减少焊接工艺过程中砂轮机的使用;砂轮机应按适当程序定期正确修整以保证砂轮的同轴度和正确轮廓。

志谢:本文承蒙中国石化青岛安全工程研究院李新鸾主任医师等专家指导,特此致谢

摘要:目的 对深海海洋工程装备制造的职业病危害进行预测,并提出针对性的防护措施。方法 以广东省某深海海洋工程装备制造项目为研究对象,利用类比法、职业病危害因素检测法、经验法等方法分析预测深海海洋工程装备制造的职业病危害,并探讨深海海洋工程装备制造职业病危害防护的工艺、工程、个人防护、职业卫生管理等措施。结果 深海海洋工程装备制造重点职业病危害因素为噪声、电焊烟尘、其他粉尘、锰及其无机化合物以及苯系物等,其中噪声超标率为46.7%,电焊烟尘CTWA超标率为56.3%,其他粉尘超标率为37.5%;锰及其无机化合物CTWA超标率达53.8%。职业病危害关键控制岗位为焊工、打磨工、油漆工和切割工,关键控制措施包括工艺措施、工程措施、个人防护措施、职业卫生管理措施等。结论 船舶制造业职业病危害严重,尘肺、噪声聋、振动病以及锰及其无机化合物中毒、苯系物中毒风险较高,深海海洋工程装备制造应采取针对性的控制措施。

关键词:深海海洋工程装备制造,职业病,关键控制措施

参考文献

(1)王颖,韩光,张英香.深海海洋工程装备技术发展现状及趋势(J).舰船科学技术,2010,32(10):108-124.

(2)中华人民共和国卫生部.GBZ159-2004工作场所空气中有害物质监测的采样规范(S).北京:人民卫生出版社,2004.

(3)中华人民共和国卫生部.GBZ/T160-2004/2007工作场所空气有毒物质测定(S).北京:人民卫生出版社,2004/2007.

(4)中华人民共和国卫生部.GBZ/T192-2007工作场所空气中粉尘测定(S).北京:人民卫生出版社,2007.

(5)中华人民共和国卫生部.GBZ/T189-2007工作场所物理因素测量(S).北京:人民卫生出版社,2007.

(6)中华人民共和国卫生部.GBZ1-2010工业企业设计卫生标准(S).北京:人民卫生出版社,2010.

(7)中华人民共和国卫生部.GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素(S).北京:人民卫生出版社,2007.

(8)中华人民共和国卫生部.GBZ2.2-2007工作场所有害因素职业接触限值第2部分:物理因素(S).北京:人民卫生出版社,2007.

海洋深水 篇4

以往围垦一般在浅水地带进行,基础在退潮后均能露出水面,故土工布可人工铺设,碎石垫层则可用推土机摊铺平整。近年来,海洋滩涂围垦事业发展很快,且逐步从浅水地带向深水地带推进,致使海堤基础均在水下,已无法使用人工及一般机械作业。我局承建的舟山钓梁围垦工程,尝试采用了土工布铺设的同时用开体驳船跟抛碎石层的方法并获得了成功。

1 工程概况

1)舟山市钓梁围垦工程Ⅰ标段位于浙江省舟山市,工程主要施工内容为填筑一条促淤坝,采取排水固结法处理。2)该工程施工区域多年平均高潮位1.22 m,多年平均低高潮位-0.83 m,堤轴线涂面高程-3 m~-6.5 m,平均高潮位时水深4.72 m~7.72 m,平均低潮位时水深2.67 m~5.67 m,因此整个海堤基础都不能露滩。

由于水位较深,水下土工布铺设及碎石垫层整平较难处理,在采用了铺布船铺布、开体驳船跟抛碎石层的施工方法后,问题得到了解决。

2 施工特点

目前大多数工程在深水部位施工时均采用先铺设土工布,同时用碎石包临时抛压固定,然后潜水员下水检查,最后采用皮带机输送船抛撒碎石的施工方法,这种施工方法存在着以下几个缺点:

1)土工布在碎石层铺设前一般将经历1个~2个涨、退潮过程,虽然采取了碎石包临时抛压固定的措施,但也经常会造成布被潮水冲刷产生卷边、折叠甚至漂移的质量事故;

2)碎石抛撒厚度不匀、位置不准确且无法采用整平,质量上达不到要求。

本方法是在铺设土工布的同时用开体驳船装运碎石与铺布船捆绑,将开体驳船下料仓打开一定宽度后随铺布船一同匀速移动,使碎石均匀地落在摊开的土工布上,这个方法较为经济地解决了上述两个问题。

3 适用范围

1)平整度要求不是特别高的海堤滤水层;2)水深超过使用的开体驳船满载吃水深度以上施工区域。

4 施工操作要点

4.1 铺布船抛锚定位

铺布船在GPS船舶定位系统引导下,自航至铺设施工区域,初步确定位置后由抛锚船配合抛锚就位,然后参照船载GPS系统显示的坐标图形,通过绞锚机进一步修正船体位置,使设定的几何坐标和船只移动坐标重合,使船只准确地进入施工位置。

4.2 土工布安装、沉放

铺布船抛锚定位后将土工布卷到铺布滚筒上,卷布结束后,在布末端预先缝制好的套口内套入一根钢管,以防止土工布在水下漂浮、起褶皱、折叠。随后在插入的钢管上绑扎若干个小铁锚,用于铺设时固定土工布的起始端,小锚上绑有浮标,以便回收。最后,用绳子将卷好的土工布与滚筒用活扣绑扎固定,防止沉放时布散开,随后启动卷扬机吊起滚筒缓慢放入水中,滚筒落在铺设起始边前1 m左右的涂面上,将小铁锚抛下,拉紧固定滚筒的钢丝绳,绞移船位收紧小锚绳,使小铁锚受力,能带动滚筒转动。滚筒就位后,将绑扎土工布的绳子抽出水面,至此铺设前准备工作完成(见图1)。

4.3 土工布摊铺

土工布铺设的时间一般选在平潮至退潮前30 min,铺设方向与水流方向一致。

启动八字锚卷扬机,在电脑监视下,由卷扬机牵引铺布船匀速平移,移动过程中,滚筒自然转动将布逐步摊开,直至铺完。铺设过程中必须保持牵引卷扬机同步运行,使船的行进方向不偏移。

4.4 碎石包镇压

一般情况下土工布两端各2 m范围内不铺设碎石垫层,因此该部分采用编织袋灌碎石抛下镇压以防止两端在布摊开后产生卷曲、起褶皱。铺布船开始行走后由人工将碎石包抛下。

4.5 碎石垫层铺设

碎石采用开体驳船运输,因铺布作业需候潮,且时间较短,因此所有开体驳船提前装好料在作业区等待,装料数量按铺设一块布上垫层工程量计算。

在土工布铺设一段后,将开体驳船靠上铺布船滚筒一侧,下料口长度与土工布宽度对齐,中心线对准垫层起始铺设点,然后用缆绳将开体驳船与铺布船捆绑成一体,打开下料口放料,同时启动铺布船绞锚机继续铺布,开体驳船在铺布船的牵引下亦缓缓平移,将碎石均匀摊铺在土工布上。一船料铺完后换船续铺,直至

至土工布铺设完成(见图2)。

5材料与设备

5.1材料

5.1.1土工布

土工布一般为30 kN/m的有纺土工布,厂家生产的土工布单幅宽4 m,长度按基础底宽定尺加工。

5.1.2碎石与碎石包

垫层用碎石一般为粒径不大于10 cm的混合料,可以人工轧制或用卵石。

碎石包为编织袋罐装碎石,每袋重量以人工搬运、抛投方便控制。

5.2设备

5.2.1铺布船

目前采用的铺布船一般由平底船改装,船装有一套GPS定位接收系统;船头、船尾各安装两台绞锚机,船的一侧装有铺布系统铺布系统由卷布滚筒、吊杆、轴承座、卷扬机等组成。

5.2.2开体驳船

碎石运输均采用开体驳船,驳船载重量视作业区水深选用。

6质量控制

1)施工时专人负责指挥,各道工序操作上要严格认真;2)设备配置上要注意选用的开体驳船下料仓口长度应统一,确保碎石铺设宽度一致;3)碎石装船时整条船堆高要均匀,使铺设时卸料能够同时结束,保证平整度。

7效益分析与结果评价

1)本施工方法作为深水海堤基础处理施工一个新的尝试,为今后围垦工程向深海进军解决水下土工布和碎石垫层的整平问题提供了一定的经验及思路,同时是目前情况下能够保证工程质量与进度较为经济的施工方法。

2)施工时感觉所选用的开体驳船下料仓开口宽度较难控制,如果进行局部改装,能够锁定开口宽度,则碎石垫层厚度控制能够更加准确,平整度也将会有进一步提高。

3)施工过程中,安排潜水员进行水下探摸检查,未发现土工布被潮水冲刷产生卷边、折叠、漂移的质量事故,同时碎石垫层铺设位置准确,平整度良好,施工质量较以往施工方法有非常大的提高,能够满足海堤施工要求。

摘要:结合舟山钓梁围垦工程施工实例,介绍了土工布铺设的同时用开体驳船跟抛碎石层的基础处理方法,施工实例证明:该方案施工简单,成本低,完全能满足施工质量,符合现场实际施工需要,得到了成功的应用。

关键词:海洋深水,软基处理,土工布铺设,碎石垫层,同步施工

参考文献

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