李 明，黃 誠，王小東，高 睿，路小林

（中國石油管道局第六工程公司，天津 300272）

0 引言

JZ25-1S海洋管道后挖溝工程是中海油錦州項目的一部分，主要是將已經(jīng)鋪設(shè)完成的CEP至營口陸地的 14"外輸海底管線采用后挖溝的方式進(jìn)行埋設(shè)，從而達(dá)到對管線固定和保護(hù)的要求。駁船的合理絞錨關(guān)系著后挖溝施工過程中管道的破壞情況，更關(guān)系著后挖溝管道的有效成型，通過駁船操錨系統(tǒng)、后挖溝及水下成型時顯示的合理結(jié)合，從而確定了駁船絞錨的先后順序及具體的絞錨距離，確保了海底管道后挖溝機(jī)的準(zhǔn)確行進(jìn)，保證了海底管道的成型[1]。

1 后挖溝工程中的駁船絞錨

在海洋管道后挖溝工程中，絞錨工序至關(guān)重要，直接關(guān)系到挖溝機(jī)水下工作狀態(tài)以及管道后挖溝的成型效果。

1.1 絞錨

所謂絞錨，就是指無動力大型駁船在采用錨系定位完成后，根據(jù)工程需要，通過收縮、松放錨纜的方式拉動駁船緩慢移動的方式[2]。

1.2 布錨方式

工程中，駁船的布錨方式基本都采用“八”字形布錨形式，即通過拋錨艇將駁船自身的定位錨纜呈“八”字形式分布在駁船兩側(cè)，從而有效保證駁船的穩(wěn)定，并可通過錨纜的收縮、松放而使駁船緩慢沿路由移動，達(dá)到工程施工要求。

1.3 實際工程中的布錨及絞錨

JZ25-1S海洋管道后挖溝工程中，“神龍?zhí)枴焙笸跍蠙C(jī)需要借助大型工程船進(jìn)行整體定位，定位方式就是采用拋錨艇將駁船的八顆定位錨運(yùn)至預(yù)定位置并在船體兩側(cè)呈“八”字形布置。隨后利用駁船上的2500T浮吊起吊后挖溝機(jī)并下放至水中，下放過程中，開啟挖溝機(jī)水下聲納系統(tǒng)掃測已鋪管線的位置，中控室根據(jù)聲納所掃測的管線位置指揮浮吊調(diào)整挖溝機(jī)位置，使挖溝機(jī)準(zhǔn)確的橫跨于管線之上，從而完成挖溝機(jī)與駁船的整體組合，如圖1所示。

圖1 駁船和挖溝機(jī)組合布錨圖

隨著后挖溝機(jī)開溝的不斷推進(jìn)，管溝開挖深度和寬度達(dá)到設(shè)定要求后，需要向前移動，即可通過絞錨使駁船向前移動，從而拖動挖溝機(jī)行進(jìn)。絞錨過程中，首先挖溝機(jī)工作中控室指揮人員根據(jù)挖溝成型狀況通知駁船前后操錨指揮員（圖2），通知其收放錨纜的長度，然后前后操錨指揮員再通知各自范圍內(nèi)的四名錨機(jī)手，待各個錨機(jī)手收到指令后，開動錨機(jī)，根據(jù)要求收縮、松放要求長度的錨纜，從而有效的牽動駁船與后挖溝機(jī)組合體向前移動。

圖2 絞錨指令塔

2 駁船合理絞錨的實際作用

絞錨在海洋管道后挖溝工程中具有舉足輕重的作用，不僅關(guān)系到后挖溝機(jī)本體順利地沿著已鋪管道開溝行進(jìn)，同時也可有效的保證挖溝機(jī)本體不觸碰管道，對其造成傷害。

2.1 保證后挖溝機(jī)沿管道路由行進(jìn)

隨著后挖溝機(jī)水下開溝的不斷進(jìn)行，現(xiàn)場需要絞錨使駁船向前移動，并帶動挖溝機(jī)向前行進(jìn)、挖溝。由于駁船在海中處于漂泊狀態(tài)，而錨纜的拉力也各自不同，所以在絞錨移船過程中隨時會由于駁船受力不均而造成其偏離管道路由。故在挖溝過程中必須嚴(yán)格根據(jù)錨纜控制電腦顯示的錨纜受力及駁船位置時時調(diào)整各個錨纜的受力及長度，方能有效的保證駁船沿管道路由行進(jìn)，進(jìn)而保證后挖溝機(jī)本體不會觸碰到管道[3]。

現(xiàn)場根據(jù)中控室駁船定位電腦顯示屏顯示的駁船位置確定“駁船+挖溝機(jī)”組合體與已鋪管線的相對位置，調(diào)整錨纜，確保組合體保持橫跨于管道的正上方并沿路由準(zhǔn)確行進(jìn)。

2.2 保證后挖溝機(jī)不會傷到管線

后挖溝機(jī)工作進(jìn)行過程中，中控室指揮長時時注意挖溝機(jī)作業(yè)控制電腦顯示屏顯示的后挖溝機(jī)對中機(jī)構(gòu)各部位對管線的壓力（圖3），控制挖溝機(jī)對管線的各個壓力在設(shè)計允許范圍之內(nèi)。若挖溝施工過程中，挖溝機(jī)任何部位對管線的壓力超過允許范圍，控制電腦顯示屏?xí)皶r發(fā)出報警信號，指揮長即可發(fā)出指令通知駁船錨機(jī)操作人員收放錨纜，調(diào)整組合體位置，使挖溝機(jī)對管線的壓力縮小到允許范圍內(nèi)，避免挖溝機(jī)對管線的傷害[4]。

圖3 挖溝機(jī)水下作業(yè)示意圖

3 如何控制絞錨

現(xiàn)場中控室指揮長通過中控室聲納控制電腦顯示屏適時觀測海底管道后挖溝的溝形情況，待后挖溝溝形寬度和深度均達(dá)到業(yè)主、設(shè)計要求后，指揮長再進(jìn)一步的查看駁船各個定位錨纜的長度以及錨系拉力。若錨纜長度及錨系拉力均在錨纜設(shè)計要求范圍內(nèi)時，指揮長下令錨機(jī)操作手收放錨纜，完成組合體移動要求。

3.1 管道成溝寬度和深度

工程現(xiàn)場中控室指揮長時時觀測水下聲納通過臍帶纜傳輸至電腦顯示屏的相關(guān)數(shù)據(jù)，捕捉后挖溝機(jī)作業(yè)后的成溝寬度和深度圖像，通過目測及電腦測量確定管溝的成型寬度和深度。

經(jīng)過近段時間的實際工程施工表明，由中國石油管道局第六工程公司負(fù)責(zé)的海域地質(zhì)主要為淤泥、沙土、粘性土及粉土等。實際操作中，挖溝機(jī)移動由駁船絞錨決定，故指揮長須時時根據(jù)地質(zhì)變化調(diào)整駁船絞錨速度，從而有效的控制挖溝機(jī)行進(jìn)速度，保證管溝的成型（表1）。

表1 不同土質(zhì)類型絞錨挖溝一覽表

絞錨速度必須根據(jù)表1中地質(zhì)情況及挖溝方式調(diào)整絞錨速度，不能過快也不能過慢，絞錨過快會造成挖溝機(jī)挖溝未全部成型的狀態(tài)下向前移動造成挖溝寬度和深度不能達(dá)到設(shè)計要求（圖4）；絞錨過慢則會造成成溝過寬或過深，使已鋪管道下沉量瞬時過大，造成管道變形量超過設(shè)計屈服撓度要求，造成破壞。

圖4 挖溝機(jī)前后聲納掃測圖

3.2 剩余錨纜長度和錨系受力

中控室指揮長通過駁船錨纜定位系統(tǒng)可以直接觀測到各個錨纜的長度及錨系拉力，及時掌握錨纜及錨系的工作狀態(tài)（圖5）。錨纜的長度關(guān)系到駁船潛在的移動距離及定位的穩(wěn)定性，錨纜過長或過短均會造成駁船定位不穩(wěn)，產(chǎn)生晃動等危險因素。而駁船各個錨系拉力則直接體現(xiàn)了錨纜的受力情況，錨系受力過大可能造成錨纜破壞，受力過小則表明錨系不穩(wěn)，影響駁船整體穩(wěn)定性。

所以，指揮長必須時時關(guān)注錨纜工作長度及錨系受力情況，通過絞錨收放錨纜及時調(diào)整錨纜長度和錨系受力，確保錨纜長度和錨系受力均保持在設(shè)計允許范圍內(nèi)，保證駁船的穩(wěn)定性。

圖5 駁船錨纜布置及拉力圖

4 結(jié)束語

無動力駁船的合理絞錨對目前普遍采用的無動力后挖溝機(jī)工作具有十分重要的作用，不僅可以為后挖溝機(jī)提供前行動力，同時也確保了后挖溝機(jī)工作中不會對已鋪管線造成任何破壞。通過錨纜控制電腦顯示屏?xí)r時捕捉相關(guān)駁船錨纜、錨系及后挖溝機(jī)工作數(shù)據(jù)，操錨手收放錨纜使駁船后挖溝機(jī)組合體工作穩(wěn)定，順利完成管道后挖溝工程。

[1]楊明華. 海洋油氣管道工程[M]. 天津: 天津大學(xué)出版社, 2011: 112-117.

[2]陳剛. 海洋工程設(shè)計手冊: 海上施工分冊[M]. 上海:上海交通大學(xué)出版社, 2013: 699-703.

[3]國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會. GB/T 4000-2005, 中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]. 2005 24-28.

[4]挪威船級社. GB 50470-2008, 海底管道系統(tǒng)規(guī)范[S].2000: 31-35.