王鈺錢(qián)慶釗(.日照實(shí)華原油碼頭有限公司， 山東 日照 76800；.日照港油品碼頭有限公司， 山東 日照 76800)

圍油欄及浮筒在開(kāi)敞式碼頭應(yīng)用中的問(wèn)題與應(yīng)對(duì)措施

王鈺1錢(qián)慶釗2(1.日照實(shí)華原油碼頭有限公司， 山東 日照 276800；2.日照港油品碼頭有限公司， 山東 日照 276800)

本文分析了海上防溢油設(shè)施圍油欄及圍油欄浮筒在開(kāi)敞式碼頭應(yīng)用中存在的4種典型問(wèn)題，如圍油欄浮筒布放位置設(shè)計(jì)、浮筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、浮筒與圍油欄及扭王字塊的連接等，研究并討論了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，包括提供了開(kāi)敞式碼頭浮筒布放位置設(shè)計(jì)方案，圍油欄浮筒的設(shè)計(jì)及安裝布放圍油欄及圍油欄浮筒時(shí)的措施，為開(kāi)敞式碼頭海上溢油污染的防治提供參考與借鑒。

防溢油;開(kāi)敞式碼頭;圍油欄;應(yīng)對(duì)措施

1 背景

隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，特別是近年來(lái)石油工業(yè)和海上運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，石油及其產(chǎn)品的運(yùn)輸，海上原油的開(kāi)采，以及輸油碼頭、煉廠排污等發(fā)生事故引起溢油污染事件的不斷增加，嚴(yán)重威脅到了海洋及其他水域的生態(tài)環(huán)境，由此造成的重大污染和財(cái)產(chǎn)損失逐步增大。因此用于圍控溢油的應(yīng)急設(shè)備需求越來(lái)越急切[1]。

目前，世界各國(guó)防治水域溢油的主要措施、手段是用圍油欄將水面溢油圍定在一定范圍內(nèi)，然后配合溢油回收設(shè)備處理溢油，保護(hù)海洋環(huán)境[2]。實(shí)華原油碼頭位于嵐山港區(qū)中作業(yè)區(qū)，碼頭軸線順流布置，與正北向夾角40°。開(kāi)敞式碼頭布置型式為“蝶式”，與后方陸域間通過(guò)引橋和引堤相連，引橋垂直于碼頭布置，與碼頭軸線呈“L”形布置。

2 圍油欄及圍油欄浮筒應(yīng)用現(xiàn)狀

實(shí)華原油碼頭為開(kāi)敞式碼頭，海上防溢油設(shè)施主要有圍油欄及浮筒。圍油欄在應(yīng)用過(guò)程中多次出現(xiàn)斷裂、磨損，因磨損嚴(yán)重、斷裂造成沉入海中不能起到圍堵溢油作用；公司委托設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的圍油欄布置方案十分繁瑣耗時(shí)，設(shè)計(jì)院后改進(jìn)的浮筒布放依然經(jīng)常斷鏈、移位；曾因受9級(jí)大風(fēng)影響，開(kāi)敞式碼頭圍油欄多處斷裂、破損500多米，浮筒移位，圍油欄浮筒斷鏈、漂移，圍油欄及浮筒抗風(fēng)浪能力較弱。

2.1 圍油欄浮筒

圍油欄主要是用于匯集攔截溢油并控制防護(hù)溢油，但圍油欄在開(kāi)敞式碼頭應(yīng)用過(guò)程中，需要圍油欄浮筒對(duì)圍油欄進(jìn)行定位。而圍油欄與圍油欄浮筒的連接就顯得尤為重要：圍油欄為保證其良好的圍油效果，必須盡可能實(shí)現(xiàn)與圍油欄浮筒的無(wú)縫連接；圍油欄與圍油欄浮筒之間存在摩擦，距離近則摩擦大造成圍油欄磨損嚴(yán)重，距離過(guò)遠(yuǎn)則難以起到定位的效果，必須在有效距離內(nèi)控制圍油欄的位置；圍油欄浮筒必須可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)固的在一定范圍內(nèi)，盡可能減少丟失、沉底等問(wèn)題。

圍油欄浮筒是高2.2米，直徑為2米的圓筒體，內(nèi)底部為混凝土澆筑，上部用聚氨酯發(fā)泡。筒體帶有側(cè)翼四處，頂部及底部帶有耳鼻，并做有防腐。浮筒側(cè)翼結(jié)構(gòu)用于連接圍油欄和浮筒，但在圍油欄浮筒的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，浮筒側(cè)翼結(jié)構(gòu)經(jīng)常割裂、刮傷圍油欄，出現(xiàn)圍油欄割裂后漂移斷開(kāi)的情況，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的需求。

圍油欄與圍油欄浮筒通過(guò)浮筒側(cè)翼連接，隨著海浪流的加大及繩索變形等問(wèn)題的發(fā)生，經(jīng)常出現(xiàn)圍油欄浮筒與圍油欄之間存在較大間隙，出現(xiàn)緊急情況時(shí)則會(huì)存在安全隱患。浮筒穩(wěn)定性是決定圍油欄浮筒定位的重要指標(biāo)。在開(kāi)敞式碼頭應(yīng)用過(guò)程中，風(fēng)浪流較大對(duì)浮筒影響較大，浮筒、錨鏈、卸扣及對(duì)圍油欄的磨損也將加劇。

2.2 圍油欄及圍油欄浮筒布放

圍油欄的布放主要是根據(jù)圍油欄浮筒的定位來(lái)確定的，而圍油欄浮筒的位置則是為了盡可能方便、快捷的布放圍油欄定位的。所以科學(xué)、合理、便捷、迅速的布放圍油欄則在日常接卸船舶作業(yè)過(guò)程中顯得尤為重要。

圍油欄的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)：圍油欄主要由浮體、裙體以及配重組成。浮體的主要作用是浮力，圍油欄通過(guò)浮體漂浮于水面；裙體的作用則是在水下形成一道屏障，防止溢油從水下流走；配重則是鑲嵌在裙體下端，主要起平衡的作用[3]。

目前，國(guó)內(nèi)使用的圍油欄，按其使用性能可以分為：固體浮子式圍油欄、充氣式圍油欄和防火圍油欄。在發(fā)生溢油水面著火時(shí)，通常使用防火圍油欄，其它情況下一般使用固體浮子式圍油欄。與充氣式圍油欄相比，固體浮子式圍油欄在同等條件下更利于在海洋水域控制溢油擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，可適用于環(huán)境惡劣的條件以及需長(zhǎng)期布放圍油欄用以控制溢油擴(kuò)散的場(chǎng)合，所以開(kāi)敞式碼頭把固體浮子式圍油欄作為海上防溢油使用的主要圍油欄[4]。

為保證布放圍油欄的科學(xué)有效性，設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)過(guò)圍油欄浮筒的定位位置及圍油欄的布放，經(jīng)其多次改進(jìn)后仍然存在布放繁瑣，圍油欄與開(kāi)敞式碼頭系纜墩之間摩擦頻發(fā)造成圍油欄沉底、破損的情況。

3 對(duì)圍油欄及圍油欄浮筒采取的應(yīng)對(duì)措施研究

從上面論述的圍油欄及圍油欄浮筒在開(kāi)敞式碼頭應(yīng)用中存在的問(wèn)題來(lái)看，要保證圍油欄及圍油欄浮筒能夠安全穩(wěn)定有效地在開(kāi)敞式碼頭防溢油應(yīng)用中起到圍控?cái)r截溢油的作用，必須采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施或設(shè)計(jì)方案。下面就以上典型問(wèn)題，分別研究討論相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

3.1 關(guān)于圍油欄浮筒的應(yīng)對(duì)措施

通過(guò)上述我們可以知道，圍油欄為保證圍控效果，必須盡可能與圍油欄浮筒無(wú)縫連接；必須在有效距離內(nèi)控制圍油欄的位置；圍油欄浮筒必須可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)固的在一定范圍內(nèi)，盡可能減少丟失、沉底等問(wèn)題。

根據(jù)圍油欄浮筒的結(jié)構(gòu)，我們可以得出浮筒筒體的四處側(cè)翼其用于連接圍油欄和浮筒，但在應(yīng)用過(guò)程中，側(cè)翼結(jié)構(gòu)經(jīng)常割裂、刮傷圍油欄，經(jīng)常出現(xiàn)圍油欄割裂后漂移斷開(kāi)的情況。因此，我們選擇去除浮筒側(cè)翼，對(duì)圍油欄浮筒進(jìn)行再加工、再設(shè)計(jì)(如圖1所示)，避免了浮筒側(cè)翼割裂圍油欄的情況發(fā)生。同時(shí)，將浮筒與圍油欄的連接方式由“兩端式”變?yōu)椤耙欢耸健?，保證了浮筒、圍油欄之間的無(wú)縫隙銜接，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)海上防溢油設(shè)施無(wú)漏洞。

圖1

圖2

在開(kāi)敞式碼頭應(yīng)用過(guò)程中，風(fēng)浪流較大對(duì)浮筒影響較大，在風(fēng)浪流作用下，浮筒會(huì)在海中漂浮搖擺，浮筒、錨鏈及卸扣磨損較重。由于風(fēng)浪流大引起的卸扣、錨鏈、浮筒三者相互劇烈摩擦，圍油欄浮筒單錨鏈結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)卸扣脫扣，造成圍油欄浮筒定位故障，圍油欄嚴(yán)重偏移。因此，通過(guò)對(duì)圍油欄浮筒單錨鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了綜合論證分析，將原始單根錨鏈結(jié)構(gòu)變更為雙錨鏈結(jié)構(gòu)，連接在浮筒底端兩側(cè)的耳鼻處(如圖2所示)，經(jīng)過(guò)數(shù)月使用觀察，發(fā)現(xiàn)可以有效減緩風(fēng)浪流大引起的碰撞摩擦，不僅增加了平衡性，而且形成了雙重保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)，大大降低了因圍油欄定位浮筒故障導(dǎo)致圍油欄嚴(yán)重偏移的現(xiàn)象。

針對(duì)開(kāi)敞式碼頭應(yīng)用過(guò)程中風(fēng)浪流較大的特點(diǎn)，在安裝圍油欄浮筒、卸扣及錨鏈時(shí)可采用高強(qiáng)度卸扣及錨鏈并進(jìn)行多層焊固捆扎。將原Φ36mm的卸扣改為Φ50mm的高強(qiáng)度卸扣，并采用Φ38mm的錨鏈替代原Φ30mm的錨鏈，提高卸扣錨鏈的可靠性。對(duì)連接浮筒與錨鏈的卸扣進(jìn)行多層焊接加固并使用不銹鋼焊條捆扎固定，對(duì)圍油欄連接的夾板、螺栓用套筒鎖緊保證連接的可靠性。

3.2 根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)圍油欄及圍油欄浮筒布放

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)海上防溢油設(shè)施安全需求、在不妨礙生產(chǎn)的前提條件下，多次調(diào)整圍油欄定位浮筒布放位置，優(yōu)化圍油欄布局。首先是將圍油欄與系纜墩的接觸點(diǎn)由7個(gè)降至0個(gè)，保證浮筒定位后連接的圍油欄不與系纜墩及其附著物磨損，有效避免了因圍油欄固體浮子漂出導(dǎo)致圍油欄沉海的現(xiàn)象。其次，用圍油欄定位浮筒替代錨浮，將700米圍油欄進(jìn)行了固定，大大縮短了布放時(shí)間和生產(chǎn)成本。

4 結(jié)語(yǔ)

在開(kāi)敞式碼頭圍油欄應(yīng)用過(guò)程中，受到風(fēng)、流和浪的限制較大，而本文中從圍油欄及圍油欄浮筒上找原因、作分析，針對(duì)圍油欄經(jīng)常出現(xiàn)斷裂、磨損的現(xiàn)狀，分析研究了開(kāi)敞式碼頭圍油欄的應(yīng)對(duì)措施，其中包括對(duì)圍油欄浮筒筒體及雙錨鏈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)加工、改進(jìn)圍油欄浮筒及錨鏈卸扣的連接、根據(jù)開(kāi)敞式碼頭的實(shí)際情況設(shè)計(jì)圍油欄浮筒的定位及圍油欄的布放。

在開(kāi)敞式碼頭海上防溢油應(yīng)用中，文中討論的圍油欄及圍油欄浮筒應(yīng)對(duì)措施和方法能有效地減少?lài)蜋跀嗔?、磨損，延長(zhǎng)圍油欄壽命，降低圍油欄浮筒漂移、斷鏈的情況，為開(kāi)敞式碼頭風(fēng)浪流影響較大的情況下溢油污染的防治提供參考與借鑒。

[1]逢蕾，郭建偉，劉宗江．岸灘圍油欄的應(yīng)用[A].2007年船舶防污染學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C],2007.

[2]張承懿，王磊，姚美旺.固體浮子式圍油欄模型試驗(yàn)研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24(4)：12-18.

[3]詹德新.某圍油欄性能實(shí)驗(yàn)研究[J].武漢造船,2001，136(1):16-18.

[4]魏芳，林建國(guó)，許穎.圍油欄研制的歷史、現(xiàn)狀及數(shù)值模擬的應(yīng)用展望[C].船舶防污染學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2006.