王瑞平

（海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島，266520）

引言

樁基式導管架一般通過鋼樁在海底進行固定的，鋼樁為直管式鋼結(jié)構(gòu)，具有長度長、直徑大、重量沉的特點，鋼樁在陸地建造完工后需進行裝船隨駁船運輸?shù)胶Ｉ线M行導管架固定，如圖1所示。

圖1 鋼樁固定導管架示意圖

傳統(tǒng)的導管架鋼樁裝船方式一般使用履帶吊或浮吊進行吊裝裝船，這種吊裝裝船方式具有成本高、工期長的缺點，而使用SPMT進行鋼樁裝船可很好的解決上述傳統(tǒng)鋼樁吊裝裝船的缺點，給鋼樁裝船提供了一種更為經(jīng)濟高效的方法。SPMT為自行模塊運輸車（Self-Propelled Modular Transporter）的簡稱，具有可自由拼接、同步性好、運行靈活等特點，SPMT運輸及裝船是近些年世界上被廣泛應用于各種模塊化結(jié)構(gòu)運輸及裝船工作中的一種方法。SPMT樣式如圖2所示。

圖2 SPMT樣式示意圖

本文主要依托南海某導管架鋼樁項目，詳細介紹運用SPMT進行鋼樁裝船的兩種方法，并對兩種方法優(yōu)缺點進行對比分析，為今后類似導管架鋼樁的SPMT裝船提供參考。

1 某導管架鋼樁項目概況

南海某導管架鋼樁項目位于南海北部海域，海域水深約64～70m，此油田為樁基式導管架平臺開采，該導管架重約8000噸，固定該導管架的鋼樁共12根，單根鋼樁直徑2438mm，單根鋼樁最大重量約575噸，鋼樁總重約6852噸。具體鋼樁數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 某導管架鋼樁項目數(shù)據(jù)

2 鋼樁SPMT側(cè)向裝船方法

鋼樁SPMT側(cè)向裝船方法是指鋼樁陸地建造完工后，運輸鋼樁的駁船側(cè)靠在碼頭，SPMT運輸鋼樁從駁船側(cè)面上船。

2.1 鋼樁陸地擺放

鋼樁整體接長后使用履帶吊將鋼樁吊裝至碼頭擺放位置的運輸框架上，運輸框架需要6套，運輸框架安置在場地墊墩上，場地墊墩采用1200mm混凝土塊，按要求擺放場地墊墩后，安裝運輸框架底層的橫梁和立柱，底層的橫梁和立柱均使用H350*350*15*20型鋼。完成底層鋼樁就位后安裝運輸框架中層的橫梁，中層的橫梁使用H350*350*15*20型鋼，完成上層鋼樁就位后安裝運輸框架頂層的橫梁，頂層的橫梁使用H200*200*8*12型鋼。

圖3 側(cè)向裝船鋼樁陸地擺放示意圖

2.2 鋼樁SPMT側(cè)向裝船

駁船側(cè)向停靠在碼頭并完成系泊，選取合適的潮汐時間進行鋼樁SPMT裝船，裝船前在駁船甲板上安裝6套海運支墩，布置碼頭與駁船側(cè)舷之間的裝船棧橋9套，清理碼頭和駁船上阻礙SPMT裝船的障礙物。具體裝船步驟如下：

第一步：SPMT車組調(diào)試按照分組進行內(nèi)部連接。對照運輸框架上標注的進車位置SPMT駛?cè)脘摌哆\輸框架下，降低SPMT確保和運輸框架下表面存在一定間隙。每一列SPMT使用對應的液壓支撐系統(tǒng)單獨升高，直到SPMT與運輸框架的下表面接觸，然后SPMT液壓支撐系統(tǒng)繼續(xù)升高至運輸框架和場地墊墩分離。

圖4 側(cè)向裝船SPMT布置示意圖

第二步：SPMT承載運輸框架及鋼樁向駁船行駛，通過往駁船里面注水或者抽水（取決于潮汐情況）使駁船橫傾以達到駁船與碼頭垂直高差滿足SPMT裝船要求，SPMT承載鋼樁慢慢的行駛到棧橋上，全程觀察駁船側(cè)舷與碼頭垂直高差并配合駁船調(diào)載，在滿足要求情況下繼續(xù)緩慢行駛SPMT至駁船上，當SPMT所有的輪子都上船后，SPMT繼續(xù)在駁船上行駛到達設定的就位位置。

第三步：當運輸框架到達海運支墩上的正確位置時，SPMT開始降低運輸框架。運輸框架和海運支墩接觸后，SPMT液壓懸掛系統(tǒng)逐漸減壓，直到所有的重量轉(zhuǎn)移至海運支墩上。逐列降低SPMT高度直到運輸框架大梁的下翼緣和SPMT之間出現(xiàn)了足夠的間隙。通過駁船調(diào)載配合，將運輸框架下面的SPMT從駁船側(cè)舷駛離，撤出裝船棧橋，完成鋼樁SPMT側(cè)向裝船。

圖5 鋼樁SPMT側(cè)向裝船示意圖

圖6 SPMT側(cè)向駛離駁船示意圖

圖7 尾向裝船鋼樁陸地擺放示意圖

3 鋼樁SPMT尾向裝船方法

鋼樁SPMT尾向裝船方法是指鋼樁陸地建造完工后，運輸鋼樁的駁船尾靠在碼頭，SPMT運輸鋼樁從駁船尾端上船。

3.1 鋼樁陸地擺放

鋼樁整體接長后使用履帶吊將鋼樁吊裝至碼頭擺放位置的運輸框架上，運輸框架安置在場地墊墩上，場地墊墩采用400mm混凝土塊和1200mm混凝土塊組合的形式，場地墊墩高度為1600mm。按要求擺放場地墊墩后，安裝運輸框架底層的橫梁和立柱，底層的橫梁使用H1000*500*20*30組合梁，立柱使用H1000*500*20*30組合梁和H350*350*15*20型鋼。完成底層鋼樁就位后安裝運輸框架中層的橫梁，中層的橫梁使用H1000*500*20*30組合梁，完成上層鋼樁就位后安裝運輸框架頂層的橫梁，頂層的橫梁使用H200*200*8*12型鋼。

3.2 鋼樁SPMT尾向裝船

駁船尾部?？吭诖a頭并完成系泊，選取合適的潮汐時間進行鋼樁SPMT裝船，裝船前在駁船甲板上安裝海運支墩，布置碼頭與駁船尾部之間的裝船棧橋，清理碼頭和駁船上阻礙SPMT裝船的障礙物。具體裝船步驟如下：

第一步：SPMT車組調(diào)試按照分組進行內(nèi)部連接。對照運輸框架上標注的進車位置SPMT駛?cè)脘摌哆\輸框架下，降低SPMT確保和運輸框架下表面存在一定間隙。每一列SPMT使用對應的液壓支撐系統(tǒng)單獨升高，直到SPMT與運輸框架的下表面接觸，然后SPMT液壓支撐系統(tǒng)繼續(xù)升高至運輸框架和場地墊墩分離。

圖8 尾向裝船SPMT布置示意圖

第二步：SPMT承載運輸框架及鋼樁向駁船行駛，通過往駁船里面注水或者抽水（取決于潮汐情況）使駁船縱傾以達到駁船與碼頭垂直高差滿足SPMT裝船要求，SPMT承載鋼樁慢慢的行駛到棧橋上，全程觀察駁船尾部與碼頭垂直高差并配合駁船調(diào)載，在滿足要求情況下繼續(xù)緩慢行駛SPMT至駁船上，當SPMT所有的輪子都上船后，SPMT繼續(xù)在駁船上行駛到達設定的就位位置。

圖9 鋼樁SPMT尾向裝船示意圖

第三步：當運輸框架到達海運支墩上的正確位置時，SPMT開始降低運輸框架。運輸框架和海運支墩接觸后，SPMT液壓懸掛系統(tǒng)逐漸減壓，直到所有的重量轉(zhuǎn)移至海運支墩上。逐列降低SPMT高度直到運輸框架大梁的下翼緣和SPMT之間出現(xiàn)了足夠的間隙。通過駁船調(diào)載配合，將運輸框架下面的SPMT從駁船尾部駛離，撤出裝船棧橋，完成鋼樁SPMT尾向裝船。

圖10 SPMT尾向駛離駁船示意圖

4 兩種裝船方法對比分析

4.1 裝船成本對比

從上文描述及表2中可以看出，設備方面，SPMT側(cè)向裝船比SPMT尾向裝船多使用20軸線的SPMT設備；裝船工裝方面，運輸框架SPMT側(cè)向裝船比SPMT尾向裝船少使用99噸材料，裝船支墩SPMT側(cè)向裝船比SPMT尾向裝船多使用148噸材料，裝船棧橋SPMT側(cè)向裝船比SPMT尾向裝船多使用107.8噸材料，裝船工裝裝船支墩SPMT側(cè)向裝船比SPMT尾向裝船多使用156.8噸材料，綜上可以看出，無論是對SPMT設備資源的需求還是對裝船工裝的需求，鋼樁SPMT側(cè)向裝船都要比鋼樁SPMT尾向裝船多，鋼樁SPMT側(cè)向裝船成本相對較高。

表2 兩種裝船方式成本對比表

4.2 裝船工效對比

從上文描述可知，裝船用時主要包含SPMT從陸地運輸鋼樁至駁船后離開駁船的行駛用時和鋼樁在駁船就位后運輸框架與海運支墩之間焊接用時。從表3中可以看出，SPMT行駛用時方面，SPMT側(cè)向裝船相比SPMT尾向裝船約節(jié)約0.4小時，但在運輸框架與海運支墩之間焊接用時方面，SPMT側(cè)向裝船相比SPMT尾向裝船要多花約10小時，通過對比可以看出SPMT尾向裝船相比SPMT側(cè)向裝船在工效方面更高。

表3 兩種裝船方式工期對比表

4.3 駁船要求對比

鋼樁SPMT側(cè)向裝船需要駁船側(cè)舷與碼頭之間保持一定的高度差，裝船期間根據(jù)高度差要求駁船需要在裝船時間段內(nèi)橫向調(diào)載，側(cè)向裝船時從SPMT接觸裝船棧橋到SPMT全部接觸駁船，SPMT行程約32.4m，根據(jù)表3中SPMT行駛速度，SPMT從接觸裝船棧橋到完全接觸駁船用時約0.065h,駁船需要在0.065h內(nèi)完成約7000噸貨物上船的橫向調(diào)載。

鋼樁SPMT尾向裝船需要駁船尾部與碼頭之間保持一定的高度差，裝船期間根據(jù)高度差要求駁船需要在裝船時間段內(nèi)縱向調(diào)載，尾向裝船時從SPMT接觸裝船棧橋到SPMT全部接觸駁船，SPMT行程約113.8m，根據(jù)表3中SPMT行駛速度，SPMT從接觸裝船棧橋到完全接觸駁船用時約0.228h,駁船需要在0.228h內(nèi)完成約7000噸貨物上船的縱向調(diào)載。

駁船調(diào)載對整個鋼樁SPMT裝船成功與否起決定性作用，綜上對比，在駁船調(diào)載方面，鋼樁SPMT裝船縱向調(diào)載比橫向調(diào)載時間更加充足，安全性和可實施性更好。

5 結(jié)論

本文以南海某樁基式導管架項目鋼樁為依托，主要介紹了陸地建造完成后的鋼樁SPMT側(cè)向和尾向兩種裝船方法，并從裝船成本、裝船工效、駁船要求的影響等多個方面對這兩種裝船方法進行對比，綜合分析其優(yōu)缺點，通過對比分析可以看出，對于鋼樁SPMT裝船，采用尾向裝船方式比采用側(cè)向裝船方式更具適用性和經(jīng)濟性，本結(jié)論可供今后其他導管架鋼樁項目SPMT裝船進行參考。