CCS青島分社 張 梁

張梁 中國船級社青島分社海洋工程處結(jié)構(gòu)驗船師，A級注冊驗船師。長期從事船舶與海洋工程入級、法定及發(fā)證檢驗工作，累計執(zhí)行檢驗任務約2000次。

單點系泊系統(tǒng)作為連接油輪的卸油接口，通過海底管道與陸地容器及工廠連接，近年來已得到越來越廣泛的應用。其中固定錨樁作為單點的主要受力構(gòu)件，應當引起足夠的重視，筆者曾經(jīng)參與過一次單點系泊系統(tǒng)錨樁安裝第三方發(fā)證檢驗，對此，有很深的體會。

某石油化工精煉廠的項目計劃建造一個單點系泊(以下簡稱SPM)系統(tǒng)和海底管道，以進口石油化工煉油廠所需的原油和凝析油。單點系泊系統(tǒng)有六根錨樁，編號分別為P1～P6，每根錨樁與單點通過錨鏈連接，相鄰兩根錨鏈形成60°的夾角。每根錨樁長度為46m，外徑為2134mm，壁厚38mm，材質(zhì)為DH36，設計入泥深度為46m，如圖1所示。

圖1 錨樁結(jié)構(gòu)圖

在距離樁頂20m處設置有錨鏈連接點，錨樁在此處為厚度50mm的加厚段，錨樁內(nèi)部有貫穿鋼板，外部有環(huán)形加強板。設計方因考慮到施工水域海底土質(zhì)較軟，為防止溜樁，在距樁頂16米處設置一層防沉擋泥板，厚度為25mm，設有十字加強板，均布20個直徑為50mm的透水孔供海水和泥漿通過，如圖2、圖3所示。

該項目施工分為十個步驟：船舶定位、吊裝導向架就位、起吊錨樁、錨樁錨鏈連接、錨樁插入導向架、打樁錘就位、打樁、拖拉錨鏈鋪設入水、回收導向架、錨鏈預張緊試驗。其中CCS需關(guān)注的方面如下：船舶定位準確性；對錨樁及錨鏈進行進貨檢驗，確定錨鏈的鋼印及編號與證書相符，確定錨樁的狀態(tài)良好并審核錨樁制作報告；審核安裝需要的相關(guān)設備的校準報告；確定GYRO USBL水下導航定位系統(tǒng)軟件設定的導向架目標位置與已審批設計一致，確定導向架放置后的實際定位與設計位置的位置偏差及角度偏差，確定導向架牛眼水平儀的觀測正確有效并在設計范圍內(nèi)；錨鏈與錨樁的連接按照設計進行施工并有效可靠；CCS通過ROV顯示器關(guān)注錨樁插入導向架的過程中是否對導向架造成較大碰撞及錨樁在重力的作用下達到的入泥深度；打樁錘的插入是否對錨樁造成較大碰撞及錨樁在打樁錘的重力作用下再次下沉的深度；錨樁打樁是否達到設計深度，以及關(guān)注打樁過程中有無拒錘、溜樁等狀況；錨鏈在拖拉入水過程中均順利通過張緊器，鏈環(huán)組無重疊、糾纏現(xiàn)象，錨鏈張弛度合理；錨鏈預張緊試驗過程是否按照已批準程序進行，最終實驗結(jié)果應滿足設計要求。

但是，意想不到的是，在現(xiàn)場施工過程中，我們發(fā)現(xiàn)當?shù)赝临|(zhì)并非如設計所考慮的松軟程度，地質(zhì)資料可能存在誤差，現(xiàn)場打樁過程P3錨樁甚至出現(xiàn)了拒錘的現(xiàn)象：P3錨樁連續(xù)錘擊，但最后一米錘擊數(shù)1050次，因達到拒錘標準而停錘，停錘時通過ROV觀察到預定的停錘線距離目標輔助線還有約20cm，但后期經(jīng)潛水員探摸已確認該樁打樁到位，樁頂已完全沒入泥面，經(jīng)分析認為該20cm的誤差來源于導向架在自重作用下產(chǎn)生的下沉。從驗船師的角度來看，我們對防沉板的設計產(chǎn)生了質(zhì)疑，因為預留的排水排泥孔太小，而導致泥漿不能夠有效及時溢出，從而加大錘擊時泥漿對防沉板的反作用力，如果反作用力足夠大，甚至有可能導致防沉板根部與錨樁內(nèi)壁角焊縫連接處產(chǎn)生撕裂，撕裂位置很有可能出現(xiàn)在錨樁內(nèi)壁熱影響區(qū)，從而導致樁體整體抗拉能力的降低。于是，我們收集了相關(guān)數(shù)據(jù)，進一步進行了簡要受力分析，分析結(jié)果得出此次拒錘現(xiàn)象并未對錨樁總體的抗拔能力產(chǎn)生影響。

其次，按照原程序設計，在導向架定位時，完成了確認定位位置和導向架水平的工作后，即進行插樁、插錘、打樁等作業(yè)環(huán)節(jié)，此過程中并沒有對錨樁的垂直度進行及時有效監(jiān)控的方法。考慮到該施工過程中的確很難實時或階段性地對錨樁垂直度進行有效控制，我們經(jīng)過多次與施工項目組溝通，經(jīng)各方同意，在完成打樁作業(yè)回收導向架之前再進行一次對導向架水平度的確認，以此來判斷已打樁入泥的錨樁的垂直狀態(tài)。因?qū)蚣軐蛲矁?nèi)壁與錨樁外壁之間存在26mm的間隙，導向筒的長度為3m，此二者的比值取反正切函數(shù)得出導向架與錨樁的垂直度偏差最大為0.5°，即如果打樁作業(yè)完成后導向架水平度在4.5°以內(nèi)，則可認為錨樁的垂直度滿足設計要求(±5°)。

圖2 錨樁與錨鏈連接點

圖3 錨樁擋泥板結(jié)構(gòu)圖

另外，還有一個難點問題，放置導向架、插樁、插錘、打樁等作業(yè)均在水下進行，只能通過ROV或潛水員攝像系統(tǒng)來觀察，再加上作業(yè)海域附近有疏浚作業(yè)，導致海水能見度較差，現(xiàn)場施工人員只能通過有限的信息和經(jīng)驗來進行施工，這對如何保證施工安全和質(zhì)量是一個很嚴峻的考驗。我們通過與施工項目組詳細溝通，通過在送樁及錘體上畫出與導向架對應位置的標高輔助線的方式來確定打樁情況，并在實際施工過程中對相應輔助線的位置進行了一再改進，以便更加方便、準確地進行判斷，經(jīng)現(xiàn)場實踐，效果非常好。CCS驗船師豐富的經(jīng)驗和嚴謹務實的作風得到了業(yè)主及施工方的一致好評。