三腿導管架立式與臥式建造工藝特點對比分析

張博聞 雷家鑫 李鑫 曲唱

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

前言

隨著場地資源的不斷完善，導管架的建造水平不斷提高，建造工藝持續改進，主要體現在這幾方面：

（1）精度要求高。只有保證導管架的幾何尺寸精度，才能為上部組塊安裝和海上導管架安裝調平提供保障。

（2）制造工期短。渤海地區淺水導管架受到施工環境等因素制約，導管架按期完工經常會充滿不確定性。

（3）施工人員的不斷更替，對工程的質量安全帶來許多挑戰。

因此，對于三腿導管架，如何改善導管架的施工工藝，有針對性的解決施工問題并且對于導管架的建造方法進行合理選擇，成為項目建造順利完工的重要保證。本文從施工實踐出發，對于立式建造BZ26-3項目PAPD導管架和臥式建造LD10-1項目PAPD導管架進行建造工藝特點對比及分析。

1 工程概述

1.1 BZ26-3項目PAPD導管架概述

本文依托的BZ26-3項目PAPD導管架，尺寸規格18×14×28m，重約402.1T，在海工塘沽場地1#滑道完成立式建造，整體的建造順序見流程框圖1，導管架整體建造示意圖和完成圖見圖2：

圖1 BZ26-3項目PAPD導管架建造流程圖

圖2 BZ26-3項目PAPD導管架建造示意圖與完成圖

1.2 LD10-1項目PAPD導管架概述

L D 1 0-1 項目PA P D導管架， 尺寸規格16.1×20.5×39.7m，重約431T，在海工塘沽場地4#滑道完成臥式建造，整體的建造順序見流程框圖3，導管架整體建造示意圖和完成圖見圖4。

圖3 LD10-1項目PAPD導管架建造流程圖

圖4 LD10-1項目PAPD導管架建造示意圖與完成圖

1.3 項目建造流程分析

1.3.1 項目具體施工步驟

立式建造導管架項目的施工步驟如下所示：

（1） 預制防沉板。

（2） 預制ROW2片并且吊裝上滑道。需要根據施工現場的實際施工狀態完成該片上的主要附件：陽極、立管卡子、預留卡子底座、電纜護管。

（3） 安裝立面十字拉筋（包含陽極等附屬結構）。

（4） 安裝EL（-）3000水平拉筋。

（5） 安裝EL（+）6300水平拉筋。完成拉筋上的走道型鋼、格柵、欄桿安裝，C1導管的合攏區域走道待合攏后安裝。

（6） 安裝C1導管，完成合攏。

（7） 安裝剩余附件，包括靠船件、走道等。

臥式建造導管架項目的施工步驟如下所示：

（1） 預制立片ROW1片。需要根據施工現場的實際施工狀態完成該片上的主要附件：陽極、立管卡子、預留卡子底座。

（2） 安裝立面上的其余拉筋。立面拉筋安裝前需要完成拉筋上的陽極安裝。

（3） 安裝C2導管，完成合攏。

（4） 立面走道安裝。

（5） 整體翻身立起導管架。

（6） 防沉板安裝及空間靠船件、立管就位，翻身吊耳的切除等工作。

1.3.2 項目建造特點對比分析

（1）防沉板安裝順序

導管架建造施工中，防沉板的作業工作量占整體比重較大。立式建造導管架ROW片就位后就可以同步進行防沉板的安裝，臥式建造導管架則必須在整體翻身之后再安裝防沉板。

（2）立面拉筋安裝順序

立式建造導管架在完成防沉板就位后，就可以進行十字花片、水平拉筋的安裝，對安裝順序的要求比較嚴格。但臥式建造導管架的ROW1片是原地放置，在立面拉筋安裝時具有特殊性，可使用多臺吊車對對向兩側立面拉筋同時進行安裝，對建造工序要求低。

（3）剩余附件安裝順序

立式建造導管架的走道部分是平面施工，施工難度較低。但臥式建造導管架的走道部分由平面安裝變為立面安裝，施工難度變大，安全風險增加。臥式建造導管架部分附件也必須等至整體翻身后再安裝，如靠船件其包板與臨時吊點位置重合，為防止翻身過程中沖擊，需翻身后再進行安裝；翻身吊耳的空間切除、立管的完善等。

（4）臨時支撐搭建

立式建造導管架采用一根臨時支撐保證對EL（-）3000水平拉筋和EL（+）6300水平拉筋支撐，從而進行C1導管安裝后完成整體合攏。臥式建造導管架則用較短的臨時支撐保證對立面上的十字拉筋和水平拉筋進行支撐，方便進行拉筋的位置調整。

2 安全因素

進行項目建設，首先應該考慮的就是安全因素。分析案例均為淺水導管架，水深在20～32米。經統計，高空作業的效率一般為地面作業的25%～35%[1]，因此減少高空作業對于提升安全工作質量意義重大，案例中立式建造導管架存在的主要問題就是作業高度較高，臥式建造導管架相對于立式建造導管架的顯著優點就是降低了作業高度，單片在地面上進行預制，85%左右的桿件在平面上進行組裝，可以很大程度上提高安全作業質量，對于提升工作效率，也有重要的意義。

3 場地及滑道資源

3.1 立式建造導管架場地利用特點

（1）場地布置靈活，機動性強。立式建造導管架在1#滑道完成，不要求單片的預制和整裝聯系在一起,在單片布置上有很大的靈活性。本項目ROW2片在9#場地完成預制，通過四臺吊車完成立片，后經過兩臺吊車吊至1#滑道，C1導管同樣需履帶吊從9#場地吊至總裝位置完成立管。這樣的場地布置，即使是在場地緊張時，單片和導管也可以布置在較為遠離總裝場地的位置，再由吊車吊至最終位置。

（2）占地面積較大，不集中。由于立式建造導管架導管和單片的布置都較為分散，造成整體的占地面積較大。

3.2 臥式建造導管架場地利用特點

（1）場地布置集中緊湊，方便施工，導管架翻身占用場地面積較大。臥式建造導管架在4#滑道和14#場地完成，最后由吊車完成整體翻身。這種臥式建造將預制和總裝聯系在一起，提升了建造場地利用率。但臥式建造對場地要求較為嚴格，翻身過程占用場地面積較大。

（2）減少了墊蹲的使用量。由于臥式建造的布置方式，一部分的單片預制墊蹲由總裝墊蹲代替，因此減少了墊蹲使用量。

4 施工重點要素分析

4.1 腳手架工作量

由于前期臥式建造時工作點數量和工作面積較立式建造更多，立式建造導管架與臥式建造導管架在腳手架總工作量方面基本持平[2]，其中立式建造主要采用框式腳手架和掛式腳手架相互配合，臥式建造則只采用框式腳手架滿足組裝、焊接等要求。

由于臥式建造導管架是兩側對稱四個空間作業面施工，對立面腳手架的需求量較大，并且臥式建造導管架存在整體翻身過程，腳手架需全部拆除再進行翻身。并且前文已經提到過一些導管架附件無法在平面內完成安裝，需在導管架翻身后完成，如靠船件、部分立管等，腳手架同樣需要搭建到最高點39m左右，同樣增加了腳手架工作量和整體施工的復雜性，而立式建造導管架僅需要一次空間通道的搭設。根據公司車間數據統計，此兩項目對比來說，臥式導管架腳手架工日投入比立式導管架腳手架工日投入多出接近20%左右。

4.2 吊車資源

在大型吊車使用情況方面，兩項目均存在各自特點。

立式建造導管架吊車資源使用特點：

（1）立式建造導管架對大型吊機的整體依賴性較強，立完片后考慮到ROW片的穩定性，常規會有3～5天的兩臺大型吊機的占用時間，而在這期間，同步作業的開展（如十字花片的空間安裝等）也占用吊機，而且作業時間較長，乃至后期的C1導管合攏，也需要大型吊機。

（2）ROW2片立片過程中需要將立面片從預制場地翻轉90°再吊裝至總裝場地，整個吊裝的過程路線較長，吊裝過程較為復雜。

臥式建造導管架吊車資源使用特點：

（1）履帶吊噸位級別選擇高，尤其對于更大型的750T吊車依賴性更高。

（2）在臨時支撐環節減少吊車使用。

（3）臥式建造導管架在立面拉筋安裝時可使用多臺吊車對對向兩側立面拉筋同時進行安裝。

（4）整體翻身過程準備時間長，翻身作業復雜且風險性高。

4.3 拖拉繩使用情況

對于立式建造導管架，導管架ROW2片在預制場地完成平面預制后，就可以進行立片作業，立片作業完成后，就可以用拖拉繩將單片固定在滑道上。立式建造使用拖拉繩的周期長，需要在C1導管完成總裝合攏之后才能將拖拉繩完全撤掉，使用時長約為30天，因此立式導管架在拖拉繩的使用上相對來說會耗費物資[3]。BZ26-3項目PAPD導管架的ROW2片在其立片就位后就需要用攬風繩進行固定，攬風繩的上端連接臨時拖點，下端連接地錨，一般采用壓放水泥塊，場地布置的靈活性較高。

但纜風繩的布置始終會占用場地資源，并且一定程度上影響后續的總裝施工，影響吊機的前進路線。臥式建造導管架則完全不同，尤其考慮到PAPD三腿導管架臥式建造流程的特點，幾乎不需要使用拖拉繩，只在導管架翻身過程中使用了拖拉繩，相較于立式建造導管架，節約了物資同時不影響項目對未來場地的各種需求。

5 結語

兩種建造方式各自存在利弊，并且不同的建造方式直接影響到PAPD三腿導管架的建造工序。立式建造對場地資源的依賴性較小，建造方法比較常規，人員作業經驗比較豐富，考慮到PAPD三腿導管架平面結構的簡單性，可在入水深度25m以下的PAPD三腿導管架參考使用此建造方式。臥式建造由于能有效降低導管架的作業高度，降低施工難度，對工程的安全、質量更有保證。因此今后渤海地區在面對類似三腿導管架項目時，需要結合實際項目的具體要求以及場地設備能力進行全面分析，對建造方式方法進行合理化選擇。