3赵乃东“浅水导管架安装作业”课件

浅水导管架安装作业手册2009年10月8日2前言

所谓浅水/深水导管架，并没有严格的定义，通常是指渤海湾或者涠州海域的，10米～40米水深的，钢桩为水上桩（非水下裙桩），导管架直接吊装下水就位的（非扶正方式）。

在已安装的导管架中，四腿导管架、六腿导管架和八腿导管架为常见，尤其以四腿导管架居多。有一些导管架，其设计和安装具有特殊的模式。例如：JZ9-3沉箱，LD吸力锚，JZ20-2一体平台，NB35-2的12腿导管架。这些独具特色的导管架丰富了浅水导管架的安装方法，伴随星光一起，点缀着深夜的渤海湾。3大纲※准备工作※导管架起吊下水就位※导管架插打主桩与调平※后续安装工作※现场报告4准备工作※出海前的准备※主作业船的准备※驳船的准备※拖拉的准备※海底地貌预调查

施工船队出航前，应具备海上施工条件，满足施工准备的要求。安装设计程序、计算和图纸得到业主和第三方的批准海上水上水下作业许可证的获得适航证书和航行通告的获得海上施工材料的准备吊索具放置于导管架上（特殊情况下，如吊装框架或者撑竿，可以放在浮吊或者驳船上）5准备工作6准备工作7※出海前的准备※主作业船的准备※驳船的准备※拖拉的准备※海底地貌预调查准备工作主作业船的准备

发电机系统、空压机系统、灌浆机系统、空气潜水设备、吊桩器（或者索具）、打桩锤（带备用）、调平扣（一般使用导管架吊装索具）、焊机及焊材、测量工机具、检验工机具、若干吊索具、若干带缆绳、氧气及乙炔、氮气等。

除此，主作业船必须装好定位设备DGPS，该套定位设备用于主作业船抛锚就位、跟踪指挥服务拖轮、辅助导管架就位。主作业船还应该准备工作小艇或者交通船以备运送施工人员上导管架解扣。项目组携带由业主提供的现场潮汐表和潮流表，据此安排和计划靠驳和导管架吊装下水的时间。8准备工作9准备工作主作业船抛锚就位及锚机拉力试验

主作业船必须按照设计要求抛锚就位，各船抛锚方式不一。BH108通常抛2个主锚和船尾4个定位锚，待导管架吊装完成后，收起2个定位锚，在避风时采用弃锚方式。蓝疆和德瀛船通常抛8个工作锚，在避风时采用起锚方式。抛出的定位锚锚缆长度不少于10倍水深。抛锚时必须考虑锚及锚缆避让海床上的管线及已有设施，如需跨越管线，则需要拴系锚漂。

主作业船就位以后，一般需要做锚抓力试验以确定是否有走锚现象。若锚抓力不足，则需要重新抛该锚直至锚抓力满足施工要求。吊机准备

导管吊装下水前要对主作业船吊机进行全面检查，确保在整个施工期间吊机性能处于最佳状态。主吊机转塔两侧的2台拖缆绞车也要进行测试，导管架就位时要用到拖缆绞车，控制导管架的方向。缆绳准备

主作业船船艉及船侧必须提前准备好足够的带缆绳用于导管架精确就位和驳船旁靠带缆。10准备工作11准备工作其他准备

※吊桥是否要拆除※各单位设备连接调试※打桩锤锤套是否改造※导管架定位设备安装※技术交底会的召开※天气窗口及展望12准备工作13※出海前的准备※主作业船的准备※驳船的准备※拖拉的准备※海底地貌预调查准备工作14准备工作驳船的准备

尽量在平潮时，安排拖轮按照设计图纸靠驳。通常驳船帮靠浮吊时，采用一拖轮帮拖，驳船尾靠浮吊时，采用一拖轮吊拖/一拖轮帮拖（或者二拖轮艏艉吊拖，或者一拖轮帮拖）。需要提前准备好系泊缆绳及备用缆绳。驳船靠好后，进行压载系统测试，电机系统测试，导管架运输检查，吊索具运输检查，导管架定位设备安装。15※出海前的准备※主作业船的准备※驳船的准备※拖轮的准备※海底地貌预调查准备工作16拖轮的准备

施工前，拖轮必须装好定位设备DGPS。该套定位设备用于与主作业船联系、协助浮吊抛锚和辅助驳船就位。拖轮可酌情运载海上灌浆用水泥。拖轮各个系统应提前测试，确保工作正常。

拖轮必须提前准备好足够的带缆绳，供靠驳使用。准备工作17※出海前的准备※主作业船的准备※驳船的准备※拖轮的准备※海底地貌预调查准备工作18准备工作海底地貌预调查

海底地貌预调查一般分两个阶段进行。第一阶段：施工前1-2个月进行海深测量和旁侧声纳测量。调查海底情况。第二阶段：浮吊抛锚就位后，潜水员下水探摸地貌情况，确认海床是否平坦，有无钻井船脚印，有无障碍物，是否有海管管线，海底井口基盘情况等等。19导管架起吊下水就位※确认工作窗口※挂扣与准备工作※导管架起吊、下水、就位※导管架就位后续工作20这里的工作窗口，指的是天气海况需要满足从切割固定开始，到插完第一节钢桩的这段工作时间。工作窗口必须结合天气和海流两大主要因素，潮水的高低有时也对吊装存在影响。通常，导管架的气候条件限制为：风速<10m/s，流速<0.5sec。导管架起吊下水就位21※确认工作窗口※挂扣与准备工作※导管架起吊、下水、就位※导管架就位后续工作导管架起吊下水就位22导管架起吊下水就位通常，导管架设计为四点吊装，或者说有四根吊扣要挂到浮吊的钩齿上。挂扣人员上导管架可以使用吊笼，如果导管架较低，也可以搭临时脚手架或者临时梯子。挂扣时，利用小钩辅助，把吊扣的琵琶头放到主钩的钩齿上，封钩。如果设计使用双钩（如南天龙、大力号、蓝鲸）或者四钩（德瀛、四航奋进），则需进行连钩工作。利用浮吊专用连杆或者设计的连钩钢丝连钩。如果设计使用吊装框架或者撑竿，需根据吊装框架和撑竿的运输方式，调整挂扣程序。放在浮吊或者驳船上运输时，要先挂好主钩的钩齿，再完成索具和导管架的连接。23挂扣之后，要进行拖缆的连接工作。通常选在导管架吊点的卡环上。两根拖缆选择交叉方式为宜。在挂扣的同时，可以进行定位设备的安装与连接。在挂扣之后，或者在挂扣之时，甚至在挂扣之前，就要进行浮吊和驳船的压载工作。按照设计起吊跨距和导管架重心，调整船位和钩头位置。海事保险颁发起吊证书。在切割固定之前，再次确认天气海况和展望。公司大型结构物起吊记录签字。项目安装经理发出起吊指令。导管架起吊下水就位24※确认工作窗口※挂扣与准备工作※导管架起吊、下水、就位※导管架就位后续工作导管架起吊下水就位25导管架起吊下水就位26导管架起吊下水就位27导管架起吊下水就位28导管架起吊时，应逐渐增加吨位，并同时注意吊扣的带劲情况和导管架着点的变化。微小的缝隙、响声和晃动都是信号。在接近起吊吨位时，更要放慢起钩速度。有时，可以通过驳船压载，达到吊起导管架的目的。在导管架吊起之前，如果扔有吊扣不带劲，应停止起吊导管架，调整吊扣。在DGPS的引导下，浮吊通过移船，旋转扒杆，变幅，使导管架基本位于就位点的垂直上方。通过拖缆调整和控制导管架的方位角。放钩，导管架入水。导管架在下放过程中，利用DGPS即时跟踪导管架的位置和方向角，如有大的偏差，应停止放钩，即时调整。导管架起吊下水就位29在导管架的防沉板离海床3米～4米时，再次确认导管架的位置和方向角是否满足设计要求。放钩，完成导管架就位。测量导管架最终的位置和方向角。通常要求，位置误差小于3米，方向角误差小于2.5度。如该导管架附近区域已有导管架（以后2个平台要进行栈桥连接），则应使用全站仪，对导管架进行更精确一些的定位。回接水下井口的导管架安装如果水下已有井口，需要增加一些额外的工作。潜水员提前在井口拴一撇缆绳，连一浮漂到水面；挂扣时，从导管架上，引一根撇缆绳通过欲回接的隔水讨管喇叭口至防沉板下；导管架下水时，潜水员解除浮漂，连接两根撇缆绳；导管架就位时，尽量另撇缆绳垂直；潜水员引导和监测导管架回接井口。导管架起吊下水就位30※确认工作窗口※挂扣与准备工作※导管架起吊、下水、就位※导管架就位后续工作导管架起吊下水就位31通过交通船或者栈桥或者临时梯子，解扣人员登上导管架，进行导管架的解扣工作。在小钩的配合下，把吊扣从钩齿上解下，或者直接解除与导管架相连的卡环。把拆下的索具放于导管架上，或者放到驳船或者浮吊的甲板上。大钩解放下来以后，首先应调整船位，搭设栈桥，方便人员上下导管架。安装航标灯。航标灯事关重大，不应忽视。导管架起吊下水就位32导管架插打主桩与调平※水平度测量※搭设脚手架※插首节桩※打首节桩※插接第二节桩※打第二节桩※插打第三节钢桩※调平33检验人员登上导管架，进行导管架的水平度测量。通常导管架的水平度要求是5％，即导管架任意相邻两点的高差小于其距离的5％。一般，测量临近的导管架腿的高差（包括对角线）。现场工程师，应根据测量结果，制定临时的插桩和打桩方案，确定打桩顺序，评估调平策略。在以后的工作中，要多次进行水平度测量，插首段桩后，打桩后，调平时更要现场即时测量，在安装皇冠板（间隙板）后，出具最终水平度测量报告。导管架插打主桩与调平34※水平度测量※搭设脚手架※插首节桩※打首节桩※插接第二节桩※打第二节桩※插打第三节钢桩※调平导管架插打主桩与调平35导管架腿处，应先焊接临时角钢，再搭设脚手架。脚手架要求搭设结实、安全，跳板易拆卸。在打桩和接桩过程中，要多次搭设和拆除跳板。导管架插打主桩与调平36※水平度测量※搭设脚手架※插首节桩※打首节桩※插接第二节桩※打第二节桩※插打第三节钢桩※调平导管架插打主桩与调平37导管架插打主桩与调平38导管架插打主桩与调平39通常每根钢桩为3节。如果钢桩外径小于等于60英寸（1524mm），建议选用吊点形式吊装。如果钢桩外径大于60英寸，建议选用吊桩器形式吊装。两种方式优缺点比较：※吊点形式：工作速度相对较慢，解扣费力费时，不受设备影响，没有设备风险，费用相对较低。

※吊桩器形式：工作速度相对较快，解扣为自动操作，受设备影响，存在设备故障风险，费用相对较高。导管架插打主桩与调平40首节钢桩一般选用Φ64mmX10000mm长的吊扣。因吊点设置在距桩顶4米处，吊扣过短，桩端口有切扣的风险，吊扣过长，在钢桩吊起时会不稳，且对吊高的要求增加。根据钢桩的重量，调整吊扣的直径，与64mm吊扣相对应的卡环为55吨。如果卡环吨位被设计超过了80吨，则应选择吊桩器形式吊桩。这是因为，对80吨的卡环，水手很难在空中完成解扣。通常首节桩，凭借自重，会入泥3～8米。在设计钢桩长度和打桩吊高时，应考虑这个因素。导管架插打主桩与调平41※水平度测量※搭设脚手架※插首节桩※打首节桩※插接第二节桩※打第二节桩※插打第三节钢桩※调平导管架插打主桩与调平42打首节桩时，要优先选用小能量锤击。一般来说，刚开始打桩,都会发生“溜桩”现象。所谓“溜桩”，是指钢桩下降得过快，从视觉上看，有明显的下溜迹象。“溜桩”时，会导致打桩锤对钩头的突然拉力，容易损伤变幅钢丝或者设备。甚至有时，使钢桩吊耳直接落到导管架上，影响导管架水平度。如果有立管已经预先挂在导管架上，要注意打桩锤与立管间的安全距离。在钢桩吊耳临近导管架时，停止打桩，切割吊耳并打磨后，继续打桩。打完首节钢桩后，要测量水平度，根据测量结果，结合导管架的综合特征，判断是否需要调平。这里以不需要进行讲述。随后的工作是搭架子，切割桩头和打磨。导管架插打主桩与调平43※水平度测量※搭设脚手架※插首节桩※打首节桩※插接第二节桩※打第二节桩※插打第三节钢桩※调平导管架插打主桩与调平44第二节桩的吊点在钢桩的下端，这与首节桩不同。因为第二节桩较短也较轻，如果仍采用首节桩的吊桩方法，则钢桩不稳，不利于插接。吊点放在下方，上方采用钢丝扣，设计成“环形扣”一样。这样做，也方便了人员解扣，不需要使用吊笼。“环形扣”应使用“麻芯”材料，柔软易操作。在挂扣前，应对“环形扣”进行拉伸处理。无论是钢桩插尖，还是钢桩都存在“椭圆度”的问题，如果插尖难以插入钢桩，则需要在插尖（桩舌）上，做些处理，俗称“剌舌头）。导管架插打主桩与调平45※水平度测量※搭设脚手架※插首节桩※打首节桩※插接第二节桩※打第二节桩※插打第三节钢桩※调平导管架插打主桩与调平46在安装设计中，有一个计算叫“钢桩可打入分析”。通过这个计算，可以判断，导管架安装海域的土质是否易打入和可打入。要结合施工季节和天气窗口，来判断是否可以把第二节钢桩一起打入。如果没有十足的把握，则应该只打入一根，然后，接这根的第三节钢桩，再打这根的第三节钢桩。然后分别处理其他的钢桩。导管架插打主桩与调平47※水平度测量※搭设脚手架※插首节桩※打首节桩※插接第二节桩※打第二节桩※插打第三节钢桩※调平导管架插打主桩与调平48第三节钢桩的插打与第二节基本一致，需要注意打桩锤能量的变化，考虑是否需要准备备用锤。导管架插打主桩与调平49※水平度测量※搭设脚手架※插首节桩※打首节桩※插接第二节桩※打第二节桩※插打第三节钢桩※调平导管架插打主桩与调平50一般来说，6腿导管架和8腿导管架的水平度，要比4腿导管架好得多，通常是不用调平的。这是因为6腿和8腿导管架的防沉板面积大，只要海床平整，水平度都会比较好。这也从侧面说明了，插桩和打桩对导管架的水平度基本上没有影响。在此，讨论4腿导管架的调平工作。打完钢桩后，导管架的四点标高，结果大致如下：※高、高、低、低※高、高、低、最低※高、中、低、中导管架插打主桩与调平51高、高、低、低这种结果，对调平工作来说是比较简单的。在两个低点各挂一根扣，来调平。调平前，在四点的钢桩上，用油漆笔画一些线，用于肉眼直观跟踪观测。检查导管架吊耳，吊扣、卡环和扒杆的强度，计算出最大的可提升力。检验人员安装水平仪在导管架上，随时测量。提前准备好临时筋板（每点3块，两点6块）。调平时，大钩要缓慢加力，当增加到导管架的重量1/4时，要停下来，仪器和肉眼同时测量和观察。以后每增加20吨，都要停止5～10分钟，测量和观测变化。在大钩临近最大可提升力时，检查吊耳状况。如果水平度满足要求，调平能力还有余量，应多调高一些。焊接临时筋板固定，放钩，调平工作结束。导管架插打主桩与调平52高、高、低、最低

这种结果，调平方法与上基本相同。需要调低和最低的两点。在低点多接一卡环，这样最低点能受到更大一些的提升力，有利于调平。其他与上同。导管架插打主桩与调平53高、中、低、中这种结果，通常是最不利的结果。导管架实际表现为向一点倾斜。如果倾斜得不厉害，水平度还是有可能达到设计要求的。方法，与上基本相同。在低点和中点挂调平扣，提升导管架。导管架插打主桩与调平54调平小结如果在打桩过程中，水平度不佳，或者出现高、中、低、中的结果，就应该即时调平。调平方法基本相同。调平后，在调平点焊接临时固定筋板，先处理另外两根钢桩，打完桩后，这两点焊接皇冠板。后分别处理这两调平点的钢桩，这两点的固定筋板不能同时切开，先切开一点的固定筋板，打完钢桩后，焊接皇冠板，再处理最后一点的钢桩。总的来说，调平提升的最大能力可以为导管架重量的50-60％，这时，能够提升导管架400～500mm高。

导管架的插打主桩与调平工作，是整个安装工作的核心。该项工作对技术和现场施工经验要求比较高。所谓技术，是指设计的插打主桩顺序，设计的调平方式不一定奏效。

导管架插打主桩与调平55调平小结如果在打桩过程中，水平度超出要求不大（根据导管架特征判断），可以在钢桩全部打完后，一次性调平。调平方式为单点调平或双点调平。考虑吊扣、卡环和吊点强度，大多采用双点调平（重新配调平扣）。如果在打桩过程中，水平度超出要求较大（根据导管架特征判断），则必须调平。调平后，焊接临时筋板固定。一般来说，插桩和打桩，主要影响调平工作（钢桩入泥越多，越不利于调平，钢桩斜度愈大愈甚），插桩和打桩顺序对水平度影响不大。

导管架插打主桩与调平56※切割吊点、安装皇冠板※插打隔水套管※灌浆※后续工作后续安装工作57调平工作结束后，把吊扣解除。切割吊点，安装皇冠板，皇冠板要留出导管腿外侧的，最高一点的不安装，这是为了灌浆时返浆所用。这里没有什么技术含量，不论。后续安装工作58※切割吊点、安装皇冠板※插打隔水套管※灌浆※后续工作后续安装工作59插打隔水讨管的工序与方法，基本与插打钢桩相同。需要注意的是：第二和第三节隔水套管没有插尖，插接的时候是平口对接，这增加了对接时的难度和海况要求。特别是在涌浪大时，这点显得更为突出。对接时，采用在套管外侧焊接限位筋板的方法，至少3块。后续安装工作60※切割吊点、安装皇冠板※插打隔水套管※灌浆※后续工作后续安装工作61对于浅水导管架来说