浅析水上作业施工

【摘要】自改革开放以来，我国经济高速发展。大型公路、铁路项目不断上马。越来越多的勘察工程项目需要在江、河、湖、海上进行，水上作业施工显得尤为重要。本文结合工程勘察钻探实例，针对水上勘察中钻探船只的选择、施工平台的搭建、锚泊定位及相关钻探技术的采用等进行了深入分析，并探讨了在进行水上工程勘察钻探中应采取的安全措施。

【关键词】设备；搭建；施工；安全

一、设备选择与平台搭建

水域钻探是本次勘察的重点，水深、流急是本次勘探施工工艺的重点、难点所在。

1設备选择

本次采用2个钻探平台同时作业，1个深水孔平台，1个浅水孔平台，考虑到深水、深孔钻探施工条件、工艺比较复杂，钻探设备应具有一定的备用能力。选用的钻探船载重量、舷宽、吃水深度均适宜，船体结构和质量稳定性能好，具自航能力。另外，选用载重量为40～50T，有机械绞锚机的机动船2条作交通船。深孔、深水孔配运载能力较大的交通船，浅水孔配运载能力偏小的船。2个钻探船均配备照明发电机组及电焊机、气割器具。深水孔平台上增配一套泥浆处理、除砂设备及备用泥浆泵。

2平台搭建

钻探船上，用6-8m长6根30×30（cm×cm）枕木组装成侧跨钻探平台，平台外伸2.0m，宽≥5m，枕木与船体的连接要牢固，关键位置加固，所有钻探船均压舱至安全吃水线，使钻探船保持一定的吃水深度和船体稳定。平台面用厚度≥60mm的木板铺设、固定，平台配备必要的防护栏杆，深孔平台的孔口槽板应拆卸方便。

3锚泊定位

钻探船固定均采用抛锚泊位，为保证孔位准确，平台船上配备5只铁锚，形为齿状，前面1只主锚，4只边侧锚，呈“八”字型分布，边侧锚绳与主锚绳之夹角为50°～55°，预备用锚1只，当某一侧锚出现微走锚时或在可能造成平台船漂移的最大流向方向上增补，提高船在施工时抗漂移的能力（考虑到大风与流速的合力方向是变化的）。

钻孔定位采用GPS全球定位系统进行导航定位，深水孔位定位方法：根据设计孔位座标、锚绳长度、水深与预抛方向，先计算出锚位坐标，由钻探船送主前锚、左前或右前锚至预定锚位，GPS定位仪在孔口位监测到位，保证定位误差≤2m或更小，到位后，在每根锚绳上配钢绳调节器具，以便锚绳随潮水涨落而得到及时调整。

4套管安装

顾及到施工轴线域水深、流急，选用厚壁、外接箍、高强度的优质无缝钢管作隔水保护套管，深水域孔采用双层套管，水深大于25m的钻孔外层套管为Ф177.8mm，内层套管为Ф146、Ф127mm。水深小于25m的钻孔，外层套管选用Ф139.7mm套管，内层套管采用Ф108mm，并配备足量短管，便于现场的级配及加接套管，所有的套管在使用前均进行垂直度、损伤、丝扣质量等方面的检查，并保证满足钻探施工技术要求。

孔位确定后，用测深仪或悬锤法测量实际水深，节配套管，外层套管采用逆水牵引绳下管法。利用流速缓慢的平潮期，以Ф15.5mm钢丝绳逆水牵引并随套管同步下放，以保持管柱垂直进入地层，并跟管钻进进入稳定层5～10m。在2/3、1/3水深处（水深超过-20m情况）分别设置套管夹板系保护绳逆水牵引，这样既不影响套管的回转跟进，又能有效地增强管柱的抗水流冲击强度。船头前方逆水牵引是在套管柱60°夹角线上设置两个锚位点。内层套管作为技术套管跟管钻进，钻进时随时观察套管跟进情况，保证孔口泥浆返浆。

孔口增设一可回收泥浆的补偿导向管（长4～5m），下部接扶正牵引绳 ，既顺利回收泥浆，减少泥浆耗量，又节省因潮水影响而加接短管的时间。还起到加固外层套管的作用，浅水孔套管的安装与深水孔相同，不同点是只用1根逆水牵引绳，一般下一层套管。

二、施工安全

1水上钻探是一个高风险的作业项目，水上钻探平台更是一个独立的特殊工作场所，工作场地远离陆地，现场条件复杂，突发事件不确定，因此在进行水上作业前必须做好安全应急预案，建立完善的安全保证措施，以确保作业人员与财产的安全。

（1）项目开始后，对所有船上作业人员进行安全教育，特别是水上基本安全知识及安全操作规程教育，并与每个作业人员签订安全协议。

（2）钻探船上备有足够的救生衣、救生圈、医药箱、通信设备、船只堵漏和消防器材，并放置在明显的位置。

（3）钻探船四周安设牢固的防护栏杆，栏杆上悬挂醒目的施工信号旗。钻探船定位锚绳上方设置浮标，并配有交通航运安全警示灯。

（4）夜间无论是否施工都必须开启照明灯，为过往船只引航，以免发生撞船事故。

（5）随时监听气象预报，观察水位情况，如遇大风，暴雨大汛，迅速撤离。

2评估资源、保障到位

编制水上施工安全应急预案应对现有应急队伍、应急船舶、装备等应急能力和应急资源进行评估，包括应急人员的技术、经验和资历，以及应急设施、设备、装备、物资等情况，查找需求和不足，在评价与潜在风险相适应的应急资源和应急能力的基础下，量力而行，根据水上应急特点、船机及人员情况，选择最现实、最有效的反应策略。通过建立应急队伍和储备应急物资，为事故发生后及时采取相应措施提供了人员和物资保障。

3开展培训、加强演练

编制水上施工安全应急预案要语言简洁、通俗易懂，层次结构清晰，具备相当的可读性，便于水上事故突发时应急组织成员的理解和使用。应急预案发布后，施工单位要及时开展培训工作，有计划地结合预案内容，对作业人员广泛地开展宣传、教育、培训工作，解读预案中的要点，使每一位应急人员能够熟悉、掌握预案中与其承担的职责和任务相关的工作任务、程序和标准，提高在不同情况下实施救援和协同处置的能力。

总而言之，施工前要全面考虑施工中可能发生的事故，做好相应的预防措施。施工设计中应运用理论和实践经验相结合的方法，利用先进机械设备和工程地质调查手段，完善和总结出桩基设计理论和分析方法，避免海上平台桩基施工中的风险，确保整个工程的安全性。

参考文献：

[1]古传，水上工程勘察钻探方法与措施研究，科技信息.2010（15）.

[2]多荣明，宁秋明等.浅谈海上工程勘察中应注意问题，城市建设理论研究，2011（29）.

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