浅谈阿曼海洋工程施工

摘 要：本文研究的目的：如何保证中国企业在中东国家保质、保量的完成海洋工程施工任务。本文研究方法：通过对阿曼海洋工程施工难点进行列举，其中包括：包括陌生的人文环境和深不可测的海洋气候、巨大工程量、地质坚硬、缺少分包商资源的情况下，并分析了各种施工难点的解决方案及方法。最终结论：优化施工及设计方案对海外海洋工程施工进度推进至关重要。阿曼项目介绍：本项目为独立海水淡化+燃气电厂项目。保证合同电输出Guaranteed Contracted Power Capacity （GCPC）为430 MW的电厂，与保证合同水量Guaranteed Contracted Water Capacity （GCWC）为2841 m2/h的水厂。此项目厂址位于【the Wilayat of Mirbat，Salalah】以北25 km处，Mirbat河以南；厂址靠近海。

关键词：海洋工程 排水 扭王字 取水头

中图分类号：U674.381 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0061-04

在中国施工企业纷纷实行走出去战略的情况下，如何在要求严格的中东市场站稳脚，这是摆在中国施工企业非常严峻的问题，本文通过介绍相对非常困难的海洋工程，分析了施工过程的难点，让大家了解，在国外资源相对比较困乏，条件非常恶劣的情况必须选取最优的施工及设计方案，这是企业成功的关键因素。

1 好的降水及疏水方案对海水泵房施工尤为重要

1.1 海水泵房工程概况

海水取水泵房位于山坡下方的沙滩上。海水泵房与电厂及水厂高差为40 m，海水取水泵房上部结构尺寸为12 m×30 m×10 m（高），柱距为6.0 m。海水取水泵房上部结构为钢结构，屋面结构采用压型钢板屋面板，海水取水泵房下部结构包括水泵间及进水间，下部结构尺寸为23 m×30 m×20 m（地下部分深13 m）；海水取水泵房下部采用现浇钢筋混凝土箱形结构。泵房下部结构施工海水取水泵房下部结构从-8.2 m～+3.8 m。工程量：混凝计：1482 m3模板共计：3420 m2，钢筋：445 t。

1.2 工程难点：泵房开挖及垫层施工

泵房开挖前在泵房四周修筑围堰。围堰坐落在岩石基体上。利用开挖出强风化粉质沙砾土施工围堰，围堰两侧坡度为1∶1，顶标高为5 m，围堰迎水面采用大石块护堤，围堰内侧用挖掘机理坡。围堰的压实度需满足42 m混凝土泵车和吊车等停靠及临时检修。施工过程降水采用水泵降水。

1.2.1 泵房开挖

（1）开挖难度大。

取水泵房的初期采用3台激震锤凿岩，总的开挖深度为11.1 m。表格1是根据岩心照片和地质报告做的比较；UCS值在30以下则视为可开挖，30～40视为难开挖，40以上视为很难。（表1）的UCS值是根据岩心照片和地质报告得出所以采用爆破方案，由于海水泵房地质岩属石灰岩，各种裂隙岩石分层分布，结果钻头插入岩石中，钻棒抽出的同时海水带着碎石水漫上来，阻塞了钻眼，导致炸药无法在第一时间达到爆破深度不得不采用凿岩机继续开挖。开挖过程共计持续了4个月。

（2）对泵房开挖过程的渗水量估计不足。

下面是泵房渗水的计算[1，2]，如表1所示。

根据基坑涌水量反算，过程如下：现有基坑周长124 m，短边长30 m，含水层总厚度按照12 m考虑，试验期间水位降深2.32 m，水泵1台运行，出水量720 m3/d

则根据基坑涌水量公式反算出地层的平均渗透系数为K=4.28 m/d，影响半径R=50 m。

根据上述参数正向推算，推算参数如下。

（1）基坑周长124 m，短边长30 m，含水层总厚度按照12 m考虑，推算水位下降10 m，水泵的出水量按照720 m3/d，则预测基坑用水量为2033 m3/d，影响半径R=210 m，需要水泵3台长期运行（其中1台吊泵运行或间歇性停泵）。

（2）基坑周长94 m，短边长22 m，含水层总厚度按照12 m考虑，推算水位下降10 m，水泵的出水量按照720 m3/d，则预测基坑用水量为1553 m3/d，影响半径R=210 m，需要水泵3台水泵，其中2台长期运行，1台补充运行。

故项目部共计租用了6台海水泵（海水泵连续运转12小时后需要12小时停泵维护）。7月22日开挖完成后，当夜派遣挖掘机下去清理基槽并凿除四周的排水沟，在基坑西南侧突然挖开一个大的裂隙，又加上卡利夫季节海潮大，结果导致海水涌上基坑内部，6台水泵无法满足要求。项目部逐步增加海水泵，直至增加至16台，才满足排水要求。

1.3 垫层施工

首先在泵房开挖基坑底部四周凿除1 m深×1 m宽的排水沟，如直接在基坑底部浇筑完成垫层，由于在泵房底部有各种泉眼，考虑到海水从底部渗漏压力大，垫层浇筑后会造成垫层面上很多漏点，故开挖时要比正常基坑挖深20 cm。分两层浇筑：第一层10 cm浇筑后在有渗漏的地方，劈槽引流到四周排水沟中，再在劈槽上部盖上半块PVC管，并在PVC管上部铺设塑料篷布，第二层垫层厚度15 cm（低于垫层顶5 cm），第二层垫层表面无渗漏迹象满足了施工要求。

2 优化施工方案对海水去排水管线施工尤为重要

2.1 工程概况

阿曼项目部海水取水管线采用虹吸模式，海水取水管线为两根DN1400HDPE管道，每根管道长为558 m。取水头底板坐落于-11.55 m（CD高程）深的海床找平层上，共计有2个取水头，每根取水管连接1个取水头，取水头进水窗高程为-6 m（CD），取水头总高度为7.5 m取水头采用玻璃钢内胆、钢筋混凝土围护结构。排水管线总长309 m，采用DN1600的HDPE管道，排水口采用玻璃钢排水口。

取排水管线岩石开挖的工程量7800 m3，骨料及块石回填的工程量为22000 m3，临时码头的回填及挖除工程量为32000 m3，扭王字块和四角空心块预制和放置的工程量为8661块。

2.2 施工难点

项目所在地属典型热带沙漠气候，有其独特的卡利夫气候，从5月下旬至10月下旬，海上禁止施工，可供海上作业的天气条件比较差，无法持续施工。海床地势不平缓，但相对整体坡度较小，取水头距离海岸线558 m。由于岸边水深达不到驳船吃水深度，海床需要开挖清理，将会损坏原生态海床，施工许可办理难度大。阿曼项目选址所在的海洋工程位置恰恰为浅滩，从海里面的387 m一直到岸边海水的深度都是低于4 m的，这就导致无法用大船施工，只能用吃水在1～2 m的普通船负责运输，这就大大降低了施工效率

2.2.1 取水头施工

先在加工厂加工完成整体玻璃钢结构取水头，再在陆地完成取水头的底板和筒壁取水口以下玻璃钢外侧钢筋混凝土包裹层的整体浇筑，取水口以上的钢筋和定型钢模板就位安装完成，整体一次吊装运输安装就位，浇筑完成玻璃钢取水头口以下钢筋混凝土的吊装重量为96 t，只剩余取水口以上模板部分利用驳船水下浇筑混凝土25 m3。

优化了取水头设计方案（原设计方案为两根取水管共用1个取水头，采用整体钢筋混凝土结构，总重量约1328 t），改进后的水头减少了自身重量，降低了船舶的吃水量和起重量，采用船载式250 t起重机满足了水上吊装要求。

2.2.2 阿曼分包商资源少

考虑到设备运输、人员签证等中国分包商不能满足现场需求。阿曼海洋工程合同额相对少，这就必然导致我们很难吸引欧洲等发达国家有实力的分包商。

2.2.3 海洋工程预制块安装

资源配置：1500 t排水量驳船一艘，驳船上配有70 t履带吊吊装预制块使用。两艘运输船：1艘装7t预制块25块。1艘船装7 t预制块30块。按照海床底标高设计，当海床底标高-2.5～0 m时用4 t的扭王字，-5～2.5 m时用7 t的扭王字，-5 m至取水头位置为3 t扭王字。

由于卡利夫期间浪大，回填的块石容易被浪卷走，管道回填块石上部须安装扭王字。由于阿曼资源少，故安排中国公司加工钢模板运到阿曼，短短3个月的时间制作了8000多块预制块，满足了施工进度。

每年4月份就进入卡利夫季节。海浪大，经常由于浪大一连好几天无法施工，船一直停在海上。对排水管线采取了从岸上回填到排水头前15 m的位置，排水管线全部在陆地吊装预制块。代替了船只安装，大大减少了海浪对工期的影响。4～10月份海浪大，海水能见度低，潜水员在水下无法配合安装预制块，导致海上安装预制块停滞。为加快施工进度在管道上部安置预制块的两侧放置浮标定位，采用特制吊环，当吊带不吃力的情况下，人站在船上拉着一根绳子轻轻一拽就脱钩，不需要潜水员在水下脱钩，提高了工作效率。

3 结论

通过以上对阿曼海洋工程各种施工难点进行分析，主要以对海水泵房现场实际降水试验及地质岩心分析，对海洋工程管道及及取水头施工方案分析等，从各种现象及分析中得出结论：我们现场施工必须不断优化施工方案，才能推进施工进度。在研究中发现海水泵房降水是在地质坚硬区域施工海水泵房困难点，采取什么方案是比较难解决的问题。本文在理论上填补了在中国施工企业中东阿曼国施工海洋工程的空白。希望今后将进一步研究如何海外施工项目的推进，将会对中国施工企业在国外的施工有很大帮助。

参考文献

[1] 施普德.井水量计算的理论与实践[M].地质出版社，1977.

[2] 古自纯，徐启昆.地下水动力学[M].地质出版社，1986.