彭甲志 商献岭 李盼 闫庆贺

摘 要：锚泊系统的锚固基础是海上浮式结构物的基础设施，锚固基础的稳固是大型船舶靠泊及海洋工程结构物安全运行的关键。锚固基础一般为钢筋混凝土预制构件，混凝土强度设计等级为C30，锚固基础一般直径较大，重量较重，运输和海上安装的难度较高，风险较大。

关键词：锚固基础;深海;结构物形式;结构物吊装;锚泊系统

1 项目介绍

某项目的施工任务为预制、装船、运输和海上安装2块锚固基础结构物，单个锚固基础直径20m，高4.1m，单件空气中重量为2505t，水下重量为1503t。锚固基础拟用一艘半潜驳船靠某码头进行预制，然后拖往施工现场，由某大型起重船进行海上安装。锚固基础的安装是锚泊系统安装的重要环节，主要施工工艺流程为：

锚固基础安装施工工艺如图1所示。

2 施工总体方法

半潜驳下潜作业前，需要在施工现场选取一处合适的下潜水域，水深在-12.0m～-13.0m左右，下潜区离安装区不宜太远。下潜区到安装现场的水深必须满足起重船的安全吃水要求。锚链在锚固基础下水前预先安装好，锚链另一端用钢丝绳连接到甲板，方便最后水鼓安装。锚固基础的安装拟使用起重船4000t的主钩进行，锚链的安装使用1个副钩（1×800t）同时进行。待锚固基础安装位置符合设计要求后再将水鼓放到水中。

3 施工主要步骤

3.1 拖轮拖带起重船、半潜驳到预定的下潜海域。起重船艏抛一对八字临时锚，艉抛两个八字锚，尾锚锚位为1#锚和2#锚。1#锚不受力，收紧其它3根锚缆。半潜驳在起重船的北侧抛一个临时锚，在拖轮的协助下靠泊起重船右舷。起重船将半潜驳上锚艇吊下水。

3.2 锚艇抛起重船的浅水锚，起重船调整一对艏锚到3#、4#锚位，艉锚锚位不变，再连接右后方浅水锚。半潜驳靠泊起重船，并随起重船移船到下潜区就位。锚艇抛半潜驳的5#、6#锚。工程施工人员测量半潜驳船周围的水深，确保下潜区的水深能满足半潜驳船下潜要求。

3.3 起重船升起扒杆并旋转主钩对准锚固基础，松下主钩到适当高度。起重工人穿挂起重吊索具，联合检查起吊索具穿挂的安全情况，确保起吊属具符合安全要求。之后起重船放松连接半潜驳的两根尼龙缆。往西南侧移船，离开半潜驳船舷约20m左右，同时下降主钩，让主钩吊索不受力。

3.4 半潜驳选择在当日低平潮前压水下潜，在最低潮时让半潜驳压水搁坐在海床面上。下潜过程中起重船根据半潜驳的下潜情况，适当放松吊钩及连接半潜驳的尼龙缆。直到其下潜到船尾搁坐后，起重船调整锚缆及吊钩位置，起吊锚固基础。

3.5 起重船吊起锚固基础后，离开半潜驳到适当的安全距离，半潜驳排水起浮并绞离潜区，系泊5#、6#锚位。起重船吊着锚固基础到锚固基础的2号点进行舷侧安装。安装过程，测量员进行全程实时GPS安装定位。当锚固基础的平面位置符合设计要求后，松下起重船主钩，让锚固基础沉落在设计的海床上。潜水员下水检查锚固基础的状态并进行录像，确保锚固基础平稳坐落在海底后，经业主或监理工程师认可，潜水员拆除水下起重索具。

起重船副钩将2号锚固基础的锚链朝1号锚固基础的方向平顺摊铺到海底。完场锚固基础安装。

4 吊点设计及载荷计算

4.1 本项目采用4000T吊船起吊锚固基础，锚固基础水面上重量为2505t，水下重量为1503t。拟采用8个预埋在混凝土结构中的吊耳进行起吊。吊点布置图如图8所示。起重船主钩共8个吊点，按照6个吊点平均受力计算：

每个吊点采用1.3的动载系数，则每个吊耳的载荷为：

4.2吊点眼板结构设计及吊点说明

吊点眼板采用Q345材质钢材制作;

吊点处的混凝土需留出凹槽，便于潜水员解除卸扣;

混凝土预制锚基础安装完成解除卸扣后，潜水员水下再安装凹槽盖板;

混凝土锚固基础的系泊锚链每条重量为185t，使用起重船的800t副钩同时起吊。

5 锚固基础吊索配置

5.1 起重船安装2个水下重量1503t锚固基础，锚固基础中心至起重船的吊机中心的最大跨距75m。

5.2 主要吊索具选取

1）下吊索——4条φ110×116m钢芯钢丝绳（压扣桨环）;

2）上吊索——4条φ180×12m钢芯钢丝绳（压扣桨环）;

3）8个300t卸扣和4个500t卸扣。

4）配完吊索后的吊高为35.05m，锚固基础中心至起重船吊机中心的最大跨距75m。

5.3 钢丝绳强度校核

下吊索校核：起吊时，下吊索选用4条φ110×116m钢芯钢丝绳（折四使用），该钢丝绳破断力总和9860kN，破断力为9860÷1.33=7413KN。起吊负荷为1503×9.8=14730KN时，单根该钢丝绳的安全系数：

n=（7413×0.8）/（（（14730÷16）÷cos12.54°）×1.2）=5.24，滿足安全要求。

式中：7413kN为φ110mm钢芯钢丝绳破断力;

0.8为钢丝绳折减系数;

16表示该钢丝绳受力总根数;

12.54°为吊索角度;

1.2由风、波浪或起吊不平稳带来的动载影响。

上吊索校核：

上吊索选用4条φ180×12m钢芯钢丝绳，钢丝绳破断力为2359×9.8=23118KN。起吊负荷为1503×9.8=14730KN时，单根该钢丝绳的安全系数：n=（23118×0.8）/（（（14730÷8）÷cos12.54°）×1.2）=8.1，满足安全要求。

6 结束语

锚固基础为大型预制构件，其装船运输、海上安装难度较大，工程具有吊重大，水深变化快，工期紧，质量要求高的特点。为保证安全、质量的情况下完成锚固基础安装工作，锚固基础的装船设计、运输设计、海上吊装设计等各个环节必须精确无误，随着我国海洋工程发展逐步走向深海，船舶和海洋结构物锚泊系统的应用将更加广泛，锚固基础的设计与应用拥有较好的适应性及发展前景。

参考文献：

[1]交通部《港口工程质量检验评定标准（JTJ221-98）》;

[2]交通部《重力式码头设计与施工规范（JTJ290-98）》;

[3]《水运工程混凝土质量控制标准（JTJ269-96）》;

[4]《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268-96）;

[5]国家和地方政府颁布的有关技术法规和规。

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）