海工項目如何應對海底未爆炸物

中國船舶集團有限公司第七一四研究所 馮書桓

日前，國際標準化組織船舶與海洋技術(shù)委員會海上安全分委會(ISO/TC8/SC1)有專家指出，在歐洲海上風電建設中，戰(zhàn)爭時期遺留在海底的炮彈等未爆炸物已成為項目推進的重要阻礙。一個典型的海上風場現(xiàn)場勘查工作可能發(fā)現(xiàn)6000個潛在未爆炸物，其中約十分之一需要進一步檢測，而以當前技術(shù)每天僅能檢測6個，因此會造成項目工期嚴重拖延，嚴重時甚至危及檢測與施工人員生命安全。據(jù)不完全統(tǒng)計，受影響海域包括英國北海、波羅的海、英吉利海峽等，也包括地中海、墨西哥灣、日本海和中國海域等更廣大地區(qū)，而國際海事工業(yè)界尚未形成相關(guān)國際法規(guī)、標準或程序?qū)υ搯栴}進行有效回應。

海底未爆炸物風險

海底未爆炸物泛指能夠造成人員傷亡和實體破壞的水下爆炸裝置，英文語境中連同陸上爆炸物通常表述為“未爆炸武器”（Unexploded ordance， UXO），主要包括存在于水下的水雷、魚類、航彈、炸彈、地雷和炮彈等各種制式爆炸物，以及各種簡易爆炸裝置等。此類爆炸物來源不一，既有戰(zhàn)爭期間遺留的爆炸物，又有部隊在訓練、演習時因種種原因而產(chǎn)生的未爆炸物，為相關(guān)海域施工建設帶來風險。

海底未爆炸物問題最初出現(xiàn)于1800年左右，當前已越來越普遍，幾乎所有工業(yè)化國家都受到它的影響，尤其是以前的戰(zhàn)斗防衛(wèi)區(qū)域或試驗場地，如德國、法國、比利時、荷蘭、英國、中東地區(qū)、日本、老撾周邊，美國和加拿大沿岸也經(jīng)常受到影響。除實際戰(zhàn)爭外，其他原因也可能造成海底未爆炸物問題的出現(xiàn)，其中一個比較典型的例子是彈藥傾倒。以二戰(zhàn)為例，1945年在戰(zhàn)爭結(jié)束后，大量彈藥被傾倒在海上。一般來說，這些彈藥沒有引爆，因此沒有“啞彈”那么危險，而且在相當長的一段時間內(nèi)，這種傾倒行為都是許多國家的慣常做法。以美國為例，美國國防部直到1972年才發(fā)布相關(guān)法案禁止這一行為。因此，廢棄彈藥數(shù)量巨大，僅在北海的德國海域就傾倒了130多萬噸的常規(guī)彈藥。此外，戰(zhàn)爭期間，英國和德國在北海和波羅的海都埋下了大量地雷，世界許多其他地區(qū)的軍事活動頻繁區(qū)域的情況也是如此。

海底未爆炸物（UXO）的主要風險在于，由于長達幾十年海水的腐蝕作用對其理化性質(zhì)的改變，它很有可能在受到擾動時爆炸，有些炮彈甚至一接觸空氣就會爆炸，這會給海洋工程所需的現(xiàn)場勘察工作，以及最終的爆炸物處理工作帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

近年來出現(xiàn)了大量發(fā)現(xiàn)海底未爆炸物的報告，其中大多數(shù)案例只是造成了工程項目的延期，但在一些極端情況下確實會造成重大財產(chǎn)損失。海底未爆炸物的風險還會為現(xiàn)場工作人員帶來極大的安全隱患和心理影響。根據(jù)歐洲相關(guān)從業(yè)人員的觀點，海底未爆炸物問題應該成為每個疏浚和海洋工程項目準備工作的一部分，從而使行業(yè)整體意識到其重要性。海底未爆炸物問題應該交給專業(yè)人員處理，而不是毫無經(jīng)驗的項目工程人員，而且最好在投標階段之前對該問題進行咨詢評估，從而避免項目工期影響，使相關(guān)專家有充裕時間就工程項目現(xiàn)場勘查情況提供全面系統(tǒng)的咨詢意見，并在必要時對海底未爆炸物進行處理。

開展海底未爆炸物評估的代表性工程項目

一是Hywind蘇格蘭海上風場項目。Hywind蘇格蘭海上風場是全球首座漂浮式風電場項目，由挪威國家石油公司和Masdar公司聯(lián)合投資建設，離岸距離25公里，總裝機功率30MW，于2017年10月18日正式投產(chǎn)運行。項目建設過程中，委托ORDTEK公司為其進行了未爆炸物風險評估，并于2014年2月形成了報告完整評估報告。

二是蘇格蘭Inch Cape海上風場。該海上風場位于安格斯海岸線以東約15公里處，占地面積約150平方公里，采用固定基礎式風機，該項目目前正在開發(fā)中，預計2020年正式投入建設。項目委托6 Alpha公司為海上風場和相關(guān)海上輸電裝置開展了詳盡的UXO威脅和風險評估案頭研究，于2013年4月形成完整研究報告。

三是Galloper海上風場項目。該項目位于英國Suffolk沿岸30公里處，總裝機功率353MW，投資15億英鎊，將建造56臺風機。2016年，項目在現(xiàn)場勘查中在位于海平面17英里處探測到未爆炸地雷，隨后進行進一步爆炸物探測和處理工作，共耗時約6個月。

四是丹麥能源公司Vattenfall于2018年夏天對丹麥三個海上風電場針對海底未爆炸物開展現(xiàn)場勘查，包括Kreigers Flak，Vesterhav Nord和Vesterhav Syd風場。Vesterhav Syd風場找到22個潛在未爆炸物目標，Vesterhav Nord海域找到22個目標，Kriegers Flak海域找到170個目標。

我國在工程項目施工中也有對海底爆炸物進行探測和清理的案例。中緬原油管道疏浚工程中，發(fā)現(xiàn)施工區(qū)域存在大量二戰(zhàn)時期遺棄的未爆炸彈，這些爆炸物掩埋在海底泥沙之中，一旦受到外力撞擊或擠壓，仍有爆炸的可能。在航道設計選線無法進行調(diào)整的情況下，為確保疏浚施工船舶的安全和航道的航行安全，采用磁法探測確定了施工區(qū)域海底存在的鐵磁性疑似爆炸物（包括危險爆炸物和鐵磁性障礙物）的分布情況和精確位置，制定相應方案對整個航道疏浚施工區(qū)域海底的疑似爆炸物予以勘測和清除。

相關(guān)標準及最佳實踐

當前，國際上尚無針對海洋工程產(chǎn)業(yè)的海底未爆炸物評估標準、指南或最佳實踐。目前開展相關(guān)業(yè)務公司的通行做法是根據(jù)一些國際國內(nèi)機構(gòu)發(fā)布的對于未爆炸物的通行評估指南，結(jié)合海洋工程行業(yè)特點和項目經(jīng)驗，形成個性化的評估流程。英國因在各行業(yè)生產(chǎn)中受未爆炸物影響較大，具備一定處置經(jīng)驗，形成相關(guān)通用標準、指南或最佳實踐（非海洋工程專用），如下圖。

序號機構(gòu) 名稱 發(fā)布時間1建筑工業(yè)研究與信息協(xié)會Construction Industry Research & Information Association， CIRIA未爆炸物：建筑行業(yè)指南（編號C681）UXO A Guide for the Construction Industry(reference number C681)2009 2英國海洋骨料生產(chǎn)商協(xié)會British Marine Aggregate Producers Association(BMAPA)未爆炸物處理指南Guidance for dealing with UXO 2010年3月3英國海事和海岸警衛(wèi)隊Maritime and Coastguard Agency (MCA)針對UXO的發(fā)現(xiàn)與處理要求的特定文檔，如Admiralty Notice to Mariners (NIMs)和 Notice to Airmen(NOTAM)等--4英國健康安全局Health & Safety Executive(HSE)關(guān)于未爆炸物的指南Guidance concerning UXO --5建造設計與管理規(guī)范Construction Design and Management (CDM) Regulations 2007

水下未爆炸物的主要探測方法

由于水下環(huán)境的復雜性，目前用于陸地的爆炸物探測儀器與技術(shù)，大多不能用于水下爆炸物探測。水下爆炸物的探測與識別一般需要多種探測技術(shù)相互配合，這里主要列出以下幾種：

一是聲學探測。聲學探測是依靠水下聲學設備（如旁側(cè)聲吶、圖像聲吶、潛水員手持聲吶等）發(fā)現(xiàn)目標或?qū)δ繕诉M行較大范圍的探測，是對渾濁水域進行水下探測的重要手段。其主要優(yōu)點是可安裝在水面艦艇或沖鋒舟上，適用于對大面積開闊水域進行排查；缺點是需要專業(yè)人員對測掃結(jié)果進行判定，相對復雜。

二是光學探測。光學探測依靠水下光學成像設備，如水下照相機、水下攝像機等對物體表面狀態(tài)進行檢查。其主要優(yōu)點是可以呈現(xiàn)良好、真實的目標圖像，可以將收集到的資料以照片、錄像磁帶等方式記錄下來，所獲得的資料準確性和可信度較高；缺點是由于光學探測是通過目標反射光形成水下圖像的，因此在較暗或水體渾濁的條件下，很難進行光學探測。在實際水下探測作業(yè)中，可以通過水下照明燈進行水下補光獲得比較清楚的圖片或圖像。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，目前已出現(xiàn)水下激光成像技術(shù)，其先進性能大大擴展水下光學探測范圍。

三是磁力探測。磁力探測是通過測量不同磁化強度的物體在地磁場中所引起的磁場變化來確定目標的位置、埋深及規(guī)模的探測手段。其主要優(yōu)點是對探測埋藏在海底的帶有金屬殼體的爆炸物十分有效；缺點是有時探測結(jié)果容易受異常磁場影響，甚至在碼頭附近干擾信號過于強烈，將磁異常信號完全覆蓋。

四是人工探摸。對于許多特定的水下目標（如塑料制爆炸物）或特定的水域（如管道、河道等）無法利用大型聲學探測設備進行嚴格檢查。這時，可通過潛水員對水下目標進行目視檢查或探摸排查。其主要優(yōu)點是可以對其他探測方法進行必要補充，特別是對于關(guān)鍵區(qū)域及可疑區(qū)域可通過多名潛水員對相關(guān)水域進行排查以確保萬無一失；缺點是潛水員進行手工排查時危險性較高，在組織潛水員進行水下探摸時應嚴密計劃、精心組織。

其他水下爆炸物探測的設備和方法還包括X射線檢測、分子探測、蒸汽探測、介電分析和分子共振等。有些儀器能夠探測1000m距離遠的爆炸物，并能穿透30m深的水層或10m厚的土壤，可作為對疑似水中爆炸物進行技術(shù)分析、識別的輔助手段。

海底爆炸物風險評估典型案例

Hywind蘇格蘭項目示意圖

Hywind蘇格蘭項目作為全球第一個海上浮式風電項目，由挪威國家石油公司和Masdar公司聯(lián)合投資建設，離岸距離25公里，總裝機功率30MW，于2017年10月18日正式投產(chǎn)運行。項目位于蘇格蘭海域，風場建設區(qū)域受到一戰(zhàn)、二戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后傾倒的UXO的危險，因此委托ORDTEK公司為其進行了未爆炸物風險評估，以全面了解所涉及的風險與自然環(huán)境狀況，從而進行風險管理，確保項目順利實施。ORDTEK公 司 于2014年2月形成并發(fā)布了完整評估報告。

ORDTEK公司將海底未爆炸物風險處置劃分為6個階段。

首先是案頭風險評估階段。通過向英國當?shù)卣嚓P(guān)部門獲取研究區(qū)域內(nèi)歷史和地理信息，研究首先識別研究區(qū)域內(nèi)每一種類未爆炸物的存在風險，而后推廣到整個項目建設區(qū)域。二是現(xiàn)場概念模型建立和風險移除策略制定階段。建立項目工程現(xiàn)場數(shù)字概念模型，針對該區(qū)域內(nèi)每種可能出現(xiàn)的海底未爆炸物種類列出其物理化學參數(shù)和風險系數(shù)，制定相應清理計劃。三是地質(zhì)勘查和數(shù)據(jù)處理階段。進行現(xiàn)場實際勘查，對通過技術(shù)手段取得的數(shù)據(jù)進行處理，對不同可疑物進行風險分級。四是風險移除階段。根據(jù)前期可疑物評估結(jié)果，修改項目建設方案（避開可疑未爆炸物）或進一步探測并移除高風險未爆炸物。五是取得相應未爆炸物風險評估證明，并對項目資產(chǎn)進行投保。六是制定運行和維護階段海上工程項目海底未爆炸物問題應對計劃。

在評估過程中， ORDTEK公司在Hywind蘇格蘭風場建設范圍內(nèi)選定了一個研究區(qū)域（AOI），包括擬研究的海上風機及其周圍海域（面積為45.29km2），以及電纜線路及其兩側(cè)±250m的緩沖區(qū)（面積為11.85km2）。研究考慮了廣泛的區(qū)域性因素，并基于現(xiàn)有的信息，結(jié)合現(xiàn)場特定的歷史因素，確定海上風場研究區(qū)域內(nèi)的UXO危害基礎水平，以此為依據(jù)評估UXO對項目的整體風險。具體考慮的因素包括歷史軍事區(qū)域、正式和非正式彈藥傾倒區(qū)域、軍事武器覆蓋區(qū)域和訓練范圍、傾倒物的潛在漂流、可能存在未爆炸彈藥的船只和飛機殘骸、德國與英國布下的攻擊和防御性地雷區(qū)、空戰(zhàn)遺留物（包括轟炸、深水炸彈和魚類）、以及海軍水面和水下交戰(zhàn)遺址等。

隨著海上風電等海洋工程項目逐漸走向深遠海，海底未爆炸物問題逐漸得到工業(yè)界關(guān)注。戰(zhàn)爭或軍事演習遺留的炮彈、魚雷等海底未爆炸物可以給海洋工程項目建設施工造成嚴重損害，輕則造成工期延誤，重則危害施工人員生命安全，當前報告的受影響海域已包括北海、波羅的海、地中海、墨西哥灣、日本海和中國海域等廣大地區(qū)。歐洲海洋工程項目針對海底未爆炸物的典型應對方法是請專業(yè)公司根據(jù)地區(qū)性未爆炸物清理通用規(guī)則，結(jié)合海洋工程自身特點和項目經(jīng)驗，遵循較為寬泛和隨意的標準和程序進行風險評估和未爆炸物清理工作，我國在疏浚等工程作業(yè)中也曾遇到類似問題并積累了一些應對經(jīng)驗。海底未爆炸物風險評估與清理領(lǐng)域當前尚無國際法規(guī)、標準及相應指南，需引起國內(nèi)工業(yè)界關(guān)注。