在5A級景區(qū)連海管

文／宋紫君 王德軍 李麗瑋

珊瑚礁？淺灘？中海油研究總院潿北設(shè)計項(xiàng)目組破解“美麗”帶來的難題。

坐落于我國南疆的潿洲島，擁有美不勝收的自然風(fēng)光，是國家5A級景區(qū)。碧藍(lán)海水之下，孕育著種類各異、為數(shù)眾多的海洋生物。

特殊的地理環(huán)境成就了潿洲島絕美的自然風(fēng)光，卻給連接潿洲島和北海市鐵山港的長距離海底管道項(xiàng)目的設(shè)計施工帶來了前所未有的挑戰(zhàn)——新建海管需要避開廣袤的珊瑚礁群，跨過錯綜復(fù)雜的礁石，穿越航道航路，登陸一望無際的淺灘……

為踐行中海油綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，受中海油湛江分公司委托，中海油研究總院成立了潿北設(shè)計項(xiàng)目組，探索出了一條較優(yōu)的路由方案及技術(shù)可行的施工方案。

采用水平定向鉆

管道的起始點(diǎn)位于潿洲島上的終端處理廠區(qū)，下穿陡峭的斷崖，最大落差達(dá)到40米。海岸線毗鄰幾百米寬的珊瑚礁生態(tài)保護(hù)區(qū)。這里有成片的珊瑚礁群，是我國珊瑚礁生長最豐富、最集中的區(qū)域之一。

鋪管施工要把海管放在海床上。為了避免來自海床自身地形、漁業(yè)拖網(wǎng)、拋錨或海上設(shè)施墜物等對海管的損傷破壞，保證管道安全運(yùn)行，在水深小于60米的海域，通常需要將海管埋在海床下面1.5米深的位置。

然而在這里，如果先在海床挖開一道深溝再把海管鋪進(jìn)去埋上，很難做到不影響脆弱的珊瑚礁生態(tài)環(huán)境。如何在不破壞珊瑚礁的情況下完成海管鋪設(shè)挖溝，成了潿北項(xiàng)目組面臨的第一個大難題。

經(jīng)過多次比選、各種方案的探討之后，項(xiàng)目組最終鎖定了水平定向鉆技術(shù)。

水平定向鉆技術(shù)利用鉆機(jī)，按照預(yù)先設(shè)計好的線路，從珊瑚礁下方海床鉆一條弧形的“曲線”導(dǎo)向孔。經(jīng)過多次擴(kuò)孔后，由陸地上的絞車將在海上連接好的管道回拖到陸地上。如果海上絞車有足夠的回拖能力，可以選用先在陸地連接管道再拖到海上的方式。最后，由鋪管船拾管繼續(xù)鋪設(shè)。

水平定向鉆技術(shù)最早常用于鋪設(shè)穿越河道的管線，后發(fā)展為一端在陸地上、一端在海上的陸對海定向鉆。在沒有開挖條件的情況下，這種技術(shù)在管線登陸區(qū)域有巨大優(yōu)勢。它不僅可以保護(hù)環(huán)境，而且避免了開挖帶來的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?shù)葐栴}。

近幾年，水平定向鉆技術(shù)在需要穿越海邊堤壩、沙灘、魚塘等各種不方便開挖的項(xiàng)目中得到了越來越多的應(yīng)用。經(jīng)過廣泛調(diào)研與技術(shù)交流，目前在實(shí)際的施工項(xiàng)目中能做到陸對海水平定向鉆的最長距離為3～5千米，成功的實(shí)施案例為項(xiàng)目組制定相應(yīng)方案提供了借鑒。

解決淺灘困擾

在管道的終端——鐵山港，根據(jù)管道的預(yù)定路由需要穿過長達(dá)8千米的淺灘段。

海水隨著潮汐規(guī)律起起落落。這里的海水最大水深能達(dá)到3～4米，而在落潮時會變成一望無際、布滿小水坑的沙灘。根據(jù)對淺灘段的實(shí)際觀測，這里每天三分之二的時間，水深無法滿足普通的鋪管船航行，給海管的鋪管作業(yè)帶來了不小的阻力。

無水寸步難行。如何在淺灘段高效鋪設(shè)海管，成為擺在工程師面前的又一道難題。

“既然普通的鋪管船無法作業(yè)，那我們就用可坐底的淺吃水鋪管船，乘潮鋪設(shè)，退潮挖溝?！表?xiàng)目組主管領(lǐng)導(dǎo)賈旭說。

這樣在漲潮時鋪管船行進(jìn)，落潮時鋪管船坐在淺灘上，等待著下次漲潮。同時，配置多臺挖掘機(jī)對鋪設(shè)管道進(jìn)行后挖溝回填，爭分奪秒?！安蝗坏脑挘诘却凉q潮的漫長時間里，干等著必然會拖慢施工進(jìn)度。”

科學(xué)施工，保護(hù)碧海藍(lán)天。

在實(shí)際施工中，需要綜合考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、環(huán)境匹配性等多種因素，因地制宜、因時制宜，采用多種方案靈活配合，最大化提升施工效率。正所謂“黑貓白貓，能抓到耗子的就是好貓”。

一次次討論利弊之后，項(xiàng)目組為進(jìn)一步搶工期，又提出了“不能白等”的“岸拖法”。當(dāng)鋪管船停航時，在鋪管船上將一節(jié)節(jié)的管道連接后，通過陸地上牽引繩拖拉的方法，將管道拖至指定位置。為減少管道與海床的摩擦，拖拉過程中管道上拴有浮球，使其可以浮在海面上，降低拖拉難度。

找到最佳路由

解決了海管兩端的上岸方案，還需要精確確定海管中間段的路由。在缺少實(shí)際勘察資料前，最初階段設(shè)計的路由是一條只有大方向的直線。初步勘察后，卻發(fā)現(xiàn)潿北管線的實(shí)地條件異常復(fù)雜。

潿洲島到鐵山港的管道路由所經(jīng)過的海域?qū)儆诮秴^(qū)域，地形地貌較為復(fù)雜。由于部分路由區(qū)域臨近河口，在沖淤作用下形成了較大面積的潮灘，聚集有大量的養(yǎng)殖區(qū)，有許多固定樁網(wǎng)和養(yǎng)殖漁網(wǎng)。有的養(yǎng)殖區(qū)在地圖上有顯示，而有的養(yǎng)殖區(qū)沒有備案，要實(shí)地勘察才能發(fā)現(xiàn)。而設(shè)計的潿北管道路由必須精確避開所有養(yǎng)殖區(qū)，才能避免產(chǎn)權(quán)糾紛事件。

通過實(shí)地勘察，項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)了部分原定路由的海床上存在較多漁業(yè)拖網(wǎng)的拖痕，說明該海域有較多的漁業(yè)捕撈作業(yè)。為了海管安全運(yùn)行，必須予以考慮，適當(dāng)避讓。

此外，部分原定路由附近檢測出了成片的礁石和玄武巖。它們具有較高的硬度。如果不改變原定路由，后續(xù)鋪管挖溝階段將會產(chǎn)生更加高昂的施工費(fèi)用，增加施工難度。

復(fù)雜的地貌環(huán)境，需要進(jìn)一步的精確勘察?？碧酱咭槐椋答伝亟Y(jié)果，工程師修改一遍路由。這樣一次又一次的反饋、遠(yuǎn)程電話溝通，對于整個項(xiàng)目工期來說顯然是不夠高效的。

為加快項(xiàng)目進(jìn)度，項(xiàng)目經(jīng)理帶著電腦上勘探船。根據(jù)實(shí)時的勘察船掃線情況及時修改路由，并根據(jù)新修改的路由再當(dāng)場實(shí)地指揮勘探船進(jìn)行下一步詳細(xì)勘探，極大節(jié)省了項(xiàng)目的設(shè)計工期。

經(jīng)過多次調(diào)整，在巖石縫隙中輾轉(zhuǎn)穿梭，這條總長70公里的海管管線路由最終在蜿蜒6個彎后成功穿越了礁石、漁網(wǎng)等危險區(qū)域，找到了一條技術(shù)及施工可行的路線。

未來建成的潿北海底管道，每年可輸送2.1億立方米伴生氣上岸，將有效解決潿洲終端火炬燃燒帶來的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排，有效地助力潿洲島國家5A級景區(qū)發(fā)展，保護(hù)綠水青山，加快綠色轉(zhuǎn)型。