0前言
一体化建造工艺,英文名称为Integrated construction technology,主要是指:在工程项目设计、工程项目原材料选购、工程项目建造、产品安装等环节中,在保障工程项目或产品质量,不影响项目或产品使用功能的基础上,对整个工程项目或产品结构进行分割,并以此为单位,进行模块化生产与实践施工的技术与方法。海洋工程是海洋资源开发工作中的重要组成部分,随着近年来海洋资源开发力度的不断提升以及相关技术研究的创新与应用,使海洋工程项目呈现出大规模、大数量的发展态势,海洋平台组织结构日渐复杂,对设计与施工建造提出更高的要求。在此背景之下,传统海洋工程建造工艺已经无法满足实践需求,加强建造工艺的改革与创新成为一种必然趋势。而基于实际生产需求与建造预舾装要求,形成的一体化建造工艺,在缩短工程工期、节约工程成本、提升工程质量与安全等方面发挥着重要作用。对此,有必要加强一体化建造工艺及其在船舶海洋工程中应用的研究。
1 一体化建造下管线施工的前提保障
一体化建造管线施工的前提保障,包括前期策划、设计文件、采办物资、建造人力和能力等方面。前期策划工作是项目实施的第一步也是最为重要的一步,工作的深度和有效性将决定整个项目建设的成败。策划的主要目的是确定施工技术路线、划分施工界面、设置施工流程、确定总体施工进度计划。要实现以上目的,需要在策划中对结构特征、设计出图深度、施工进度及质量要求等各方面因素进行综合分析。施工设计文件应在开工之前就位,对需要一体化建造的管线支架提供文件支持和技术支持,并控制材料的使用,使现场预制和施工的进度和质量达到良好的预期效果。管道在建模阶段,力求做到全面准确,与各专业协调,在建模过程中消除干扰。
一体化建造对材料的采办周期控制要求极高,特别是对长线材料,其周期控制对一体化建造具有重要的意义。预制和施工前应向施工人员提供足够的材料,以确保一体化建造的顺利开展。一体化建造还需要很高的人员要求,生产中需要有足够的人力投入,以确保预制件在装配之前完成。常规施工多为结构专业先行,在结构专业完成预制和组装以后,配管专业进行相应的安装工作,这样各专业之间在时间上有先后顺序,工期相对较长,同一时期的人力投入相对较少。在一体化建造的过程中,要求同时完成管道专业和结构专业的预制内容,并进行整体装配,这就缩短了施工周期,但同时也会增加人力投入。以上所有关键因素都会影响一体化施工的进程和改进程度,项目管理是使各因素在控制范围内尽可能按时、保质、保量地完成工作,协调各单位,加强有关单位的协调与合作,为一体化建造奠定良好的基础。
2一体化建造技术的关键技术点
2.1加工设计“前延”
加工设计团队打破了常规的设计模式,针对制约因素从详细设计和材料采办两个方面逐一击破。提前介入详细设计:通过与结构和总体专业沟通,合理优化平台构造和管网布置图,技术人员对荷载系数和吊装重心经过精确计算。优化采办模式:在材料采办方面,不拘泥传统采办模式,在项目前期采用项目采办协议形式,工艺管线的材料到货状态较好,为实现工艺管线一体化建造奠定了良好的基础。
2.2优化加工设计流程
常规组块一体化技术重点放在甲板片进喷砂车间前进行,而深化一体化建造方案优化了设计流程。首先,机管电等专业将一体化支架的重量重心提供给结构专业用于编制吊装方案,结构专业完成吊装运输方案编制后,提供给其它专业,其它专业根据吊装运输方案,再次核对一体化附件的合理性,并编制一体化方案,提交用于施工。与常规设计流程相比,深化一体化建造设计流程更加合理、精确及精准,同时从技术上提供了现场安全保障。
2.3深化一体化成果
深化一体化建造技术改变了以往项目仅携带电仪支架、结构栏杆、机械设备底座和地漏。而是将立柱拉筋、管线、伴热、保温和电缆等纳入到一体化方案中,一体化建造程度提高了20%,施工效率提高约30%,降低了施工成本。
(1)常规甲板片一体化
加设各专业根据设计图纸,统计甲板片上、下表面可携带的附件,垫墩高度在大梁下表面800mm,板车运输小车梁高度900mm,筛除下表面高度大于800mm及以上的支架,再筛除预制垫墩区域(垫墩及周围1m范围)和板车运输区域(小车梁及周围1m范围或板车及周围1m范围)影响的支架等一体化附件,甲板上表面受临时吊点和钢丝绳影响的附件筛除,最终确定每一层甲板片一体化实施杆件清单,并统计每一个杆件的图料匹配信息,提交现场指导施工,各专业附带直观的三维模型图。在已完成的16个甲板片的一体化实施中,共计完成支架4500个,栏杆280个,挡水扁铁1500m,立柱拉筋46根,墙皮30m,设备底座132个,地漏560个,管线380m。与以往项目的一体化建造相比,效率提高约30%,一体化程度达到80%。
(2)吊机立柱一体化
吊机立柱作为柴油罐使用,面对22m高,容积56m3的巨型常压容器,内部补漆量十分巨大,而且涉及到密闭容器内搭设脚手架和补漆作业。通过方案的优化,将机管电的附件安装工作在吊机立柱胎件上并行开展,同时完成内部管线试压和防腐作业,减少了后续的机管电登高作业和补漆工作。
(3)飞机甲板一体化
生活楼飞机甲板探出舷外,按照传统的安装方案,需要搭设大量的脚手架。通过方案的持续优化,飞机甲板上的支架、管线、伴热、保温和电缆铺设等工序在地面完成,空中只需完成结构口的焊接,极大地减少了人员的高空作业风险,节省了吊车台班,极大提高了现场的作业工效,减少了脚手架搭设工作。
3船舶海洋工程管线一体化建造工艺的注意事项
当然,一体化建造工艺在实践应用中也存在一定的不足,如对工程项目设计的要求相对较高,导致前期投入比较大;多模块托盘设计,增加了总装拼接任务量;对现场资源运输能力以及现场资源吊装能力具有相对较高的要求等等。为促进一体化建造工艺优势的最大化发挥,保证工艺的顺利进行,建议:(1)促进各参与方在工程设计中的交流与沟通,达成认识的统一。做好项目总体规划,明确各项目、各阶段一体化建造工艺实施目标,保证图纸的完整性、全面性,使其符合实际的需求;(2)始终坚持“图料协调统一”的原则,做好材料采办工作,保证材料能够及时到货,降低材料缺失对甲板片预制产生的影响,做到舾装件安装后涂装作业的有效开展;(3)做好舾装件管理与保护工作、质量检查等工作,避免出现工程返工等问题。
4结语
由实践总结得知,在海洋工程组块的现场施工过程中,由于推行了一体化的设计方案,现场的总体施工进度提升了20%,工效提高了30%,最终对整个项目的节约成本、提高利润提供了有力的支持。
参考文献
[1]周立萍,唐友顺,屈会智.一体化建造在海洋石油平台建造过程中的应用[J].中国修船,2015,28(03):53-54.
[2]陈绪敏,吴军,高见.模块一体化建造工艺及技术文件编制重点分析[J].石油工程建设,2019,45(06):28-31.
姓名:孙伟,性别:男,出生年月:1987.08,民族:汉,籍贯:江苏泰州市高港区,学历:本科,职称:工程师,研究方向:船舶结构详细设计