試論海灘工程勘察船的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

張學(xué)儉

遼寧地質(zhì)海上工程勘察院 遼寧大連 116200

摘要：巖土工程勘察工作的環(huán)境是多種多樣的，海域勘察由于受海水潮汐作用及風(fēng)、浪影響當(dāng)屬施工環(huán)境最惡劣、施工難度最大，而在淺海的灘涂礁石地域上勘察的難度更是難中之難。本文論述了筆者在2008年接受十二五期間國(guó)家重點(diǎn)工程“中國(guó)石油大連液化天然氣項(xiàng)目”勘察時(shí)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、研制出的海灘工程勘察船的過(guò)程及成果應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：海灘；工程勘察；工程勘察船；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1、課題提出

近年來(lái)，隨著遼寧“五點(diǎn)一線”戰(zhàn)略的實(shí)施，大大推進(jìn)了我省沿海地區(qū)開發(fā)改造建設(shè)的進(jìn)程。然而，由于淺海地區(qū)特有的礁石、淤泥、灘涂等地理構(gòu)造和海水日復(fù)一日的潮起潮落，使各項(xiàng)工程的勘察施工受到嚴(yán)重制約。

比如，在淺海礁石地域進(jìn)行勘察作業(yè)時(shí)，只能趁海水退潮時(shí)將勘察鉆機(jī)直接固定在設(shè)計(jì)的勘察點(diǎn)位上，那么當(dāng)海水漲潮時(shí)，不僅勘察鉆機(jī)將被淹1米以上而無(wú)法正常施工，機(jī)臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)的其它輔助設(shè)備和工具等一是被海水淹沒(méi)，二是有些將被海浪卷走。

再比如，在淺海淤泥地域進(jìn)行勘察作業(yè)時(shí)，一是勘察鉆機(jī)很難固定在設(shè)計(jì)的勘察點(diǎn)位上，二是退一步說(shuō)，即使能固定，因受海水潮汐的影響，也會(huì)出現(xiàn)上述被淹的情形。

所以，以往在上述地域進(jìn)行勘察作業(yè)時(shí)，按照傳統(tǒng)的施工方法，只能趁海水漲潮之際，用船運(yùn)沙袋到設(shè)計(jì)的勘察點(diǎn)位，待退潮后，用沙袋臨時(shí)筑起一座鉆機(jī)施工平臺(tái)，然后再將鉆機(jī)運(yùn)送到筑起的平臺(tái)上進(jìn)行勘察施工。這座平臺(tái)的平面面積必須滿足勘察現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)（既4米×4米）的要求，高度要高出高潮時(shí)（海水深度1.5米）海面1.5米以上以免受海浪的沖蝕，平臺(tái)的體積在50立方米左右。為了保護(hù)海域環(huán)境，施工結(jié)束后，還要利用海水退潮之際將平臺(tái)拆除，將沙袋運(yùn)走。

由此可見，傳統(tǒng)的施工方法完全是靠天吃飯，一點(diǎn)自主權(quán)也沒(méi)有，既加大成本又浪費(fèi)時(shí)間，影響工期，大大影響了沿海的開發(fā)建設(shè)進(jìn)度。研制出一種新型海灘工程勘察船，替代傳統(tǒng)的施工方法，是當(dāng)務(wù)之急。

2、海灘工程勘察船的設(shè)計(jì)思路

研制的海灘工程勘察船必須滿足本場(chǎng)地（并兼顧其它場(chǎng)地）工作環(huán)境和安全、生產(chǎn)的需要，主要考慮以下幾方面：

2.1 要有足夠的作業(yè)面積，以滿足工作時(shí)需要；

2.2 船體載重應(yīng)在5噸（鉆機(jī)及配套設(shè)備、施工人員等總重在4.5噸以下）以上；

2.3 船體吃水深度不能過(guò)大，必須小于0.5米；船體吃水深度過(guò)大，需等待潮汐時(shí)間就越長(zhǎng)，工作時(shí)間就越短；

2.4 不受海水潮汐影響，在海水漲潮、落潮、滿潮及枯潮時(shí)都能正常施工作業(yè)；

2.5 能夠在海水有一定深度時(shí)能夠獨(dú)立自由移動(dòng)；

2.6 運(yùn)輸方便。一個(gè)工程勘察結(jié)束，能夠用卡車運(yùn)到下一個(gè)工程場(chǎng)地。

3、海灘工程勘察船的特點(diǎn)

項(xiàng)目組在總結(jié)多年海上勘察作業(yè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，開動(dòng)腦筋，群策群力，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，研制出了一種新型勘察船----海灘工程勘察船，有效地解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾淺海工程勘察高消耗、進(jìn)度慢的難題。

海灘工程勘察船具有如下特點(diǎn)：

3.1 船體大小：

船體采用兩個(gè)長(zhǎng)6米，寬2米，高為1.2米的長(zhǎng)方體鐵箱，使用時(shí)中間用鋼梁連接成為一個(gè)整體，為增大船體上部作業(yè)面積，兩個(gè)長(zhǎng)方體鐵箱間距可設(shè)計(jì)為1.5-2米。鉆機(jī)放置在中間部位，距船頭2米處。

其特點(diǎn)是：①船體上部作業(yè)面積大（可達(dá)35-42平方米），完全滿足勘察現(xiàn)場(chǎng)工作需要；

②便于運(yùn)輸。運(yùn)輸時(shí)可將兩個(gè)長(zhǎng)方體鐵箱疊置放在一個(gè)卡車上運(yùn)輸。

3.2 船的載重及船體吃水深度：

船體總重量在4.5噸左右，船體底面積24平方米，在船體吃水深度0.4米時(shí)，船體可載重5噸，完全滿足承載鉆探設(shè)備及施工人員的要求。

圖1：特制方形駁船淺水作業(yè)

3.3 船體可根據(jù)需要自由升降：

船底安裝有相當(dāng)于腿的起落裝置，根據(jù)潮水情況調(diào)節(jié)船體高度。起落裝置由4個(gè)液壓千斤頂構(gòu)成，均勻布置于船底，施工時(shí)將勘察船撐起固定，使施工不受海水潮汐及海浪影響。施工結(jié)束將起落裝置收起，自行開至新的作業(yè)點(diǎn)。

圖2：特制方形駁船（帶四腿可升降）升起時(shí)作業(yè)

3.4 可自行行走：

在船體尾部中間設(shè)置12馬力柴油機(jī)座，與下部螺旋槳連接，漲潮船體浮起（海水深度0.4米）時(shí)移動(dòng)，可自行開到指定點(diǎn)位施工。

3.5 可適應(yīng)性

沿海淤泥、礁石、灘涂、漲潮、落潮、枯潮均適用。

4、成果應(yīng)用

利用該創(chuàng)新成果，2007年僅在中國(guó)石油大連液化天然氣項(xiàng)目（大連經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)大孤山）海域施工的156個(gè)勘察鉆孔，節(jié)約的成本可達(dá)143萬(wàn)元以上。經(jīng)初步測(cè)算，采用海灘工程勘察船施工與傳統(tǒng)的施工方法比較，平均毎施工一個(gè)鉆孔，可降低成本9200元，提高效率200%。目前，海灘工程勘察船已廣泛應(yīng)用于大連及周邊海域勘察施工。

5、結(jié)束語(yǔ)

該創(chuàng)新成果的研發(fā)和運(yùn)用，實(shí)實(shí)在在地發(fā)揮了事半功倍的效能。在實(shí)施遼寧五點(diǎn)一線戰(zhàn)略、加速沿海開發(fā)建設(shè)中派上了重要用武之地，不僅在大連地區(qū)是獨(dú)此一家，在國(guó)內(nèi)尚屬首創(chuàng)，2008年榮獲大連市勘察設(shè)計(jì)行業(yè)自主創(chuàng)新優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng)。