渤海湾导管架钢桩打入拒锤风险控制浅析
赵庆凯
摘 要：前几年，渤海湾导管架安装过程中的打桩拒锤风险成为了该区域最大的技术风险之一，能否有效控制拒锤风险，甚至在某种程度上左右一个项目的成败。原渤中28-2南油田中心平台导管架海上安装的拒锤风险应对是一个风险控制的典型案例，本文通过这一“个案”的全过程介绍，包括风险识别、风险分析、风险应对、风险监控及经验总结，同时结合其它项目拒锤风险的简单对比分析，充分说明了风险防控对于工程建设项目的管理价值。
关键词：渤海湾；导管架；钢桩；拒锤；风险控制；管理价值
中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）4-0051-02
1 风险识别
1.1 渤海湾的部分平台状况
随着海洋石油工程技术装备的发展和技术水平的提高，海上安装能力越来越强，因此平台的设计重量也越来越大，这固然提高了海上安装的总体效率，但随之而来的负面问题则是，为了提高承载力，钢桩直径越来越大，设计入泥深度越来越深，从60～70米到70～80米，近几年又增至90～110米，渤海地区的开发项目打桩过程中拒锤的风险也就越来越大。渤海地区部分项目的数据统计（见表1）：
1.2 NB35-2及PL19-3二期的拒锤现实
在NB35-2及PL19-3二期项目运行过程中，导管架安装分别出现了拒锤问题。NB35-2 WHPB平台导管架打桩拒锤后，经过复杂的计算及限定条件，钢桩实际入泥深度满足平台承载力需求；而PL19-3WHPE平台导管架打桩拒锤后，经过了较长时间的土塞清理、设计桩中桩和再次打桩的漫长过程。
1.3 渤中28-2南项目CEP平台设计阶段分析情况
各阶段钢桩可打入性分析成果显示，在长滞留、形成土塞的情况下，有拒锤风险，在施工过程中应最大限度避免长滞留及形成土塞的情况出现。
2 风险分析
2.1 定性分析
与其他海域不同，在渤海区域，由于受到浮吊吊高限制以及钢桩自由站立分析结果的制约，每根钢桩必须分为数节，必须经过海上安装过程中钢桩接长这一环节，而且在70至90米这个深度，往往存在较为致密的沙层，加之停锤滞留，沙层固结较快，随之容易形成土塞进而钢桩静态阻力剧增，导致拒锤发生。正是由于上述因素，NB35-2及PL19-3二期項目海上安装过程中，发生了拒锤的问题。对于渤中28-2南项目而言，上述成因都存在，因此拒锤风险必然存在。一旦BZ28-2S CEP导管架打桩拒锤风险发生，直接影响是导管架安装进度的延迟，其它至少可以想象的风险是显而易见的。
2.2 定量分析
基于定性分析结果及拒锤风险严重性，分别由相关单位进行了详细的BZ28-2SCEP导管架钢桩承载力分析。基本结论如下：
桩可打入性分析（Ф2.1米/入泥94米）。
基本设计：S-800（90%）锤，技术可行（但要避免土塞）。
详细设计：S-800/1200锤（67%），考虑土塞均不可行。
安装设计：S-800/1200锤（75%），考虑土塞均不可行。
海王星公司：D-220锤（68%），考虑土塞均不可行。
辉固（深圳）公司：S-800/1200/1400，考虑土塞存在拒锤风险点。
在88米～90米范围内，如控制较好，存在打入的可能性，但需要进行钢桩入泥90米左右承载力复核。
各种打桩锤，均会在钢桩入泥近70米和近90米处形成危险点。
3 风险应对
3.1 专家会审及其意见落实
工程地质资料和桩基设计的复核：分别按照D220锤、IHC S500锤、MHU 800S锤、MHU 1200S锤和MHU 1900S锤和IHC 1400锤等资源重新进行了打桩分析，考虑到利用现实的小能量打桩锤存在拒锤风险，将准备掏土塞工作作为拒锤应急方案。
针对当时打桩锤状态和船舶资源状态优化钢桩分段：重新核算了桩的入泥深度，确定为最小入泥深度为91米，满足承载力要求，并在此基础上重新进行了分段（原来首节桩长度为70500，专家要求接桩土层避免在65米以上，调整后接桩位置在64.2米处。
统一打桩分析参数和条件，重新计算并确定工程对策：在统一基础数据基础上，按照新的钢桩分段长度用不同桩锤进行可打入性分析。
引进打桩动测技术，以其结果作为桩最终入泥深度的参考：已按专家意见同天津勘察院进行了沟通、咨询，并计划立项，引进打桩动测技术。
3.2 应急准备及实施策略
由于成本、档期以及其它各种因素，寻租高效打桩锤的方法实现起来存在比较大的困难，海工的打桩锤最终又成为资源的唯一选择。因此工程项目组又只能进一步在海上实施策略上作足功课。
首先考虑33米～41米和69米～78米两个危险层段的拒锤风险，进行了西块钢桩的重新分段；其次精心组织设备资源和管理工作，如土塞清理设备和人员作好应急出海准备；三是要求承包商做好桩基承载动测工作；四是调节好海上施工顺序，密切各环节的衔接，有效缩短停锤滞留时间。实际上以上几点是CEP导管架西块能够成功规避拒锤的最有效方法，或者说唯一途径。
4 经验与启示
由于数据积累的局限以及分析能力的问题，本文只是基于抛砖引玉地角度对BZ28-2S CEP平台打桩风险控制过程进行了简单梳理，其中的分析方法、观点可能有失偏颇甚至错误，但无论如何，工程实践所带来的经验与启示是有价值的。
4.1 技术风险的控制演变有可能演变为巨大的管理风险
由于项目运行初期阶段，各方均未清醒地意识到钢桩的锤入风险，因此起初并未引起各方的足够重视，一旦BZ28-2S CEP导管架拒锤风险发生，将会出现前述的巨大管理风险。
4.2 对各种市场资源的了解甚至掌控有助于风险分析与控制
在发现拒锤风险后，通过与市场设计资源的互动，使工程项目组能够多渠道判断风险数值，以期采取正确的操作策略。
通过对市场浮吊资源和打桩锤资源的了解，使工程项目组能够作出正确的决策。
4.3 风险控制点前移
在进行前期研究中也应尽量考虑后期的施工风险。
如果基本设计阶段，对打桩风险问题引起足够重视，则会从项目实施成本、周期、资源等方面作出诸多考虑，使项目实施更为从容。
如果在前期研究阶段，如果对打桩风险加以考虑，甚至可以通过设计手段彻底规避拒锤风险，如改变主结构形式、增加辅桩等。
4.4 风险分析手段等各种项目管理手段的应用
本次拒锤风险控制过程中，风险分析起到了非常重要的作用。
无论是头脑风暴风险分析，还是鱼骨图、决策树等项目管理手段，均极其有益于项目实施过程中决策方向的正确性。
4.5 信息共享的价值与业内专家的作用
在审查会上，业内专家不仅对方案及报告进行了审查，而且提出了许多宝贵的建议，这些建议为风险控制打下了良好的技术基础。
专家的作用不仅应在审查会上体现，而且应在专题研究或者日常顾问工作中体现。
渤海地区已经出现了较多不同形式的打桩案例，如能将这众多的案例进行总结、归纳，并在工程建设界实现共享，将会产生巨大的管理价值。
参考文献：
[1]佚名.浅海钢制固定平台结构设计与建造技术规范 [S].中国海洋石油总公司，1997.
[2]俞振全.钢管桩的设计与施工[M]. 北京：地震出版社，1993.
[3]李飒，韩志强，杨清侠，等.海洋平台大直径超长桩成桩机理研究[J].（8）：241-245.
摘 要：前几年，渤海湾导管架安装过程中的打桩拒锤风险成为了该区域最大的技术风险之一，能否有效控制拒锤风险，甚至在某种程度上左右一个项目的成败。原渤中28-2南油田中心平台导管架海上安装的拒锤风险应对是一个风险控制的典型案例，本文通过这一“个案”的全过程介绍，包括风险识别、风险分析、风险应对、风险监控及经验总结，同时结合其它项目拒锤风险的简单对比分析，充分说明了风险防控对于工程建设项目的管理价值。
关键词：渤海湾；导管架；钢桩；拒锤；风险控制；管理价值
中图分类号：TV52 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）4-0051-02
1 风险识别
1.1 渤海湾的部分平台状况
随着海洋石油工程技术装备的发展和技术水平的提高，海上安装能力越来越强，因此平台的设计重量也越来越大，这固然提高了海上安装的总体效率，但随之而来的负面问题则是，为了提高承载力，钢桩直径越来越大，设计入泥深度越来越深，从60～70米到70～80米，近几年又增至90～110米，渤海地区的开发项目打桩过程中拒锤的风险也就越来越大。渤海地区部分项目的数据统计（见表1）：
1.2 NB35-2及PL19-3二期的拒锤现实
在NB35-2及PL19-3二期项目运行过程中，导管架安装分别出现了拒锤问题。NB35-2 WHPB平台导管架打桩拒锤后，经过复杂的计算及限定条件，钢桩实际入泥深度满足平台承载力需求；而PL19-3WHPE平台导管架打桩拒锤后，经过了较长时间的土塞清理、设计桩中桩和再次打桩的漫长过程。
1.3 渤中28-2南项目CEP平台设计阶段分析情况
各阶段钢桩可打入性分析成果显示，在长滞留、形成土塞的情况下，有拒锤风险，在施工过程中应最大限度避免长滞留及形成土塞的情况出现。
2 风险分析
2.1 定性分析
与其他海域不同，在渤海区域，由于受到浮吊吊高限制以及钢桩自由站立分析结果的制约，每根钢桩必须分为数节，必须经过海上安装过程中钢桩接长这一环节，而且在70至90米这个深度，往往存在较为致密的沙层，加之停锤滞留，沙层固结较快，随之容易形成土塞进而钢桩静态阻力剧增，导致拒锤发生。正是由于上述因素，NB35-2及PL19-3二期項目海上安装过程中，发生了拒锤的问题。对于渤中28-2南项目而言，上述成因都存在，因此拒锤风险必然存在。一旦BZ28-2S CEP导管架打桩拒锤风险发生，直接影响是导管架安装进度的延迟，其它至少可以想象的风险是显而易见的。
2.2 定量分析
基于定性分析结果及拒锤风险严重性，分别由相关单位进行了详细的BZ28-2SCEP导管架钢桩承载力分析。基本结论如下：
桩可打入性分析（Ф2.1米/入泥94米）。
基本设计：S-800（90%）锤，技术可行（但要避免土塞）。
详细设计：S-800/1200锤（67%），考虑土塞均不可行。
安装设计：S-800/1200锤（75%），考虑土塞均不可行。
海王星公司：D-220锤（68%），考虑土塞均不可行。
辉固（深圳）公司：S-800/1200/1400，考虑土塞存在拒锤风险点。
在88米～90米范围内，如控制较好，存在打入的可能性，但需要进行钢桩入泥90米左右承载力复核。
各种打桩锤，均会在钢桩入泥近70米和近90米处形成危险点。
3 风险应对
3.1 专家会审及其意见落实
工程地质资料和桩基设计的复核：分别按照D220锤、IHC S500锤、MHU 800S锤、MHU 1200S锤和MHU 1900S锤和IHC 1400锤等资源重新进行了打桩分析，考虑到利用现实的小能量打桩锤存在拒锤风险，将准备掏土塞工作作为拒锤应急方案。
针对当时打桩锤状态和船舶资源状态优化钢桩分段：重新核算了桩的入泥深度，确定为最小入泥深度为91米，满足承载力要求，并在此基础上重新进行了分段（原来首节桩长度为70500，专家要求接桩土层避免在65米以上，调整后接桩位置在64.2米处。
统一打桩分析参数和条件，重新计算并确定工程对策：在统一基础数据基础上，按照新的钢桩分段长度用不同桩锤进行可打入性分析。
引进打桩动测技术，以其结果作为桩最终入泥深度的参考：已按专家意见同天津勘察院进行了沟通、咨询，并计划立项，引进打桩动测技术。
3.2 应急准备及实施策略
由于成本、档期以及其它各种因素，寻租高效打桩锤的方法实现起来存在比较大的困难，海工的打桩锤最终又成为资源的唯一选择。因此工程项目组又只能进一步在海上实施策略上作足功课。
首先考虑33米～41米和69米～78米两个危险层段的拒锤风险，进行了西块钢桩的重新分段；其次精心组织设备资源和管理工作，如土塞清理设备和人员作好应急出海准备；三是要求承包商做好桩基承载动测工作；四是调节好海上施工顺序，密切各环节的衔接，有效缩短停锤滞留时间。实际上以上几点是CEP导管架西块能够成功规避拒锤的最有效方法，或者说唯一途径。
4 经验与启示
由于数据积累的局限以及分析能力的问题，本文只是基于抛砖引玉地角度对BZ28-2S CEP平台打桩风险控制过程进行了简单梳理，其中的分析方法、观点可能有失偏颇甚至错误，但无论如何，工程实践所带来的经验与启示是有价值的。
4.1 技术风险的控制演变有可能演变为巨大的管理风险
由于项目运行初期阶段，各方均未清醒地意识到钢桩的锤入风险，因此起初并未引起各方的足够重视，一旦BZ28-2S CEP导管架拒锤风险发生，将会出现前述的巨大管理风险。
4.2 对各种市场资源的了解甚至掌控有助于风险分析与控制
在发现拒锤风险后，通过与市场设计资源的互动，使工程项目组能够多渠道判断风险数值，以期采取正确的操作策略。
通过对市场浮吊资源和打桩锤资源的了解，使工程项目组能够作出正确的决策。
4.3 风险控制点前移
在进行前期研究中也应尽量考虑后期的施工风险。
如果基本设计阶段，对打桩风险问题引起足够重视，则会从项目实施成本、周期、资源等方面作出诸多考虑，使项目实施更为从容。
如果在前期研究阶段，如果对打桩风险加以考虑，甚至可以通过设计手段彻底规避拒锤风险，如改变主结构形式、增加辅桩等。
4.4 风险分析手段等各种项目管理手段的应用
本次拒锤风险控制过程中，风险分析起到了非常重要的作用。
无论是头脑风暴风险分析，还是鱼骨图、决策树等项目管理手段，均极其有益于项目实施过程中决策方向的正确性。
4.5 信息共享的价值与业内专家的作用
在审查会上，业内专家不仅对方案及报告进行了审查，而且提出了许多宝贵的建议，这些建议为风险控制打下了良好的技术基础。
专家的作用不仅应在审查会上体现，而且应在专题研究或者日常顾问工作中体现。
渤海地区已经出现了较多不同形式的打桩案例，如能将这众多的案例进行总结、归纳，并在工程建设界实现共享，将会产生巨大的管理价值。
参考文献：
[1]佚名.浅海钢制固定平台结构设计与建造技术规范 [S].中国海洋石油总公司，1997.
[2]俞振全.钢管桩的设计与施工[M]. 北京：地震出版社，1993.
[3]李飒，韩志强，杨清侠，等.海洋平台大直径超长桩成桩机理研究[J].（8）：241-245.
