模块化建造在海洋钢结构平台施工中的应用

环磊

摘 要：我国的海域面积相当广袤，在海洋中不但蕴含着丰富的生物资源也储备着大量的能源，随着我国对海洋资源的不断开发与利用，海洋经济也迎来了高速发展的时代。在发展海洋经济时海洋平台是石油、天然气等资源开采的重要基础设施，更是各项工程开展的关键步骤，也是企业发展、研究、优化的关键。现阶段，企业在进行海洋平台建造时多使用模块化建造技术，以此来降低海洋平台设计与建筑的整体费用，同时还可以有效的控制工期、降低建设时的风险，实现更大的经济效益。

关键词：模块化建造；海洋钢结构平台；施工；应用

前言：对海洋平台作业来说，模块化技术在未来必然能够发挥更多的功效和作用，是海洋平台今后发展趋势。其对海洋平台建造来说不仅是一场挑战，同时也是一场重要机遇。其本身的特性决定了设计能力可以得到有效提升，设计人员需要同时考虑建造场地、施工顺序、施工管理要求，注重设计结果反馈，保障建造水平和设计有效性。在不断地总结过程中，积累经验、方法和优势。不论从哪一点来看，模块化的作用都非常突出，对提升社会效益、经济效益来说具有重大意义。

1模块化概念

所谓模块化是指建造一个大型工程时，自上而下、逐层分解并把系统划分成若干模块的过程，是一种高效管理及操作一个大型工程的思维方式。每个模块完成一个特定的子功能，所有的模块按照某种方法组装起来成为一个整体，从而完成整个系统所要求的全部功能。模块化概念的先进性在于大量引入了平行作业，把在传统建造中需要在同一地点依次完成的工作同时完成。模块化的精髓在于依靠科学的管理和先进的技术，将设计、建造、安装等工序进行深度的交叉，从而实现有效缩短项目工期的目标。模块化的目的在于提高装置的工厂预制化率，最终实现项目建设质量的提高和建设成本的最优。用户的需求千差万别，但不同用户的差异化服务需求又有一些共同之处，找到共性，然后将他们做成一个个模块，可以让用户像搭积木一样，选择不同的服务模块，使模块标准化，最终降低成本。对于特殊之处，可通过调整子模块或零部件来进行调整修改，通过这种可变性来适应不同项目、不同用户的需要。装置模块化方案通常主要有两种形式：一种是撬装化分布式模块化装置，多以设备为核心的单层结构；另一种是多层框架集中式模块化装置，根据装置功能或设备安全类别采取联合布置结构。简单来说就是单个设备成撬即设备模块，多个设备单一功能的成撬即功能模块，以及多撬块组成的可以实现多种工艺流程或功能的大型模块。对于海上设施，一般由设备模块或功能模块组合成为大型模块。例如，换热器撬、清管球撬即为设备模块，气体压缩模块、注水模块、火炬分液罐模块、发电机模块可划为功能模块范畴，生活楼、钻井模块甚至上部组块都可以理解为大型模块。根据划分好的工作内容和界面，设备模块或功能模块一般由设备厂家提供，各个中小型模块或单元在不同的地点同时进行建造工作，然后在滑轨上进行总装和调试，进而完成整个平台的建造工作。

2模块化优势

2.1节省资源

在钢结构建造完成后需要使用船舶将其运送到作业现场安装。虽然有着滚装装船以及吊装装船方式，但考虑到费用和技术成熟型问题，目前常用的方法仍旧是滑道牵引。为了提高装船效率，需要提前在滑道预制组块，以此来节约场地资源。

2.2工期有效控制

模块建造会提前将工程分为多个模块，结束模块作业后进行模块调试与总装，能够有效缩短工期。我公司建造的 “创新者GM4000”半潜式深海钻井平台，分成管廊模块、生活区模块、钻井甲板模块同时建造，很大程度缩短建造的周期。

3海洋平台结构概况

海洋平台在划分时可以将平台结构、作业情况作为依据，将其分为固定模式、浮式。固定模式作业平台主要分为三种类型，根据建筑自身重量将其加固到海底硬土层中，以此来提升其在高强度波浪、海洋风暴来临时建筑的重力；将钢筋混凝土桩与钢筋桩打入到海洋硬土层中，然后再使用导管来固定导管，确保建筑的稳定性；根据平台建设时钢架塔结构的特殊性，可以在不同位置用锚进行固定。浮式作业平台可以根据迁移性分为可迁移式平台与不可迁移式平台两种形式，可迁移式平台，多会使用到海洋石油开采、天然气开采等，其中还包括半潜式平台、浮筒式平台等也是较常使用的平台方式。不可迁移式平台主要被使用到海域情况、海岸情况比较稳定的海域中，通常会使用驳船锚进行固定后进行石油开采，目前大多数情况下用在海洋资源储存库、浮式生产基地的建设等。

4模块化建造技术在海洋平臺建造中的应用

4.1模块设计技术的应用

在利用模块化建筑技术进行海洋平台设计时，应始终遵循相关规定，其可以为后期建造的稳定性起到积极的作用。与传统的建造技术设计相比优点更突出，其不仅可以在设计时将每一个小的工程环节进行独立并且还可以通过系统将各小工程进行联系，在这个过程中将大的工程环节切换成不同小的工程环节是非常重要的，每一个项目间的联系是非常重要的，若想真正实现每一个预期目标，应严格遵守规范进行处理，同时还应对设计进行优化。在进行各个小工程切换时会受到不同因素的影响，其主要影响因素有以下几点：第一，在工程具体实施的过程中应凸显出各个小工程的作用，并关注每个小工程间的联系性，不得只为了施工简便制作划分，无法充分的发挥出实际作用，同时还应控制工程的整体质量，不得只关注模块化建造技术的设计忽视项目的整体质量。第二，应对工程中的不同因素进行综合性的考虑，如设备组装的过程等，对场地面积进行考虑；在进行船舶运输时应控制船舶的承载力等。

4.2模块建造实际工作

模块化建筑技术在使用的过程中经过不断的优化，有了非常大的提升，进一步加快了海洋平台建设的速度，随着海洋资源开发不断深入，也丰富了人们的财富，在未来模块化建造技术会被应用到不同的领域中，进一步加快了该项技术的发展，在使用的过程中还应根据实际使用情况对其中的不足进行分析，并吸取别国先进经验，控制模块化建造技术在发展过程中的不利因素，构建起适合我国海洋平台建设的体系，推动模块化建造技术在我国得到更加广泛的使用，加快我国海洋平台建设的发展速度。从现阶段我国模块化建造技术使用的具体情况来看，我国模块化建造的技术水平还相对较弱，主要体现在人员的整体素质以及规章制度等方面，因此相关的部门应给予更多的支持并强化合作，加快我国海洋开发事业的发展。在进行具体工程时应尽可能的做好资源的节约，但是在进行部分小工程时需要使用一些较大的设备，因此在进行建造的过程中应重点关注以下问题：（1）提前做好施工准备工作，并做好相应的工程方案。应确保设计方案的准确性、有效性。可以利用更精细的技术对海洋平台蓝图进行设计，同时对实施方案中的问题进行优化。（2）在实际建造中应对其中的各种因素进行综合性的考虑，如天气情况等，避免因天气情况导致问题的发生。同时应对一部分小工程进行精细化管理，做好测量工作。在进行每一个小工程时应对每一个工程的具体情况进行了解并实现每个小工程间的联系。（3）在进行海洋平台建造的过程中，不得因抢任务给设备功能带来损伤，在进行装备组装时应将所使用的零件提前准备好。同时在使用船舶时应做好保护工作，以此来对机械设备进一步的保护。

结语：海洋钢结构平台模块化技术是根据海洋结构的多变化环境，对具体的工艺与方法进行了有效的改进，此工艺具有较强的完整性与独立性，节省了设计与生产时间，并可以对各模块间的工序进行衔接，以此来降低施工工期，同时还可以提升海洋平台的整体性能，充分的发挥出模块功能并提升整体建造效率。在进行模块化建设与安装的过程中应根据海洋环境的具体情况对其进行优化，并利用先进的科学技术提升模块的稳定性与准确性，为工程安全提供有效的保障，进而提升整体效益。

参考文献：

[1]宋立新.模块化平台甲板片预制技术[J].船海工程，2017，46（05）：145-147.