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[摘要] 港珠澳大桥主体工程桥梁试桩工程共试桩6条，分别位于三处，属于分离式单点作业。桩基共分为三种类型：鉆孔灌注桩、钢管复合桩及钢管打设桩。经过周密规划，本项目以珠海九州港作为人员集散码头，以深圳大铲湾作为材料运输码头，巧妙选择各类船机设备，有序组织材料设备进场，合理管控船机维保及油水消耗，在降低成本的同时，有效保证试桩项目的圆满完工。
[关键词]海上施工，船机配置，船机管理，拖力，拖航流程
中图分类号： U642 文献标识码： A 文章编号：
一、工程概况
试桩工程分别在青州航道桥、江海直达轮航道桥和九洲航道桥三个桥的桥位附近，各选择一个共三个有代表意义的地点进行试桩试验。试桩地点的里程桩号分别为K19、K27和K33，均位于桥轴线北侧150m左右。每个地点各进行一组两根桩的试桩试验，其中在青州航道桥位附近进行钢管打入桩试验，在江海直达轮航道桥桥位附近进行钢管复合桩试桩试验，在九洲航道桥桥位附近进行钻孔灌注桩试桩试验。
二、设备选型
2.1、平驳
2.1.1、平驳驳面大小确定
试桩项目需搭设三个平台，考虑减少项目船舶租赁量，其中平台支撑螺旋钢管部分由厂家加工并负责船运至施工点，其余材料从深圳转运。
为保证平台搭设速度及减少船舶深圳转运次数，选用平驳大小以满足能装载一个平台材料为标准。三个平台中最大平台尺寸为36×17m，即选用的平驳驳面面积大致为36×17m。
2.1.2、抗风能力及锚缆形式选择
与内河水面波澜不惊不同，珠江口海域夏季主导风向以西南风为主，伴随东风，平均浪高0.5m，最大浪高约2m，水波多以涌浪形式出现，于平驳船较为不利，为保证作业时船舶的平稳度，船舶配备锚机宜为3个；
近岸施工点K33及K27水域海床覆盖有约5~8m深的淤泥，若船舶配备锚重不够，在潮流作用下易出现走锚移位现象。宜选用2T霍尔锚，方驳多为暗锚形式，不需锚艇配合即可自行抛锚定位，减少移船就位时间。
2.1.3、船体构造及吃水
考虑到与浮吊、打桩船等工程船的配合就位，平驳宜选用横剖面为长方形结构的船体，且干弦不宜过大，以方便两船间的行走。
K33施工水域最低潮位时水深在3.5m左右，小吨位驳船吃水一般在2.5m左右，可满足任意时间的施工作业。
2.1.4、适航区域
根据海事部门公布的《内河船舶法定检验技术规则》中3.8.1规定：“珠江——自虎门至琪澳岛大王角灯标与孖州岛灯标连线以内的水域，以及至香港、澳门距岸不超过5KM的水域为A级航区”，而项目最远K19施工水域离岸已超出5km，故应选用适航区域为沿海航区的船只。
参照上述原则，结合市场资源，最后项目选定的平驳如下。
表2.1.1平驳相关参数表
两艘驳船均自带动力，惠华航399属于宽短型平驳，具备大面积甲板面，用于堆放各种材料；另一艘平驳将用于切割、焊接加工，且需要流动、不间断作业，粤民426配备了约20人入住的舱体，可基本满足该要求。该船拥有约1.2m高护栏，作为加工场地，可避免切割焊接过程中产生的加工余料落入海中。
实际作业过程发现，由于粤民426船体横剖面呈前V尾U型，加上较高的干弦，在与工程船停靠较近时，侧边凸出的船体在风浪干扰下，易因为左右摇摆撞坏工程船船体，带来安全隐患。
2.2、打桩船及浮吊
打桩船的选用应根据需插打钢管的直径、长度、打桩斜度及打桩精度来选择。本试桩项目需插打钢管相关数据见下表所示。
表2.2.1试桩项目需插打钢管特性表
打桩船的最大打桩高度可由下式计算求得：
打桩高度=桩架高度+干舷+水深-打桩锤长度-替打长度-吊钩底距桩架顶高度
最大打桩直径由抱桩器抱桩能力和吊重决定。（锤心距跑道中心距可通过改装跑道板来调节）
打桩精度受船体大小、锚个数类型重量及船上GPS定位装置影响。
表2.2.2打桩船参数比对表
打桩船 三航桩19 总吨2990/71.73×27×5.2m、吃水3.1m/95m桩架、10T海军锚8个 以完成平台桩施工为退场时间控制点
长大33 总吨590、排水量1200T/38×16×2.8m、吃水2m/42m桩架、2.3T海军锚6个
臂长21~33m/103T(21m、80°)~8T(33m、30°) 拆完所有平台后退场
根据K33平台钢管打设情况分析，长大33驳面过小，风浪稍大时，易出现横船长方向摆动，且船上定位设施过于简单，打桩精度较差。
根据3个施工点施工材料统计可知，单件材料最重为K27处钢筋笼（含荷载箱），约23吨，单节长13m，作业半径需大于10m，根据平台布置、船舶就位及作业情况分析，宜选用全回转浮吊。
2.3、拖轮
2.3.1、拖轮马力的确定
长大39为本项目船舶内最大无动力船。其基本船舶数据见下表。
表2.3.1 长大39基本船舶数据
一般情况下，此类船舶拖航力的相关论证如下：
2.3.1 参照1997年《海上拖航指南》得到拖航阻力计算公式如下：
KN （1）
式中：---被拖船的摩擦阻力，KN；
---被拖船的剩余阻力，KN；
---空气阻力，KN；
被拖船或被拖物的阻力按如下近似方法确定：
KN （2）
KN（3）
式中：---船舶或水上建筑物的水下湿表面积，m²；
---拖航速度，m/s
---方形系数；
---浸水部分的船中横剖面积，m².
其中：湿表面积如无详细资料，可按如下方法求得：
正常船舶：m²
运输驳船、首尾有线形变化的箱型船：
m²
m²
式中：L、B、d---分别为船长、船宽和拖航吃水，m；
---方形系数。
KN（4）
其中：---空气密度，kg/m³,按1.22 kg/m³计算；
---风速，m/s，取20.6m/s；
---受风面积，m²，按顶风计算；
---受风面积的形状系数。此处取值1.5.
表2.3.2 系数取值
表2.3.3拖航阻力计算
根据顺兴拖38拖轮的基本数据（37.25×8.6×4.45，吃水3.5m），同理可求得5节时全阻力为：f=41KN。所以，要使拖航船组的航行速度在无流情况下达到5节，所需拖力：F=115.41KN。
考虑到横风横流及拖轮拖缆俯角相对过大会损失部分拖力，当拖缆长度大于被拖物吊拖缆绳连接点到水面高度的4倍以上，则有效牵引力为拖轮的98%；拖轮的有效输出功率约为系柱拖力的75%，故拖轮马力应不少于800HP。
长大28因为船体尺寸过小、吃水深度过浅，拖带过程易受风浪影响，且油箱容量较小更无船舱，故不适合远距离拖带作业。
K33海域低潮时水深约为4m，顺兴拖38、长大23、长大22三艘拖轮因为吃水深度问题易造成搁浅。其中长大22为全回转拖轮，可原地实现360°旋转，但其双螺旋桨均下置于船体下部，增加了吃水深度，拖带时尤需谨慎。
另长大16搅拌船装料后排水量和吃水深度均较大，對拖轮马力要求较高，相关计算如下：
表2.3.5长大16基本船舶数据
航速从2-5节时，各阻力数据如下表所示。
表2.3.6拖航阻力计算
同理，顺兴拖38拖轮的基本数据（37.25×8.6×4.45，吃水3.5m），同理可求得航速5节时全阻力为：f=41KN。所以，要使拖航船组的航行速度在无流情况下达到5节，所需拖力：F=387.881KN。
考虑各种因素导致的马力损失，当拖航船组以每小时5节拖航时，拖轮马力应不少于1600HP，另由于船体尺寸较大且甲板上料仓阻挡视线，内河弯道较多，拖航时宜配置200HP小拖轮傍拖以控制方向。
2.3.2、拖航流程
图2.3.9拖航流程图
三、船机管理
船机管理可分为船舶管理和船员管理两个方面。
管理思路：
3.1船舶管理
3.1.1船上物资管理
船上物资管理可分为日用物资管理及燃油淡水管理。
对于日用物资，出台规定明确其物资需用计划主体、流程及计划审批时间。
1）、各船船长根据实际需用情况，按《物资需用计划表》具体要求填报计划后，交由船机部审批，再交物资部查核库存，并经项目部主管领导、项目部领导审批后交采购部执行。
2）、船用物资、劳保用品、日常用品等需用计划由各船船长报船机部审批后由综合部或物资部负责落实。
对于燃油淡水，由于其补给受工程量影响，因而计划难以准确做出，特采取以下措施用于控制和规范。
1）、各船船长每3天必须把其船上燃油及淡水余量以短信形式发送到船机部，船机部将依此建立各船舶燃油淡水台账，以适时监控，一方面控制其消耗量，一方面可实时调控，避免出现因特殊情况（如风浪过大等）无法加油影响生产进度现象。
2）、以“长大33”、“长大39”两艘船作为柴油的项目部油站，其它船只从此处加油。两艘船的船长均兼任该船的“油、水保管员”及“发料员”；物资部、船机部、平台施工员作为油水的管理部门，对验收、保管、发放的整个流程应随时保持监督。
3）、每次供应商加油船、淡水供给船对储存点进行供应补给时，均需物资部/综合部、船机部、“油、水保管员”共同进行验收。作为储存点的两艘船上均应备有标准桶、流量计，作为对供应商加油船流量表的校表。如发现供应商加油船的流量表有异样，按双方签订的合同条款要求进行处理。
4）、其它设备、船只每次加油、淡水前均需电话告知船机部，待船机部审批并告知“油、水保管员”加油数量后方可进行加油。每次加油后，“油、水保管员”、被加油船或设备的船长/机长均需在“油料领用卡”上签名确认。油料领用卡每个星期一交物资部存档。
3.1.2船员管理
针对船员管理，项目出台了下列规定。
1）、编制各船舶作业人员表格并随时更新人员动态（外租船舶），让人员流动处于受控状态。完善第一、二负责人联系方式，保证信息沟通顺畅。
2）、坚持每月召开座谈会，切实了解各船舶意见及各船长及船员表现。当然，座谈会可考虑以不同形式来进行，保证和谐气氛，让所有人畅所欲言，以利于收获更多意见。
3）、对所有船长和船员实现月度考勤制度，做到赏罚分明有据。其中各船员的考勤由船长和大副及轮机长来完成，船长和大副及轮机长考勤由船机部参考工程部意见来完成。
[关键词]海上施工，船机配置，船机管理，拖力，拖航流程
中图分类号： U642 文献标识码： A 文章编号：
一、工程概况
试桩工程分别在青州航道桥、江海直达轮航道桥和九洲航道桥三个桥的桥位附近，各选择一个共三个有代表意义的地点进行试桩试验。试桩地点的里程桩号分别为K19、K27和K33，均位于桥轴线北侧150m左右。每个地点各进行一组两根桩的试桩试验，其中在青州航道桥位附近进行钢管打入桩试验，在江海直达轮航道桥桥位附近进行钢管复合桩试桩试验，在九洲航道桥桥位附近进行钻孔灌注桩试桩试验。
二、设备选型
2.1、平驳
2.1.1、平驳驳面大小确定
试桩项目需搭设三个平台，考虑减少项目船舶租赁量，其中平台支撑螺旋钢管部分由厂家加工并负责船运至施工点，其余材料从深圳转运。
为保证平台搭设速度及减少船舶深圳转运次数，选用平驳大小以满足能装载一个平台材料为标准。三个平台中最大平台尺寸为36×17m，即选用的平驳驳面面积大致为36×17m。
2.1.2、抗风能力及锚缆形式选择
与内河水面波澜不惊不同，珠江口海域夏季主导风向以西南风为主，伴随东风，平均浪高0.5m，最大浪高约2m，水波多以涌浪形式出现，于平驳船较为不利，为保证作业时船舶的平稳度，船舶配备锚机宜为3个；
近岸施工点K33及K27水域海床覆盖有约5~8m深的淤泥，若船舶配备锚重不够，在潮流作用下易出现走锚移位现象。宜选用2T霍尔锚，方驳多为暗锚形式，不需锚艇配合即可自行抛锚定位，减少移船就位时间。
2.1.3、船体构造及吃水
考虑到与浮吊、打桩船等工程船的配合就位，平驳宜选用横剖面为长方形结构的船体，且干弦不宜过大，以方便两船间的行走。
K33施工水域最低潮位时水深在3.5m左右，小吨位驳船吃水一般在2.5m左右，可满足任意时间的施工作业。
2.1.4、适航区域
根据海事部门公布的《内河船舶法定检验技术规则》中3.8.1规定：“珠江——自虎门至琪澳岛大王角灯标与孖州岛灯标连线以内的水域，以及至香港、澳门距岸不超过5KM的水域为A级航区”，而项目最远K19施工水域离岸已超出5km，故应选用适航区域为沿海航区的船只。
参照上述原则，结合市场资源，最后项目选定的平驳如下。
表2.1.1平驳相关参数表
两艘驳船均自带动力，惠华航399属于宽短型平驳，具备大面积甲板面，用于堆放各种材料；另一艘平驳将用于切割、焊接加工，且需要流动、不间断作业，粤民426配备了约20人入住的舱体，可基本满足该要求。该船拥有约1.2m高护栏，作为加工场地，可避免切割焊接过程中产生的加工余料落入海中。
实际作业过程发现，由于粤民426船体横剖面呈前V尾U型，加上较高的干弦，在与工程船停靠较近时，侧边凸出的船体在风浪干扰下，易因为左右摇摆撞坏工程船船体，带来安全隐患。
2.2、打桩船及浮吊
打桩船的选用应根据需插打钢管的直径、长度、打桩斜度及打桩精度来选择。本试桩项目需插打钢管相关数据见下表所示。
表2.2.1试桩项目需插打钢管特性表
打桩船的最大打桩高度可由下式计算求得：
打桩高度=桩架高度+干舷+水深-打桩锤长度-替打长度-吊钩底距桩架顶高度
最大打桩直径由抱桩器抱桩能力和吊重决定。（锤心距跑道中心距可通过改装跑道板来调节）
打桩精度受船体大小、锚个数类型重量及船上GPS定位装置影响。
表2.2.2打桩船参数比对表
打桩船 三航桩19 总吨2990/71.73×27×5.2m、吃水3.1m/95m桩架、10T海军锚8个 以完成平台桩施工为退场时间控制点
长大33 总吨590、排水量1200T/38×16×2.8m、吃水2m/42m桩架、2.3T海军锚6个
臂长21~33m/103T(21m、80°)~8T(33m、30°) 拆完所有平台后退场
根据K33平台钢管打设情况分析，长大33驳面过小，风浪稍大时，易出现横船长方向摆动，且船上定位设施过于简单，打桩精度较差。
根据3个施工点施工材料统计可知，单件材料最重为K27处钢筋笼（含荷载箱），约23吨，单节长13m，作业半径需大于10m，根据平台布置、船舶就位及作业情况分析，宜选用全回转浮吊。
2.3、拖轮
2.3.1、拖轮马力的确定
长大39为本项目船舶内最大无动力船。其基本船舶数据见下表。
表2.3.1 长大39基本船舶数据
一般情况下，此类船舶拖航力的相关论证如下：
2.3.1 参照1997年《海上拖航指南》得到拖航阻力计算公式如下：
KN （1）
式中：---被拖船的摩擦阻力，KN；
---被拖船的剩余阻力，KN；
---空气阻力，KN；
被拖船或被拖物的阻力按如下近似方法确定：
KN （2）
KN（3）
式中：---船舶或水上建筑物的水下湿表面积，m²；
---拖航速度，m/s
---方形系数；
---浸水部分的船中横剖面积，m².
其中：湿表面积如无详细资料，可按如下方法求得：
正常船舶：m²
运输驳船、首尾有线形变化的箱型船：
m²
m²
式中：L、B、d---分别为船长、船宽和拖航吃水，m；
---方形系数。
KN（4）
其中：---空气密度，kg/m³,按1.22 kg/m³计算；
---风速，m/s，取20.6m/s；
---受风面积，m²，按顶风计算；
---受风面积的形状系数。此处取值1.5.
表2.3.2 系数取值
表2.3.3拖航阻力计算
根据顺兴拖38拖轮的基本数据（37.25×8.6×4.45，吃水3.5m），同理可求得5节时全阻力为：f=41KN。所以，要使拖航船组的航行速度在无流情况下达到5节，所需拖力：F=115.41KN。
考虑到横风横流及拖轮拖缆俯角相对过大会损失部分拖力，当拖缆长度大于被拖物吊拖缆绳连接点到水面高度的4倍以上，则有效牵引力为拖轮的98%；拖轮的有效输出功率约为系柱拖力的75%，故拖轮马力应不少于800HP。
长大28因为船体尺寸过小、吃水深度过浅，拖带过程易受风浪影响，且油箱容量较小更无船舱，故不适合远距离拖带作业。
K33海域低潮时水深约为4m，顺兴拖38、长大23、长大22三艘拖轮因为吃水深度问题易造成搁浅。其中长大22为全回转拖轮，可原地实现360°旋转，但其双螺旋桨均下置于船体下部，增加了吃水深度，拖带时尤需谨慎。
另长大16搅拌船装料后排水量和吃水深度均较大，對拖轮马力要求较高，相关计算如下：
表2.3.5长大16基本船舶数据
航速从2-5节时，各阻力数据如下表所示。
表2.3.6拖航阻力计算
同理，顺兴拖38拖轮的基本数据（37.25×8.6×4.45，吃水3.5m），同理可求得航速5节时全阻力为：f=41KN。所以，要使拖航船组的航行速度在无流情况下达到5节，所需拖力：F=387.881KN。
考虑各种因素导致的马力损失，当拖航船组以每小时5节拖航时，拖轮马力应不少于1600HP，另由于船体尺寸较大且甲板上料仓阻挡视线，内河弯道较多，拖航时宜配置200HP小拖轮傍拖以控制方向。
2.3.2、拖航流程
图2.3.9拖航流程图
三、船机管理
船机管理可分为船舶管理和船员管理两个方面。
管理思路：
3.1船舶管理
3.1.1船上物资管理
船上物资管理可分为日用物资管理及燃油淡水管理。
对于日用物资，出台规定明确其物资需用计划主体、流程及计划审批时间。
1）、各船船长根据实际需用情况，按《物资需用计划表》具体要求填报计划后，交由船机部审批，再交物资部查核库存，并经项目部主管领导、项目部领导审批后交采购部执行。
2）、船用物资、劳保用品、日常用品等需用计划由各船船长报船机部审批后由综合部或物资部负责落实。
对于燃油淡水，由于其补给受工程量影响，因而计划难以准确做出，特采取以下措施用于控制和规范。
1）、各船船长每3天必须把其船上燃油及淡水余量以短信形式发送到船机部，船机部将依此建立各船舶燃油淡水台账，以适时监控，一方面控制其消耗量，一方面可实时调控，避免出现因特殊情况（如风浪过大等）无法加油影响生产进度现象。
2）、以“长大33”、“长大39”两艘船作为柴油的项目部油站，其它船只从此处加油。两艘船的船长均兼任该船的“油、水保管员”及“发料员”；物资部、船机部、平台施工员作为油水的管理部门，对验收、保管、发放的整个流程应随时保持监督。
3）、每次供应商加油船、淡水供给船对储存点进行供应补给时，均需物资部/综合部、船机部、“油、水保管员”共同进行验收。作为储存点的两艘船上均应备有标准桶、流量计，作为对供应商加油船流量表的校表。如发现供应商加油船的流量表有异样，按双方签订的合同条款要求进行处理。
4）、其它设备、船只每次加油、淡水前均需电话告知船机部，待船机部审批并告知“油、水保管员”加油数量后方可进行加油。每次加油后，“油、水保管员”、被加油船或设备的船长/机长均需在“油料领用卡”上签名确认。油料领用卡每个星期一交物资部存档。
3.1.2船员管理
针对船员管理，项目出台了下列规定。
1）、编制各船舶作业人员表格并随时更新人员动态（外租船舶），让人员流动处于受控状态。完善第一、二负责人联系方式，保证信息沟通顺畅。
2）、坚持每月召开座谈会，切实了解各船舶意见及各船长及船员表现。当然，座谈会可考虑以不同形式来进行，保证和谐气氛，让所有人畅所欲言，以利于收获更多意见。
3）、对所有船长和船员实现月度考勤制度，做到赏罚分明有据。其中各船员的考勤由船长和大副及轮机长来完成，船长和大副及轮机长考勤由船机部参考工程部意见来完成。