摘" " 要：冊鎮(zhèn)海底管道變形修復(fù)整治工程關(guān)系到長江中下游地區(qū)的經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境安全，對國家能源安全和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。在苛刻的項(xiàng)目施工條件下，通過創(chuàng)新優(yōu)化管理模式與保障機(jī)制，科學(xué)調(diào)配管理資源，運(yùn)用工作分解結(jié)構(gòu)法（WBS）進(jìn)行全生命周期成本管理，發(fā)揮黨建引領(lǐng)作用，實(shí)現(xiàn)了工期、質(zhì)量、安全、環(huán)保、成本、效益的全面受控。通過開展H型后挖溝技術(shù)、高壓水射流自動(dòng)切割清除技術(shù)以及海底管道變形自動(dòng)精準(zhǔn)測量等技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主開發(fā)、關(guān)鍵裝備升級與國產(chǎn)化。以技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)高質(zhì)量工程施工，裝備、工藝創(chuàng)新全面支撐工程施工自動(dòng)化、數(shù)字化。通過綜述項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，梳理管理與技術(shù)成果，為今后海洋油氣管道維搶修項(xiàng)目施工提供參考與指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：海底管道修復(fù)；管理創(chuàng)新；技術(shù)創(chuàng)新；工作分解結(jié)構(gòu)

Management and technical innovation analysis of Cezhen Submarine Pipeline Deformation Repair Project

NI Xingyu1， SHEN Xihai2， CUI Wenqin3， WANG Kekuan2， SUN Xinyan2

1. CNPC Offshore Engineering Company， Ltd.， Beijing 100028， China

2. Research Company of Engineering Technology CNPC， Tianjin 300451， China

3. Tianjin Branch of CPOE Co.， Ltd.， Tianjin 300451， China

Abstract：The deformation repair and remediation project of the underwater pipeline in Cezhen matters to the economic and ecological security of the middle and lower reaches of the Yangtze River， and is of great significance to national energy security and regional economic development. Under harsh construction conditions， by exploring new and better management models and guarantee mechanisms， scientifically allocating management resources， and using the Work Breakdown Structure （WBS） method， full lifecycle cost management has been carried out， with the leading role of party building played， achieving comprehensive control of project schedule， quality， safety， environmental protection， cost， and benefits. By conducting research on technologies such as H-shaped post trenching， high-pressure water jet automatic cutting and cleaning， and precise measurement of underwater pipeline deformation， we aim to achieve independent development of key core technologies， upgrading and localization of key equipment. With technical innovation-driven high-quality engineering construction， equipment and process innovation will fully underpin construction based on the use of automation and digital technologies. Summarizing project operation experience， and sorting out management and technical achievements， provide reference and guidance for future construction of offshore oil and gas pipeline maintenance and repair work.

Keywords：subsea pipeline repair; management innovation; technical innovation; work breakdown structure

冊鎮(zhèn)海底管道（舟山冊子島至寧波鎮(zhèn)海）位于杭州灣海域，是長江中下游煉廠原油供給的咽喉要道，戰(zhàn)略地位極其重要。管道位于主航道區(qū)域，全長36.3 km，沿線水深0～22 m，屬于單層管常溫原油管道。2017年12月管道全線檢測中發(fā)現(xiàn)兩處嚴(yán)重的變形缺陷，一旦發(fā)生原油泄漏，不僅會(huì)影響下游煉廠的原油供應(yīng)，還會(huì)導(dǎo)致重大環(huán)境污染，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響[1]。因此，對冊鎮(zhèn)海底變形管道進(jìn)行修復(fù)整治，消除安全隱患，具有重要的經(jīng)濟(jì)及戰(zhàn)略意義。冊鎮(zhèn)海底管道變形修復(fù)整治采用固定管卡方式永久修復(fù)，工程作業(yè)內(nèi)容主要包括管道開挖、變形缺陷測量、管卡安裝等。

杭州灣海域?yàn)槭澜缛髢措U(xiǎn)海域之一，海況復(fù)雜，零可見度，水下施工窗口期僅為每年的4月至7月，每日潛水作業(yè)時(shí)間僅約4 h，作業(yè)條件苛刻；同時(shí)海底管道的變形既有軸向彎曲又有空間偏轉(zhuǎn)，修復(fù)治理技術(shù)要求高，可借鑒經(jīng)驗(yàn)極少。因此，管道修復(fù)整治項(xiàng)目受到“作業(yè)窗口窄、全年海況惡劣、施工風(fēng)險(xiǎn)大、新冠疫情”等多重挑戰(zhàn)。冊鎮(zhèn)海管的重要性、變形缺陷修復(fù)的迫切性、施工的艱難性，推動(dòng)了修復(fù)整治項(xiàng)目管理的創(chuàng)新實(shí)踐，項(xiàng)目組不斷創(chuàng)新海工項(xiàng)目管理模式和核心技術(shù)，構(gòu)建“聯(lián)合項(xiàng)目部+管卡采購項(xiàng)目部”的頭部管理模式，形成集管道變形測量、工裝設(shè)計(jì)、管卡采購、海上安裝為一體的項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，通過以技術(shù)創(chuàng)新為引導(dǎo)和塑造高質(zhì)量發(fā)展新優(yōu)勢為契機(jī)，推廣海管挖溝技術(shù)、測量技術(shù)及應(yīng)急修復(fù)技術(shù)，深化科技創(chuàng)新體制機(jī)制改革，打造原創(chuàng)技術(shù)“策源地”，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1" " 管理創(chuàng)新

我國海洋經(jīng)濟(jì)是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)要素，海洋經(jīng)濟(jì)的增長動(dòng)力已由要素及投資驅(qū)動(dòng)逐步轉(zhuǎn)向管理及技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。大型工程項(xiàng)目管理創(chuàng)新，既是高質(zhì)量推進(jìn)工程施工各項(xiàng)工作的全局性與基礎(chǔ)性保障，也是驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新型生產(chǎn)力[2]。海底管道搶維修工程具有急、險(xiǎn)、難等固有特點(diǎn)，對項(xiàng)目管理、技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)急處置等能力提出更高要求，面對苛刻的作業(yè)條件和重重挑戰(zhàn)，必須大力進(jìn)行管理創(chuàng)新，形成行之有效的管理與保障機(jī)制[3]。

1.1" " 項(xiàng)目運(yùn)行管理模式與保障機(jī)制

相較于傳統(tǒng)的陸地工程項(xiàng)目，海洋工程項(xiàng)目施工受水文、氣象等條件限制，施工窗口受限，施工風(fēng)險(xiǎn)高，造就海上安裝工程需“短、平、快”完成的特點(diǎn)[4]。資源專業(yè)化、技術(shù)精尖化、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化的“三化”成為保障安全、質(zhì)量的唯一手段，對施工裝備、隊(duì)伍素質(zhì)、技術(shù)先進(jìn)性、安全環(huán)境管理等方面都提出更高的要求。并且項(xiàng)目工區(qū)遠(yuǎn)離陸地，基礎(chǔ)支持困難，遇突發(fā)事件難以處理。海上施工涉及多方協(xié)作，前后工序邏輯關(guān)系縝密，對工期敏感度高[5]。多方面原因使得海上施工項(xiàng)目更加難以控制，成本超支、工期延誤風(fēng)險(xiǎn)高。探索管理新路徑，改進(jìn)管理模式、方法及手段，是控制各類風(fēng)險(xiǎn)隱患，保障項(xiàng)目順利施工的必由之路[6]。

1.1.1" " 科學(xué)調(diào)配管理資源

加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，優(yōu)化要素保障，相繼成立冊鎮(zhèn)海底管道變形修復(fù)整治項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組、冊鎮(zhèn)海底管道變形修復(fù)整治項(xiàng)目部、冊鎮(zhèn)海底管道專家組，形成決策、管理、安裝、技術(shù)保障的全方位組織架構(gòu)，各部門、各機(jī)構(gòu)通力合作，統(tǒng)籌謀劃，協(xié)調(diào)推進(jìn)。同時(shí)，抽調(diào)精干力量，配強(qiáng)管理團(tuán)隊(duì)，配齊儀器裝備，動(dòng)用船舶10余艘，共10余個(gè)專業(yè)服務(wù)團(tuán)隊(duì)、300余名人員參與現(xiàn)場作業(yè)，為工程施工各項(xiàng)工作穩(wěn)步推進(jìn)提供了堅(jiān)強(qiáng)組織保障[7]。

1.1.2" " 創(chuàng)新組織管理模式

采用“管卡采購項(xiàng)目部+聯(lián)合施工項(xiàng)目部”管理模式。按照“分段實(shí)施、各自推進(jìn)”的原則，成立管卡采購項(xiàng)目部和管道修復(fù)施工項(xiàng)目部兩個(gè)項(xiàng)目部，管卡采購項(xiàng)目部克服疫情困難，采取雙通道采購、業(yè)主參與、CIF交付等多重舉措確保管卡如期到位。

創(chuàng)新項(xiàng)目管理機(jī)制，與業(yè)主成立聯(lián)合施工項(xiàng)目部，實(shí)現(xiàn)下沉式管理。項(xiàng)目管理流程見圖1，聯(lián)合項(xiàng)目部雙方主管領(lǐng)導(dǎo)和各級管理人員下沉到一線，從項(xiàng)目開工前的施工方案評審，到管卡采購、安裝架建造、潛水員訓(xùn)練及項(xiàng)目實(shí)施全過程參與領(lǐng)導(dǎo)指揮，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。在項(xiàng)目管理過程中，創(chuàng)新精簡項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)，扁平化管理，減少管理層級和人員，縮短管理鏈條，提高管理效率，降低管理成本，協(xié)調(diào)管理人員在各自專業(yè)部門間協(xié)同作戰(zhàn)，為項(xiàng)目順利實(shí)施保駕護(hù)航。

1.2" " 工作分解結(jié)構(gòu)法（WBS）的創(chuàng)新應(yīng)用

工作分解結(jié)構(gòu)法（WBS）作為一種有效的海上油氣開發(fā)工程建設(shè)項(xiàng)目管理方法，在冊鎮(zhèn)海底管道修復(fù)治理項(xiàng)目中得到了有效應(yīng)用。該方法貫穿于冊鎮(zhèn)項(xiàng)目成本管理的全生命過程[8]，作為項(xiàng)目進(jìn)度管理跟蹤與成本管理控制的主要結(jié)構(gòu)，在WBS設(shè)計(jì)上根據(jù)項(xiàng)目的具體情況，綜合考慮從項(xiàng)目立項(xiàng)、預(yù)算編制、計(jì)劃執(zhí)行、成本管理及進(jìn)度跟蹤、項(xiàng)目后評估等各個(gè)環(huán)節(jié)的需要，同時(shí)充分體現(xiàn)了冊鎮(zhèn)項(xiàng)目的技術(shù)成果特點(diǎn)。為有效節(jié)約成本，擴(kuò)大受益，保障項(xiàng)目順利運(yùn)行，提高項(xiàng)目執(zhí)行效率，在工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）的設(shè)計(jì)中，更多的關(guān)鍵影響因素也被納入考慮范圍，包括立項(xiàng)批文作為標(biāo)準(zhǔn)界定項(xiàng)目的施工內(nèi)容，符合項(xiàng)目執(zhí)行過程中進(jìn)度跟蹤的需要，符合項(xiàng)目預(yù)算編制、下達(dá)、管控的管理結(jié)構(gòu)，符合項(xiàng)目成本核算的管理要求等因素[9]。

1.3" " 黨建工作的組織保障

項(xiàng)目管理的蓬勃生命力，在于把黨的建設(shè)融入工程管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，為工程管理注入持續(xù)強(qiáng)大的創(chuàng)新動(dòng)力、創(chuàng)新活力及創(chuàng)新實(shí)力。冊鎮(zhèn)海底管道變形修復(fù)整治項(xiàng)目工程建設(shè)過程中，通過創(chuàng)新管理模式，充分發(fā)揮黨建工作對工程建設(shè)的引領(lǐng)推動(dòng)作用，將支部建在施工船舶上，始終堅(jiān)持黨的建設(shè)與工程施工同頻共振。支部聯(lián)合共建，成立了工程施工甲乙方協(xié)同聯(lián)動(dòng)、一體化管理的聯(lián)合黨支部，為進(jìn)一步加強(qiáng)黨支部組織建設(shè)，更好地立足項(xiàng)目特色，聯(lián)合項(xiàng)目部組織支部共建活動(dòng)，切實(shí)做到相互指導(dǎo)、相互幫助，將黨建與項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合，在促進(jìn)黨建工作順利開展的同時(shí)，推進(jìn)冊鎮(zhèn)海底管道修復(fù)項(xiàng)目各項(xiàng)工作協(xié)同開展，凝聚形成攻堅(jiān)克難的強(qiáng)大合力，為高質(zhì)量推進(jìn)工程建設(shè)提供了強(qiáng)大精神動(dòng)力。

2" " 技術(shù)創(chuàng)新

2.1" " 智能化施工

在廣泛深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新提出海上安裝智能化施工理念，重點(diǎn)在H型超深后挖溝、超高壓破拆等先進(jìn)海工裝備，以及在水下高精度定位、超高精度水下測量、海底管道在位監(jiān)測技術(shù)等關(guān)鍵領(lǐng)域取得創(chuàng)新性突破[10]，為冊鎮(zhèn)海底管道變形修復(fù)整治項(xiàng)目提供了全面先進(jìn)的技術(shù)支撐。

2.1.1" " H型后挖溝技術(shù)

項(xiàng)目作業(yè)基坑開挖最深達(dá)9.5 m，管道變形點(diǎn)所在的西堠門水道為自然沖刷航道，地質(zhì)較堅(jiān)硬，增加了作業(yè)基坑的開挖難度，常規(guī)的溝形設(shè)計(jì)及回淤處理措施無法滿足深挖溝需求。項(xiàng)目技術(shù)人員突破以往工程經(jīng)驗(yàn)，從土壤類別、施工環(huán)境、挖溝要求三方面進(jìn)行開挖方案對比，確定采用H型后挖溝方法，并對其作業(yè)能力進(jìn)行了適應(yīng)性升級、智能化改進(jìn)，挖溝過程中做到“溝深準(zhǔn)確、過程監(jiān)控、自動(dòng)平整”。保證了作業(yè)基坑的開挖質(zhì)量和效率，比計(jì)劃開挖工期提前3 d完工。

按照變形點(diǎn)管卡安裝開挖設(shè)計(jì)方案，將作業(yè)基坑吹挖分為三個(gè)階段：一階段，清除變形點(diǎn)周邊管頂上部大部分泥土；二階段，清除變形點(diǎn)管道兩側(cè)及管頂泥土；三階段，臨時(shí)支護(hù)坑吹挖和支護(hù)坑間管底吹挖，從而形成作業(yè)基坑。作業(yè)基坑吹挖如圖2所示。

首先，挖溝機(jī)利用導(dǎo)向腿的中壓射水對海床、管道周圍的泥土進(jìn)行切割、分塊；然后，由軸流泵產(chǎn)生的大流量定向噴沖水流對海床及管道周邊泥土進(jìn)行沖刷，土壤液化后隨噴沖水流沖出溝外。項(xiàng)目采用臺(tái)階法分階段開挖方式，通過挖溝機(jī)的定向吹挖，將管道周邊泥土清除，從而形成作業(yè)基坑。作業(yè)基坑開挖尺寸如表1所示。

2.1.2" " 高壓水射流自動(dòng)切割清除技術(shù)

在國內(nèi)外尚無復(fù)雜海域水下貝爾佐納清除案例可參考的條件下，基于高壓水射流在位切割海底管道混凝土配重層技術(shù)，本項(xiàng)目技術(shù)人員通過計(jì)算出口壓力、設(shè)計(jì)噴嘴形式、試驗(yàn)噴射距離，設(shè)計(jì)研發(fā)了一套可用于海水低能見度、海流速度大等苛刻工況下高壓水射流清除貝爾佐納涂層、混凝土配重層、外防腐層的多功能裝備。該裝備作業(yè)示意如圖3所示，由高壓泵機(jī)組、液壓控制站和水下設(shè)備三部分組成。施工作業(yè)時(shí)水下設(shè)備對管道形成半包圍狀，噴頭夾具可繞海底管道圓周旋轉(zhuǎn)，也可沿海底管道軸向移動(dòng)，切割清理海底管道配重層等涂層時(shí)由水上液壓控制站控制壓力。

水中淹沒環(huán)境對高壓水射流的衰減效果十分明顯，噴射壓力、噴射距離、海流速度等對切割清除效果均有較大影響，與空氣中的高壓水射流清除技術(shù)相比，水下切割清除需提高16%～35%的射流壓力才能做到有效清除，水下作業(yè)噴頭最大噴射壓力達(dá)170 MPa。

2.1.3" " 管道變形自動(dòng)精準(zhǔn)測量技術(shù)

管道變形段精準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)管卡設(shè)計(jì)、制作、安裝的前提，目前世界上僅有少數(shù)發(fā)達(dá)國家掌握精準(zhǔn)的海底管道變形測量技術(shù)。項(xiàng)目創(chuàng)新采用水下三維打點(diǎn)式與超聲測量相結(jié)合的自動(dòng)精準(zhǔn)測量技術(shù)，測量裝置攜帶兩種傳感器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)和手搖輪兩種驅(qū)動(dòng)方式并行共用，電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用水上控制，以克服各種潮汐狀態(tài)對測量結(jié)果的影響，測量原理如圖4所示。

傳動(dòng)方式采用水下同步帶傳動(dòng)，增加機(jī)構(gòu)的整體傳動(dòng)柔性，防止機(jī)構(gòu)卡頓損壞測量系統(tǒng)；采用專用水密電纜及接頭，增加水下電纜、接頭、傳感器的可靠性。

測量過程全自動(dòng)運(yùn)行，無需潛水員入水操作，兩種測量傳感器結(jié)果互相印證，確保測量結(jié)果準(zhǔn)確，誤差小于1 mm，此技術(shù)也豐富了國內(nèi)特殊海域管道水下精準(zhǔn)測量的技術(shù)儲(chǔ)備。

2.2" " 關(guān)鍵裝備及軟件國產(chǎn)化

根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)需求，施工企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、制造廠商等協(xié)同攻關(guān)，進(jìn)一步研制出水下干式艙及激光測量軟件，自主開發(fā)了海底管道水下測量系統(tǒng)、超聲測量系統(tǒng)、變形重構(gòu)系統(tǒng)，同時(shí)，水下3D可視化掃測系統(tǒng)等核心軟硬件產(chǎn)品、維修管卡、H型后挖溝機(jī)、水下破拆裝備等關(guān)鍵設(shè)備全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，并全面應(yīng)用于冊鎮(zhèn)海底管道修復(fù)項(xiàng)目施工。由此降低了對國外產(chǎn)品的技術(shù)依賴，大幅縮減了采購成本及周期，帶動(dòng)了國內(nèi)相關(guān)海工技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)國內(nèi)海底管道維搶修產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力的提升。

3" " 結(jié)束語

冊鎮(zhèn)海底管道變形修復(fù)隱患治理項(xiàng)目的成功實(shí)施，解決了在苛刻施工條件下大畸變管道缺陷管卡修復(fù)的難題，切實(shí)履行保障國家能源安全的重大責(zé)任，有效保障了長江中下游地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和民生。項(xiàng)目探索管理新模式，采用聯(lián)合施工項(xiàng)目部管理模式，創(chuàng)新應(yīng)用工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）進(jìn)行成本管理，依托黨建工作進(jìn)行組織保障，統(tǒng)籌項(xiàng)目資源配置，實(shí)現(xiàn)資源利用最優(yōu)化，項(xiàng)目多級工序并行效率最大化，豐富了國內(nèi)特殊海域重型結(jié)構(gòu)管卡安裝項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備。創(chuàng)新海底管道維修施工技術(shù)裝備，在H型后挖溝、高壓水射流自動(dòng)切割清除以及海底管道變形自動(dòng)精準(zhǔn)測量等技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，自主開發(fā)施工裝備，保障工程施工，為海底管道缺陷永久性修復(fù)提供了全新的解決方案，可為今后國內(nèi)外相關(guān)搶維修工程提供有益借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]" 崔琬婷，丁銀山，段瑞彬，等. 冊鎮(zhèn)海底管道變形缺陷修復(fù)技術(shù)研究[J]. 石油工程建設(shè)，2022，48（6）：70-73.

[2]" 陳華.海洋工程項(xiàng)目管理中的風(fēng)險(xiǎn)分析研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020，40（19）：61-63.

[3]" 馬紅旗，宋青武，朱時(shí)征，等. 海洋工程項(xiàng)目管理研究與分析論[J]. 石油和化工設(shè)備，2022，25（12）：194-195.

[4]" CHENG W Z，WANG J H，WANG X L，et al. Present conditions of China′s intelligent pipelines construction and key technologies[J]. Oil Forum，2018，37（3）：34-40.

[5]" CHEN P C，F(xiàn)ENG W X，YAN B C. Exploration and practice of life cycle integrity management of oil and gas pipeline[J]. Oil amp; Gas Storage and Transportation，2020，39（1）：40-47.

[6]" ZHANG H F，CAI Y J，LI B S，et al. Key technologies of equipment condition monitoring at the station of intelligent pipeline[J]. Oil amp; Gas Storage and Transportation，2018，37（8）：841-849.

[7]" 姜昌亮.中俄東線天然氣管道工程管理與技術(shù)創(chuàng)新[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2020，39（2）：121-129.

[8]" 王姍姍. 論油氣工程項(xiàng)目中WBS的多維分解[J].企業(yè)改革與管理，2014（8）：5-6.

[9]" 尚潔，滕建紅，蔣喆. WBS在海上油氣工程項(xiàng)目控制管理中的應(yīng)用[J]. 管理觀察，2014（27）：102-104.

[10] 王立領(lǐng)，曹國民，丁銀山，等. 于管卡修復(fù)方案下的海底管道變形精準(zhǔn)測量技術(shù)施工應(yīng)用[J]. 石油工程建設(shè)，2023，49（1）：8-12.

作者簡介：

倪行宇（1971—），男，安徽懷寧人，高級工程師，2008年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（北京）資源產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)專業(yè)，博士，主要從事規(guī)劃計(jì)劃與企業(yè)管理工作。Email：nixy.cpoe@cnpc.com.cn

收稿日期：2024-01-22