冀东油田人工岛设计关键技术*

近年来冀东油田为满足滩海油藏勘探开发需要,成功建造了一系列海上人工岛.工程海域属粉砂质海岸,浅滩、深槽、沙脊交错分布,海域地形条件复杂.工程处于外海且无掩护,风浪流较大,冬季受冰冻影响且冰荷载大.滩海油藏勘探开发用人工岛,安全环保要求苛刻.这对人工岛的设计提出了较高的要求.对冀东油田人工岛设计关键技术进行总结分析,包括人工岛功能、选址、平面布置、建设标准、保滩护底措施、围堤结构、岛域吹填及地基处理、对外交通码头等人工岛设计所涉及的主要方面,可供同类工程参考.     

滩海工程环境因子与人工岛工程相互作用初探

综合国内外人工岛现状和相关研究,初步探讨分析了滩海工程环境因子与滩海工程的相互作用,结果提出了与滩海构筑物相互作用的关键环境因素为风浪、强潮流、海冰、海底地质灾害4个因子,并最终以泥沙迁移和海床失稳两种方式与构筑物相互影响。     

滩海油田人工岛应急供电系统的设计

根据有关标准规范要求,结合滩海石油工程设计实践,探讨了滩海油田人工岛应急供电系统的设备选型、布置、供电范围、供电时间及电缆敷设等内容.     

基于遗传算法的滩海路堤堤高优化设计研究

滩海路是为了开发丰富的滩海石油资源而修筑的联系陆地与人工岛的纽带.浅海滩涂地带受潮汐影响,水陆界伸缩很大,这就造成了滩海路建设具有费用高、风险大、工期长、维修费用高的特点.堤高是影响滩海路堤工程建设总费用的关键因素,其合理确定对于保证滩海路通行天数、降低工程建设总费用是至关重要的.基于遗传算法,结合全寿命周期成本理论,建立了滩海路堤堤高多目标优化设计模型,并对渤海海域某工程地的滩海路堤进行优化设计,同原设计比较表明:利用该方法具有优越性,可以节省工程建设资金.     

基于遗传算法的滩海路路面结构优化设计研究

滩海路是为了开发丰富的滩海石油资源而修筑的联系陆地与人工岛的纽带。浅海滩涂地带受潮汐影响，水陆界伸缩很大，这就造成了滩海路建设具有费用高、风险大、工期长、维修费用高的特点。近年来，滩海路出现了漫水路的结构型式，其路堤高程较低，路面允许潮水淹没和通过，潮水过后可恢复通车使用。路面结构是构成滩海路堤工程建设总费用的重要部分，其合理确定对于降低工程建设总费用、确保工程建设质量都是至关重要的。文章以遗传算法作为基本数学工具，结合全寿命周期成本理论，建立了滩海路路面结构优化设计模型，并对渤海海域某工程地的滩海路路面进行优化设计，同原设计比较表明：利用该方法具有优越性，可以节省工程建设资金。     

高桩码头结构安全监测预警模型及工程应用*

高桩码头结构在服役期内会出现不同程度的损伤,导致码头结构安全性降低。为保证码头长期安全运行,可通过实时监测确定码头运行状态并及时预警。提出一种高桩码头结构安全监测预警模型,采用不同结构状态的设计控制值作为不同级别的预警阈值,每级预警阈值对应不同的风险程度,针对不同级别的预警提出相应处置措施。将该预警模型应用于南京港某高桩码头的安全监测,对可变荷载作用下码头结构位移和桩基应变进行实时监测,并计算设置码头结构位移和桩基应变三级安全预警阈值。结果表明,码头安全预警阈值的设置及安全告警的应对措施科学有效,实现了码头结构全工况整体技术状态评估和安全预警。     

珠澳口岸人工岛填海工程护岸设计方案

由于目前国内还没有专门的关于人工岛建设的设计标准,结合珠澳口岸人工岛填海工程,探讨人工岛护岸设计方案。通过对人工岛护岸结构安全等级的划分、设计潮位水位、设计波浪重现期、分工况的护岸越浪量控制标准的分析、选定,最终确定合理的设计方案,并结合项目的具体条件和要求,在结构安全的前提下,坡面设计中使用充填生态袋,喷播种植具有良好耐盐性的植物,打造人工岛绿色生态护岸和优美景色。     

跨海高差传递方法在深中通道离岸人工岛地基沉降监测中的应用

离岸人工岛施工监测控制网的建立可以借助于海上测量平台。针对海中刚性结构的测量平台易受温度、湿度、气压、风力、潮汐等外界因素影响,从而影响监测控制网精度的问题,对其进行专项研究。基于深中通道西人工岛工程监测项目,通过合理控制技术指标,设计一种跨海高差传递方法,经过精度分析验证了该方法的可行性,可建立满足二等技术要求的施工监测控制网,并给出提高精度的相应措施,为离岸人工岛施工监测提供借鉴。     

人工岛建设对周围水域潮流场影响研究

在琼州海峡这样一个水动力环境相当复杂的区域建设人工岛,不仅要考虑人工岛本身的稳定性问题,还要深入 地认识人工岛建设引起的周围水域流场变化以及泥沙冲淤变化。为了深入研究工程建设的影响,基于潮流泥沙整体物理模 型试验研究了海口如意岛人工岛工程周围水域工程前后的潮流场变化,得出了人工岛工程的影响范围和强度,同时对工程 海域泥沙冲淤变化情况进行了分析和预测,得出了人工岛工程的建设仅对工程区域附近水域有一定影响的结论。     

双鱼岛陆域高程确定的要素分析

双鱼岛作为离岸式城市综合开发类人工岛,岛上陆域高程是一个独立的系统,陆域高程的确定关系到规划、安全、护岸、景观、土方量和造价、防洪排涝、亲水性等。对人工岛填海造地期和使用期高程确定的主要因素进行论述,并整体介绍双鱼岛高程的变化趋势,对不同部位的高程确定进行分析,同时对工程安全性与景观的平衡、高程与上部规划的关系、高程与土方量及最优造价进行研究。研究成果可供类似工程的高程确定提供思路及参考。     

港珠澳大桥西人工岛钢圆筒及岛内回填砂成岛技术

港珠澳大桥西人工岛钢圆筒及副格围护结构振沉完成后，为确保其整体稳定性，采用定点、接力、分层抛填的方案对钢圆筒及副格内回填砂施工，有效控制了钢圆筒围护结构在回填砂施工期间的结构稳定性，防止了不利工况的出现。人工岛围闭前，采取设置龙口直接抛填以及泵送等方式进行水下回填；人工岛围闭后，采取水上抛填加陆上倒运的方案快速实现了人工岛陆域形成，为外海人工岛快速成岛积累了经验。     

长江中下游中洪水期施工质量与安全控制措施

因三峡水利枢纽的运行,在中洪水期进行长江中下游航道整治建设已不可避免。研究实现长江中下游中洪水位施工质量和安全的有效控制。采取如下方法——建立健全质量监控体系,注重施工过程监控,重点防范质量通病,落实安全监管责任,实行本质安全新工艺和方法,加强中洪水期施工从业人员的安全劳动防护,控制中洪水期施工重点危险源,可有效保障中洪水位长江航道整治施工质量和安全。     

半潜式起重平台拆解作业安全监测系统研究

半潜式起重平台是海上导管架平台退役拆解的主要装备。本文以半潜式起重平台拆解作业安全为对象,研发了一种监测系统。针对其拆解作业过程中的各类风险,开展了监测系统设计需求分析并制定了整体方案；选择适用的传感器进行合理布置,实现了数据的采集与传输。研究了安全评估指标分级划分,建立了以三级报警机制为框架的安全评估体系；监测软件包括户权限管理、数据分析、数据查询、安全报警、监测日报等五大功能模块,实现了安全风险的实时监测和自动报警,可对半潜式起重平台拆解作业进行安全监测。     

四面六边透水框架群抛施工工艺

针对混凝土四面六边体透水框架人工抛投存在的抛投不均、安全风险大等问题，结合长江中游荆江河道航道整治工程实例，对四面六边透水框架投抛施工工艺进行研究，设计了专用抛投吊架。施工采取群抛技术，更加有力地控制了透水框架的落水点，定位精准、抛投均匀，同时避免了传统施工中出现的人员或甲板作业，大大降低了施工过程中的安全隐患。     

排水固结法加固软土地基的监测控制

对于软土地基常采用排水固结法进行加固,为了控制施工安全和质量,需要根据监测数据指导施工速率。通过工程实例验证表明,在监测数据超过规范安全标准的情况下,应该根据实际工况进行综合分析,严密监测,仍然可以保证施工过程中的地基稳定和地基加固的质量。     

中高水头大型三角闸门实时在线监测技术

针对中高水头三角闸门在运行过程中受力和振动带来的安全性问题,依托引江济汉通航工程龙州垸船闸的三角闸门,采用有限元分析软件ANSYS对其静力特性进行研究,在相应受力最大的位置布置实时在线监测点,利用实时在线监测技术对三角闸门设备性能、运行特性和健康状态实施全过程跟踪和研究。结果表明:对三角闸门主要构件的工作应力、动态特性等开展实时在线监测,是解决闸门结构变形、磨损、振动、缺陷扩展等问题的有效手段,对提高闸门运行安全、保证其功能的正常发挥十分重要。     

Time series prediction based on LSTM neural network for top tension response of umbilical cables

The umbilical cable is an essential component of offshore oil and gas extraction systems. The severe marine environment poses a high challenge to the safety of the umbilical cable structure during operation. The analysis of an umbilical cable requires complex and resource-demanding finite element time-domain simulations to obtain their nonlinear dynamic response. Therefore, in order to solve the problem of structural safety monitoring and real-time assessment of remaining life of umbilical cables under extreme sea states, there is a great need to predict the dynamic response of umbilical cables quickly and accurately during operation, for ease of making fast decisions for system operation and maintenance before the arrival of extreme sea states. Given the strong nonlinear function-approximation ability of the neural network, this study proposes an efficient method for the prediction of the time series of umbilical cable top tension response based on LSTM (long short-term memory) neural network. We use LSTM neural network and ARIMA (autoregressive integrated moving average) model in a real engineering case for time series prediction of the top tension response of the umbilical cable, and the results of the two models are analyzed and compared, and the efficiency and accuracy of the LSTM neural network model are verified. Furthermore, the hyperparameter, dataset and generalization ability of LSTM model are discussed. The results indicate that feasibility of the tension response prediction of umbilical cables under dynamic load in complex marine environments.     

三峡船闸智能自动化运行方式的可行性研究

目前三峡船闸南北两线运行方式为集控半自动运行方式,人为因素在船闸运行安全中占比较高。为了规避人为因素在船闸运行中带来的风险,提高船闸的可靠性和安全性,研究连续多级船闸的智能自动化运行方法。船闸智能化自动运行系统主要由3个部分组成,包括船方确认、船闸闸室自动监测和集控监测。对船闸智能化运行方式实施方法和3个部分的选择进行探讨。     

单侧边载作用下黏土中单桩负摩阻力特性模型试验研究

桩基础边载作用会在桩周产生负摩阻力,进而危及软土地区高桩码头、人工岛、路基等工程的安全。通过开展黏土中单侧堆载作用下单桩室内模型试验,测定桩身应变、桩顶沉降和水平位移,研究边载作用距离和桩型对桩身轴力及弯矩的影响,探讨桩身负摩阻力、桩顶沉降和水平位移在黏土固结过程中的时间效应。结果表明:边载作用距离对桩身最大轴力和最大弯矩有较大影响;翼板桩会增加桩身最大轴力和最大弯矩;负摩阻力和有效应力系数随时间增长且增速趋缓;增加边载作用距离和添加翼板都会提升桩身中性点位置,在这两组试验中均提升了8.33%。