重力式码头沉箱出运安装施工工艺

【摘要】本文以山东省威海港航码头工程为例，对重力式码头工程沉箱出运及安装施工工艺进行了分析，可供同类工程施工技术人员参考。

【关键词】重力式码头；沉箱；出运；安装；施工

引文：随着我国城市化进程的不断加快厦力式码头沉箱所起到的作用越来越明显深入的对其进行研究，不仅能有效的满足我国当前水运市场船舶大型化的需求，同时还能很好的增强港口的市场竞争力，进而促进我国城市化进程的快速发展。-

一、沉箱的施工要点

在对沉箱进行预制时我们需要根据施工场地自身的条件，利用专业的预制场对其进行针对性的预制。例如对沉箱进行浇筑时，我们除了可以采用一次立模连续浇筑工艺之外还可以选用分段爬模、翻模预制等施工工艺我们只有根据具体的施工环境采取不同的施工工艺，能在减少资源消耗的同时增强沉箱的后期质量此外，我们在选择沉箱的堆放场地时濡要保持整个堆放地基的平整性最大限度的确保沉箱的质量安全。对沉箱进行浮运时我们还要综合分析施工场地的气候、潮汐、航道深度等因素并将沉箱进行严格的加封仓盖，以确保整个运输过程在绝对安全的环境下进行。在对沉箱进行填仓时，身为施工人员的我们还需要做到增加沉箱的重量减少其产生的位移角度。

二、工程概况

工程结构、规模：上海三航奔腾建设工程有限公司在山东省威海港航码头工程现场预制沉箱25个（约1200吨），估计于2010年8月15日到2010年10月30日进行出运、安装。沉箱采用滚动气囊从预制场地拉移上半潜驳船上。

三、施工方案

3.1总体方案

将预制好的沉箱在预制场地上用高压气囊顶起，抽出工字钢和底模，用垫块支垫，然后用高压气囊将沉箱顶起，通过卷扬机牵引将沉箱拉移上半潜驳甲板面上支垫，抽出气囊。

3.2施工工序

3.21施工前准备工作：本工程施工质量要求高，施工时间和质量对整个工程产生严重影响，因此，准备工作必须十分充足.

（1）人员保证：组建项目经理部，派遣具备相应经验的项目管理人员和施工队伍。

（2）技术保证：a.管理人员全面熟悉图纸、技术要求、质量要求和施工规范、验收标准；b.施工人员全面了解施工计划、施工方法。

（3）安全保证：a.对所有施工设备进行全面检查，使之保持安全适用状态；b.对所有的施工人员进行施工前的安全培训，确保工程顺利进行。

（4）对天气有充分的认识：该工程能否按时完工，天气及海况是一个重要因素，因此，船舶调遣要密切注意天气情况，并进行可靠的预报。

（5）场地布置：a.地牛设置：在出运通道上设置300KN地牛6个，500KN地牛3个，b.卷扬机的布置：在出运滑道两端的两个侧面各布置一个50KN卷扬机座，共计四个卷扬机座。分别将四台50KN卷扬机固定在卷扬机座上，二台用于牵引，二台用于溜尾；c.场地处理：沉箱搭建场地地面需要整平，保证气囊拉移滑道都基本处于一个平面内。

（6）索具准备：在工程开工前，应把沉箱的拉移索具、顶升工具准备好，索具明细见设备清单。我方于沉箱拉移前将所有索具、拉移气囊等材料进场准备好。

（7）清除沉箱底和滑道面上尖锐物：沉箱拉移上半潜驳前，需安排人员检查，并清除沉箱底和拉移滑道面上的尖锐物，以免刺破气囊。

（8）半潜驳甲板面拉力点准备：半潜驳进场前在甲板面相应位置布置二个300KN拉力点.

3.22沉箱顶升

（1）清理顶升槽：清理并检查顶升槽内有无尖锐物，应去除所有尖锐物品；

（2）穿入顶升气囊：塔吊或门吊协助穿入顶升气囊；

（3）顶升、支垫：8条高压（ф1.0mх12m）顶升气囊均匀充气顶升，将沉箱顶升至离地面高度40CM以上，塞入预先备好的垫块，塞垫块时应预留拉移气囊的空间，塞入垫块应能满足压力要求。

3.23做好拉移前的准备工作

（1）穿好拉移和留尾滑车组由我方穿引好两组拉移和两组留尾滑车组。

（2）牵引系统就位：卷扬机与定滑轮固定后，将动滑轮与沉箱卡挂好，收紧拉移和溜尾钢丝绳，保持沉箱处于受力状态，前后受力基本平衡。

（3）布置拉移气囊：根据沉箱拉移的气囊布置要求，调整拉移气囊的位置并充气，将沉箱底支撑物全部撤掉，调整气压至沉箱底离地面约40cm后，停止充气。

3.24第一阶段拉移

（1）做好拉移前的准备工作后，开始拉移沉箱。在拉移过程中，在沉箱前应按预先计算好的位置布置5条以上预备气囊。当沉箱前侧边沿位于气囊中间时，给气囊充气，可以在沉箱移动过程中进行充气，直到气压达到额定气压值。拉移过程中，使用甲方的塔吊将气囊从沉箱后部倒至前方摆放。在拉移过程中，前端和后端高度可能会发生变化，应注意观察并测量沉箱与地面间的高度，通过调整气囊气压保持沉箱基本水平。

（2）第一阶段拉移尽量将沉箱移到离码头前沿尽可能近的距离，距码头前沿约5米。第一阶段拉移到位后，在沉箱周边放置支敦，气囊适当放气，使气囊与支敦同时受力支承沉箱。沉箱落在支敦上后，将牵引滑轮组拆除，准备第二阶段拉移。

3.25沉箱拉移上半潜驳

（1）上船拉移前准备：a.确定上船时间：根据潮汐表和天气情况，确定上船时间。b.牵引系统就位：利用现有的卷扬机，将定滑轮固定在船上的拉力点上，并将钢丝绳与动滑轮组和沉箱上的拉环对接。

c.调整半潜驳船位：半潜驳靠岸后，利用船上拉力机精确调整驳船船位，使沉箱轴线与拉移轴线重合。d.铺过渡板：半潜驳就位后，铺过渡板，在轴线两边并排各布置8米过渡板。搭接板与船和码头的搭接处应用细砂垫平。e.气囊充气、撤支敦：驳船就位的同时应给气囊充气、撤出周边支敦。四、重力式码头沉箱出运安装施工的相关计算

4.1沉箱顶升和拉移气囊的选取

根据沉箱的相关技术参数，沉箱长19.95米，宽11米，沉箱重量1200t，经计算，顶升气囊采用有效工作长度11m的高压气囊2条，气囊的直径为1.0m，当气囊顶升高度为0.4m，气囊承载宽度约为0.94m。拉移气囊采用有效工作长度19m的高压气囊5条，气囊的直径为1.0m，当气囊顶升高度为0.4m，气囊承载宽度约为0.94m。

从上述计算结果可见，顶升/拉移阶段的气囊最高气压要求为0.55Mpa，因此选用8层以D3绵纶浸漆帘线为骨架材料的高压气囊做为顶升/拉移气囊。

4.2牵引力计算

牵引系统布置在半潜驳上，选用50KN卷扬机2台并配合320KN四轮滑车组2套牵引系统，地牛30t。配置时牵引力公式：

F=f*G：F为牵引力，f为气囊与地面的滚动磨擦系数，取0.03，G为沉箱的重量。故F=0.03*1200t=36t，即卷扬机在平路段移运需36t牵引力，因采用二套牵引系统，每套系统承担18t拉力。滑轮组钢丝绳采用24mm，卷扬机通过6倍率滑轮组对沉箱进行牵引和溜尾，每台卷扬机牵引力为30t（未考虑机械效率及夹角的影响），二台卷扬机合力可达60t，合力大于36t，因此牵引系统设备安全可靠。

四、重力式码头沉箱出运安装的质量控制措施

（1）沉箱出运前检验供气系统和牵引系统，清扫出运通道及检查清理构件底部的尖锐物。沉箱混凝土达到设计强度后才可出运。

（2）在沉箱底部布置气囊，放入未充气的气囊时，注意气囊排列整齐，相互平行。向各个气囊充气，当充气压力达到构件预定顶升压力的80%时，停止冲气，检查所有气囊的压力是否一致，不一致时可向单个气囊充气，使压力基本一致，然后继续充气，直到构件离开枕木4cm时将各气囊的气阀关闭，停止供气。

（3）安装前，检查基床整平面有无扰动或障碍物；检查沉箱底有无粘底及其清除情况，如有将采取处理措施。

（4）沉箱安装时，后方陆域设一个测量点用全站仪直接观测其临水面最上边的直线，在后方陆域设另外一个测量点用经纬仪控制其垂直的上边线。

（5）沉箱安装后，应派潜水员下水检查沉箱安装误差，与基床面的接触是否吻合，与相隔沉箱的底缝宽、错牙情况。

（6）施工过程将注意涨落潮的水流方向及风浪对安装施工的影响，加强对涨落潮的水流方向及风浪的观测，逐部积累其对施工的影响规

结束语：

总而言之，重力式码头沉箱安装是一项较为复杂且系统的工作，由于实际工程中涉及的工序较多，一旦某个环节出现问题，都可能对工程的整体质量造成影响。为此，在沉箱安装施工过程中，必须了解并掌握施工技术要点，并采取合理有效的施工技术控制措施，这样才能确保沉箱安装按质按量按时完成。

参考文献：

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【2】洪海冲.胀继才.浅谈重力式沉箱码头在施工过程中的质量控制[J].中国水运.2012.55（11）.22C25.

【3】金陈.沉箱码头建造在连云港港赣榆港区一期工程中的质量控制要点[J].港口科技，2013，（6）.

【4】杜政.大型沉箱码头地基液化变形分析及加固措施研究[D].长沙：长沙理工大学，2013.