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港口航道工程沉箱施工技術(shù)要點(diǎn)研究論文
摘要：在港口航道工程中，沉箱施工技術(shù)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛的應(yīng)用，對(duì)于提升施工效率以及保證工程的質(zhì)量有著積極的作用。本文主要對(duì)港口航道工程沉箱施工技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。
關(guān)鍵詞：港口航道；沉箱施工；技術(shù)要點(diǎn)
1.工程概況
本工程為全敞開(kāi)式施工，容易受臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害的影響，本地強(qiáng)風(fēng)向?yàn)镹NW向及SW向，次強(qiáng)風(fēng)向?yàn)镹W向及NNE向，常風(fēng)向?yàn)镹NW向及NW向。工程區(qū)域潮汐屬不規(guī)則半日潮，歷年最高潮位1.74m，最低潮位-2.08m，平均高潮位0.7m，平均低潮位-0.65m，平均潮差1.35m。工程開(kāi)始時(shí)應(yīng)制定好相應(yīng)的預(yù)防措施和應(yīng)急預(yù)案，施工時(shí)密切關(guān)注天氣變化，精心組織，確保工程的順利開(kāi)展。本工程沉箱共計(jì)46個(gè)，其中A型沉箱20個(gè)，B型沉箱18個(gè)，C型沉箱8個(gè)。
2.港口航道工程沉箱施工技術(shù)要點(diǎn)
2.1沉箱出運(yùn)前準(zhǔn)備
（1）鐵工班負(fù)責(zé)沉箱出運(yùn)所需的閥門桿（B型沉箱頂面6米，C型沉箱11.9米全部）、爬梯、蓋板的制作、改造與檢修。
（2）電工班負(fù)責(zé)選用滿足出運(yùn)要求的閥門（平式法蘭盤），閥門內(nèi)口徑：B型沉箱DN200，C型沉箱DN150，要求承受壓強(qiáng)不低于0.25MPa。負(fù)責(zé)水泵的挑選與維護(hù)，20萬(wàn)噸起浮用水泵揚(yáng)程不小于22m，安裝水泵揚(yáng)程不小于15m。
（3）預(yù)制分公司負(fù)責(zé)B型沉箱閥門預(yù)埋件的焊接與安裝，閥門與閥門桿的焊接與安裝（除頂面6米外），吊拖環(huán)的預(yù)埋、沉箱水尺畫(huà)線7～23m，間距20cm，3#線上沉箱的陸上移運(yùn)、上船工作；
（4）起重班檢查沉箱內(nèi)串水孔的設(shè)置是否滿足要求并通暢，沉箱內(nèi)是否有遺留的木楔子以及有可能封堵串水孔的物體，是否有非串水孔未進(jìn)行封堵處理，用木契子封堵外墻頂部過(guò)水孔；
（5）將沉箱出運(yùn)蓋板按編號(hào)安裝在沉箱上，安裝前有專人負(fù)責(zé)檢查周轉(zhuǎn)蓋板支腿是否連接牢固，沉箱內(nèi)閥門是否完好，并轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。
（6）吊裝閥門桿后再次開(kāi)啟閥門到底后檢查閥門的靈活性，并固定。
（7）測(cè)量掃測(cè)下潛坑，及與航道相連部分海域水深并提供準(zhǔn)確的測(cè)深記錄，以確定是否滿足沉箱出塢需要。提供沉箱存放場(chǎng)拋填水深資料。在臺(tái)座前沿標(biāo)識(shí)出臺(tái)座中軸線，并用紅漆進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在出運(yùn)口設(shè)置水尺一個(gè)。
2.2沉箱上塢
（1）由于出運(yùn)口岸線窄小，半潛駁橫跨座底需通過(guò)拖輪拖帶到出運(yùn)口外側(cè)口門處下錨，在潮位落至+1.92m時(shí)拖輪綁至岸側(cè)100m處改由拖輪通纜至出運(yùn)口岸線，然后半潛駁通過(guò)纜繩絞移至座底梁上，半潛駁對(duì)中時(shí)偏差不大于10mm。
（2）半潛駁出運(yùn)6000T沉箱滿載吃水4.8m左右，加上壓載倉(cāng)殘余水取5m，空載吃水約1.6m。座底梁安裝實(shí)測(cè)最大頂標(biāo)高-3.453m（需根據(jù)實(shí)際壓載沉降情況確定最終值），半潛駁宜在潮位落到+1.9m時(shí)精確對(duì)中座底，預(yù)制分公司負(fù)責(zé)協(xié)助半潛駁座底。
（3）B型沉箱由預(yù)制分公司負(fù)責(zé)預(yù)制完成，滿足出運(yùn)強(qiáng)度后，用膠囊臺(tái)車移運(yùn)到出運(yùn)口。半潛駁乘潮座底后，連接短軌，臺(tái)車將沉箱頂升后運(yùn)移上船，臺(tái)車二次頂升沉箱后使沉箱座實(shí)在墊梁上，在潮位漲至+1.5m時(shí)半潛駁具備起浮拖航條件，半潛駁排水，項(xiàng)目部安排人員同時(shí)排除壓倉(cāng)水，辦理交接手續(xù)，雙方現(xiàn)場(chǎng)簽字。
（4）C型沉箱在港區(qū)內(nèi)預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，并以氣囊滾運(yùn)的方式移到3#線上，改成膠囊臺(tái)車方式交由預(yù)制分公司負(fù)責(zé)將沉箱頂推上船。
2.3沉箱出塢（以B型沉箱為例）
（1）半潛駁拖航至下潛區(qū)域：半潛駁起浮后通過(guò)錨纜絞動(dòng)離開(kāi)座底梁區(qū)域，由兩艘拖輪協(xié)助半潛駁拖運(yùn)至下潛坑內(nèi)駐位，駐位采用GPS定位；
（2）使用半潛駁吊機(jī)將出運(yùn)人員送至沉箱頂部，沉箱上施工人員將晃繩與安裝吊環(huán)固定，固定完畢后，啟動(dòng)錨機(jī)將晃繩收緊。晃繩采用75mm的丙綸繩，單根長(zhǎng)度55～60m。二次檢查沉箱出運(yùn)所需繩索、工具是否齊備。
（3）半潛駁下潛。半潛駁定位完畢后，半潛駁利用船上儀器檢測(cè)水深，確認(rèn)無(wú)淺點(diǎn)后，由船長(zhǎng)指揮壓水下潛，下潛到水面沒(méi)過(guò)船甲板面至沉箱底板期間，半潛駁船長(zhǎng)及操作手應(yīng)特別注意觀察船體平衡現(xiàn)象，并注意保持船身平穩(wěn)。半潛駁下潛至沉箱閥門孔淹沒(méi)1m位置時(shí)停止下潛，由沉箱上專人檢查閥門是否漏水或滲水（若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，半潛駁立即排水起浮直至露出閥門進(jìn)行檢修），本次沉箱出運(yùn)使用DN200型閥門，最大開(kāi)啟圈數(shù)為40圈，確認(rèn)無(wú)漏水滲水現(xiàn)象同時(shí)開(kāi)啟閥門30圈，往艙格內(nèi)加水，各倉(cāng)加水深度3.8m，在接近壓水高度前應(yīng)提前將閥門關(guān)至10圈，勘測(cè)水深，達(dá)到要求后立即關(guān)閉閥門，并通知半潛駁繼續(xù)下潛。
（4）沉箱起浮離塢。當(dāng)半潛駁下潛至塢內(nèi)吃水15.4m時(shí)，沉箱吃水13.9m達(dá)到起浮狀態(tài)，半潛駁應(yīng)繼續(xù)下潛30cm，以保證沉箱完全脫離鋼墊梁。在有涌浪時(shí)可以稍大一些控制，防止沉箱碰撞鋼墊梁。
（5）沉箱拖航。當(dāng)沉箱完全起浮后，沉箱上施工人員指令拖輪加大馬力將沉箱拖帶離塢。沉箱離塢時(shí)，沉箱四角晃繩隨沉箱移動(dòng)松開(kāi)，并根據(jù)要求將遠(yuǎn)端晃繩及時(shí)解掉。沉箱頂推出半潛駁后，主拖輪綁靠沉箱穩(wěn)住沉箱，同時(shí)沉箱離半潛駁近角處的晃繩保持一定力量，協(xié)助穩(wěn)定沉箱。頂推拖輪靠近沉箱拿拖纜。沉箱上人員開(kāi)啟閥門，將壓倉(cāng)水高度控制在4.3m，沉箱吃水14.28m，使沉箱滿足拖運(yùn)穩(wěn)定要求。確定壓倉(cāng)水無(wú)誤后，將閥門桿關(guān)閉后固定，收起打水板等工具，使壓倉(cāng)水高度保持4.3m，干舷8.7m，定傾高度約0.49m，滿足短途拖航要求。由于港池底標(biāo)高為-14.5m，故應(yīng)嚴(yán)格控制出塢后的壓倉(cāng)水高度，保證沉箱拖運(yùn)安全。乘1米潮位，輔助拖輪加車拖帶沉箱，沉箱與半潛駁間晃繩解除，主拖輪繼續(xù)協(xié)助拖帶拖輪穩(wěn)定沉箱，沉箱上人員檢查沉箱穩(wěn)性后隨沉箱一起前往安放地點(diǎn)。
2.4沉箱安裝（存放）
（1）沉箱靠駁，在沉箱離定位駁150米時(shí)，輔助拖輪打纜，沉箱上人員利用回收纜繩將丙綸繩拖纜收回沉箱上，主拖輪繼續(xù)綁靠沉箱緩慢移動(dòng)到定位駁，定位駁船長(zhǎng)將錨機(jī)離合脫開(kāi)調(diào)至剎車狀態(tài)接收沉箱。
（2）沉箱封固，沉箱在靠近定位駁時(shí)沉箱上人員將纜繩投向定位駁，定位駁上留置4人，負(fù)責(zé)將船上纜繩引至沉箱上，并協(xié)助沉箱上人員固定沉箱。沉箱采用四角封固方式，交叉帶纜，纜繩選用85mm的丙綸繩四條固定。沉箱靠穩(wěn)后主拖輪解纜離開(kāi)。
（3）沉箱安裝，沉箱采用人工安裝方式乘潮安裝，在潮位接近2米時(shí)起重人員要提早準(zhǔn)備，將沉箱壓載水調(diào)整到干舷3米，并適度收放定位駁上錨固纜繩。
（4）潮位達(dá)到2m后開(kāi)始給沉箱進(jìn)行倉(cāng)內(nèi)壓水，沉箱倉(cāng)內(nèi)壓水高度12.5m，沉箱干舷1.89米，由于一般低潮位約50cm左右，故沉箱安裝壓載水最多可加至14.2m，干舷高度約0.48m，隨潮位的跌落，隨時(shí)調(diào)整壓載倉(cāng)內(nèi)水位，保證沉箱處于臨界起浮狀態(tài)。測(cè)量人員觀測(cè)沉箱前沿線與準(zhǔn)線偏差，并通知起重安裝人員進(jìn)行調(diào)整。20萬(wàn)噸沉箱安裝線離設(shè)計(jì)前沿線1000mm，直立式岸壁標(biāo)準(zhǔn)沉箱安裝前沿線離設(shè)計(jì)前沿線為334mm。安裝第一個(gè)沉箱時(shí)可以先粗略安放，主要控制好安裝里程負(fù)偏差小于20cm，等第二個(gè)沉箱安裝時(shí)以第一個(gè)沉箱為依托進(jìn)行精確安裝，然后再調(diào)整第一個(gè)沉箱。沉箱安裝時(shí)由起重人員進(jìn)行操作，通過(guò)收放手拉葫蘆控制沉箱的前沿線位置與里程滿足設(shè)計(jì)要求與規(guī)范規(guī)定。達(dá)到要求后，打開(kāi)閥門進(jìn)行試壓水，由測(cè)量人員進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)沉箱前沿線位移與里程偏差變化是否超出規(guī)范要求，如不滿足要求則關(guān)閉閥門，抽水起浮進(jìn)行二次調(diào)整，直至滿足規(guī)范要求，繼續(xù)壓水直至沉箱座實(shí)基床并趨于穩(wěn)定。
（5）天氣允許情況下隔一潮水后進(jìn)行觀測(cè)，如偏差滿足規(guī)范要求，定位駁靠沉箱將蓋板及閥門桿等吊至船倉(cāng)內(nèi)運(yùn)至預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行下一個(gè)沉箱出運(yùn)的準(zhǔn)備工作。蓋板吊除前應(yīng)用閥門桿將閥門關(guān)閉嚴(yán)密。然后進(jìn)行下一工序箱內(nèi)回填的施工，如不滿足要求則重復(fù)上述步操作進(jìn)行二次安裝。滿足規(guī)范要求后記錄沉箱安裝偏差值做為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行資料整理。如天氣不好，就將蓋板隨時(shí)調(diào)移，調(diào)整時(shí)再重新安放。
（6）沉箱存放，第一槽6個(gè)沉箱存放于順岸碼頭3#泊位前沿，距碼頭前沿約30m，沉箱存放間距按6米控制。定位駁靠碼頭側(cè)駐位，沉箱靠定位駁后通過(guò)錨纜移動(dòng)存放至指定位置上，由于港池及沉箱存放場(chǎng)地標(biāo)高較高-14.5m，故沉箱存放時(shí)應(yīng)乘不低于+0.8m的高潮位靠泊存放，存放后干舷8.5m。倉(cāng)內(nèi)壓水高度14米，吊移蓋板后出運(yùn)下一個(gè)沉箱。
（7）C型沉箱的出運(yùn)與B型沉箱一致，但C1沉箱穩(wěn)定吃水達(dá)14.3m，港池內(nèi)拖航時(shí)需乘潮進(jìn)行，潮位值不小于+1.0m。
（8）沉箱安裝后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行箱內(nèi)回填的施工。以保證沉箱的穩(wěn)定，箱內(nèi)回填時(shí)應(yīng)有防碰撞措施，保證沉箱結(jié)構(gòu)的完整性。
3.結(jié)語(yǔ)
在港口航道工程建設(shè)中，其施工質(zhì)量至關(guān)重要，因此在施工中必須要采取科學(xué)的施工技術(shù)，并保證施工技術(shù)水平。本文主要對(duì)港口航道工程沉箱施工技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)其中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討，希望能夠?yàn)橥刑峁┮欢ǖ慕梃b，共同促進(jìn)港口航道工程施工技術(shù)水平的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)：
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[3]蔡惠霞.港口工程沉箱預(yù)制施工與浮運(yùn)吊裝[J].中國(guó)建設(shè)信息，2007，07:56-57.
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