超大型沉箱出运技术研究

超大型沉箱出运技术研究

邢东亮

青岛港国际股份有限公司港建分公司山东青岛266000

摘要：当前，重力式码头已经在我国得到了广泛的应用，作为我国码头的一个主要组成部分，对其施工进行分析和研究有重要意义。在沉箱码头施工过程中，沉箱的安装质量直接影响着码头的质量。现以实际工程为例对重力式码头沉降施工技术进行探讨。随着大型、深水型码头的建设比例不断增加，对沉箱的应用也越来越多。由于沉箱可以降低水下工程量，具有施工速度快、一次性出水快、码头稳定性和整体性好等优点。基于此，本文对重力式码头沉箱的施工技术进行探讨。

关键词：重力式码头；沉箱安装；质量控制

1工程概况

福鼎大元当陆岛交通码头工程位于福建省福鼎市店下镇大元当村，为新建500t客货码头泊位一个及相应配套设施，年设计吞吐量6万t、客4万人次；新建接线路1km，等级为三级。码头平台采用突堤式布置，结构采用重力式沉箱，长65m、宽15m，码头平台通过引堤和后方陆域相连接，引堤长20m、宽15m，码头面高程4.7m，码头前沿设计底标高为-7.35m，基床顶面高程-7.80m，沉箱座落在基床上，本工程共需沉箱15个。详见码头总平面布置图(图1）。

2工程特点

本工程共需沉箱15个，其中CX1型沉箱12个，长×宽×高=15.00m×4.95m×7.0m，单件沉箱约重310t；CX2型沉箱3个，长×宽×高=15.00m×4.95m×5.70m，单件沉箱约重270t。沉箱顶高程-0.8m，而施工水域设计低水位为0.43m，沉箱安装后顶部无法出水，沉箱需要进行水上安装。针对以上情况，采用现场建预制场预制沉箱，沉箱出运采用气囊出运至临时斜坡道平台，用500t起重船吊运至安装现场(斜坡道到安装现场比较近），直接进行安装的施工方案。

3预制场地布置

根据工程地处海域条件、施工进度、成本等实况，沉箱必须安排在现场预制。场地布置力求节本、高效、安全。布置原则：①结合码头生产情况、场地原貌、地质结构资料，统筹安排每道工序施工需用，确保结构安全，且恢复原貌快、省。②优化大型简易起吊等设备的投入，尽量利用现有机械设备辅助生产，减少材料二次搬运。③将气囊搬运和起重船拖运有机结合，最大潜能地提高沉箱预制、搬运、安装等工效。详见沉箱预制场平面布置图(图2）

4本工程的沉箱预制及出运方案

4.1预制沉箱

在本工程施工建设中，分别使用A型、A'型、B型三种规格的沉箱。其中A型沉箱为码头标准段沉箱，沉箱的宽度为17.46m、高度为16.7m、长度为18.823m，每一个沉箱的重量为2557t，一共有49个沉箱。A'型沉箱和南护岸直立段以及码头南侧进行连接，和A型沉箱相比，将沉箱的后趾去掉了两米，然后去掉了后墙上方的牛腿，一个沉箱的重量大约为2538.4t，B型沉箱的宽度为1.724m、高度为16.7m、长度为18.823m，每一个沉箱的重量为2038.3t，沉箱数量为两个。所有的A型和A'型沉箱都由两个侧面板、前后板、16个舱格、3个纵隔墙和3个横隔墙构成，其中侧面板的厚度为0.35m、前后面板的厚度为0.4m，隔墙的总厚度为0.24m，沉箱的前后顶部不对称、左右对称，前后趾的宽度都为1m，使用C30混凝土进行沉箱的预制，沉箱顶部3.5m范围内为C35F250。如图1所示。2.2沉箱的运输在本工程中，每一个沉箱自重约为2600t，一共有52个沉箱。设计使用超高压气囊在沉箱场内对沉箱进行顶升、运移。在运输过程中，拟使用两艘拖轮带6300T浮船坞到下潜坑进行下潜。沉箱起浮出坞，然后使用拖轮将沉箱运输到作业现场。

4.2安装沉箱

4.2.1控制好测量工作

顺延排列是顺岸式码头沉箱排列的主要形式，在进行安装的时候，使用经纬仪来对前沿线进行控制就可以了。首先要在沉箱的两端接近前沿的地方画出一定的刻度，将经纬仪安装到控制点上面，在刻度处安放花杆，这样看就可以很方便的发现前沿线的偏差情况并及时的进行调整。墩式码头沉箱是单独的，使用经纬仪和测距仪共同来完成安装工作，经纬仪主要是用来控制轴线，而测距仪则是用来控制距离的。

4.2.2安装沉箱的技术

对于顺岸式码头的沉箱在安装的时候，第一个安装的要采取粗安的方法，使用方驳来进行位置的确定，其他的沉箱按照安装第一个的方法来进行安装。安装之初，乘着潮水未涨的时候设置浮鼓在已经安好的沉箱上，起浮沉箱以后，使用拖轮将其拖拽到安装的地方，使用事先拴在浮鼓上的钢丝绳将其结实的挂在沉箱的上面。当潮水落到比已经安装的沉箱低的时候，赶紧将钢丝绳和倒链安装好，慢慢的将倒链收紧，接着将阀门打开进行注水。在往沉箱里面注水的时候，依据潮水的涨落情况来对沉箱的干舷高度进行调整。在注水的时候，如果注水过多，潮水水位低的时候，没有时间进行调整沉箱就已经座底了。

4.3首个沉箱的安装

在安装沉箱前，要先安排潜水员检测基床，重点查看基床上是否有突起的大块或者残留物质，检测基床的范围是否达到了设计规范和要求，检测达到要求后，将整平钢管收起，然后进行沉箱的安装，将沉箱安装到设计位置后，安排测量人员在沉箱的顶部将总行中心点标出，将标出的点作为沉箱的位置。当沉箱出坞后可能会影响顶面的平衡性，为了保持平衡，可以在沉箱靠着方驳时使用水灌入到沉箱中。提前计算出各个沉桩位置的坐标，然后利用方驳对船进行移动，并使用GPS进行定位，当沉箱移动到顶定的安装位置后，将沉箱的进水阀门打开，然后将水灌进沉箱中。灌水时，要按照从小到大的顺序进行，尽量保持阀门开关的同步，当沉箱中各个隔仓的灌水保持平衡，并距离基窗100cm时，将所有的进水阀门关闭，再使用一个单独的进水阀门调平沉箱的四个角，然后利用GPS定位沉箱的位置，当出现安装误差时，当误差在50cm以内时，可以继续向沉箱中压水，直到沉箱和基础顶面的距离为30cm左右时停止，将葫芦和缆绳安装好，并利用测量仪器进行定位。

4.4安装第二个沉箱

在使用上述方式粗略对沉箱的位置进行确定后，使用倒链将第二个沉箱和首个沉箱固定好，然后按照上述方法进行安装。安装好后，按照规范要求检验沉箱的偏差。在经过2~3次涨潮和落潮后，检测安装好的沉箱位移。安装第二个沉箱时，以前一个沉箱为依托安装，500t起重船吊沉箱定沉箱底距离基床50cm时，潜水下水指挥水上通过手拉葫芦仔细调整沉箱位置，满足安装精细定位要求且沉箱稳定。根据相邻的沉箱尺寸设四根钢丝绳(两长两短)和四个手拉葫芦作工具，其中两根钢丝绳主要用于调整待安沉箱平面位置，另两根钢丝绳主要控制安装缝宽，反复收紧或放松四个手拉葫芦仔细调整沉箱位置，满足安装精度且沉箱稳定后起重船脱钩，沉箱下沉过程中，测量人员认真观测沉箱位置是否发生变化，若发生变动，应重新调整沉箱位置后，再下沉，直至满足安装精度时为止。

4.5沉箱施工重点

（1）在安装沉箱时，要根据潮流的大小和方向、潮水的深度来确定沉箱的安装时间，要在潮流速度最小并且潮高达到要求后才可以进行沉箱。

（2）在沉箱就位之前，要先安排潜水员检查基础的实际情况，要求基床所在范围中没有体积较大的块石。

结束语

综上所述，重力式码头沉箱在按照过程中，施工流程复杂，任何一个步骤产生问题，都会影响工程的质量。所以要采取合理的施工技术，保证沉箱安装质量。本工程通过使用以上方法进行施工，取得了良好的施工效果，没有使用辅助船来进行安装，施工费用低，值的类似工程借鉴引用。

参考文献

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[2]于祖杰.大型沉箱出运工艺的优化[J].海岸工程,2014,01:26-30.

[3]彭芬.沉箱码头施工工艺安全管理信息系统研究[D].重庆交通大学,2014.