复杂条件下大批量大型沉箱安装施工技术

复杂条件下大批量大型沉箱安装施工技术

邓凤学

广州华申建设工程管理有限公司广州510010

摘要：考虑了复杂条件下、采用先预制沉箱、水上安装施工的技术，进行了沉箱浮游稳定计算、半潜驳下潜水深计算、重件码头一次出运安装两个沉箱验算以及沉箱配重计算对施工过程中的安全状态进行计算，并就施工过程中遇到的一些问题作探讨分析。确保了复杂条件下大批量大型沉箱结构安全、优质、高效地施工完成，为以后类似施工提供了成熟的施工技术。

关键词：复杂条件；大批量；大型沉箱；安装施工；计算

1工程概况[1]

1.1工程简介

某电厂总建设规模6×1000MW超临界燃煤机组，一期工程建设规模为2×1000MW。该电厂项目配套码头工程需预制、出运、安装沉箱51件，沉箱均为钢筋混凝土结构，采用滑模施工工艺预制，其中煤码头沉箱28件，直立堤沉箱12件，重件码头沉箱11件，其中单件沉箱最重为3898t，最小为1815t。

本工程沉箱单件最重为3898t，最小为1815t，鉴于本工程沉箱尺寸大、重量大、数量大、结构复杂，工程所在地没有能满足沉箱预制要求的船坞或预制场，专门建造又不太经济，故采用异地预制运至现场的方案[2][3]。经综合考虑及了解船机安排计划，初步拟定以下出运安装船机使用方案：使用广州号船组进行沉箱出运安装，重件码头沉箱一次出运安装两件，直立堤、煤码头沉箱一次出运安装一件。

1.2施工环境及条件

某电厂项目所在位置地处热带北缘，属热带季风区，海洋性季风气候。具有气温较高，夏季长，无寒冬；湿度较大，雨水充沛；风力不大，但季风明显等气候特征。热带气旋是影响本海域的主要灾害性天气。

2环境因素、危险源辨识及难点、要点分析及把握

沉箱出驳时浮游稳定性不够，压载水没有调平引起沉箱倾斜碰撞坞墙；沉箱底部漏水严重，导致沉箱无法浮游出驳，半潜驳不能平稳起浮；沉箱逆流出驳，半潜驳或方驳锚缆受力过大，出现锚缆崩断或走锚；吊装电箱及水泵时，人员高空作业；夜间施工，临海作业；涌浪期间施工，船舶或沉箱平稳性控制难度大，出现碰撞或倾侧；遇台风或突遇大风，船舶防台或施工防范。

3施工工艺流程及平面布置

工艺流程如图1所示。

图1沉箱安装流程

结合实际，合理安排重件码头、直立堤、煤码头沉箱的安装顺序，沉箱安装平面布置顺序如图2所示。

图2沉箱安装顺序图

4施工工艺及方法[4]

4.1浮游稳定计算

在沉箱出运安装前，根据规范要求对沉箱的浮游稳定和干舷高度进行验算，根据以往的施工经验，定倾高度一般大于0.2m，沉箱浮游稳定，定倾高度越高浮游越稳定。本工程沉箱共51个，划分为重件码头、直立堤、煤码头三大区域13种型号。

4.2下潜区水深

根据表2的计算结果，根据广州号半潜驳性能指标要求和沉箱下潜稳定吃水要求。

广州号下潜水深要求：

下潜水深H＝h+d+D+f=h+0.4+6.2+0.5

式中：H—下潜区水深h—沉箱浮游稳定吃水

d—支垫枕木高度D—半潜驳型深f—富余水深。

根据上式计算沉箱下潜水深要求如下；

半潜驳最小下潜水深H=7.1+0.4+6.2+0.5=14.2m

半潜驳最大下潜水深H=11.14+0.4+6.2+0.5=18.24m

4.3沉箱配重计算

由于本工程沉箱多达51个，型号种类多，个别沉箱需压载海水作为配重。

4.4沉箱进水孔、拉环设置

4.4.1进水孔设置

根据沉箱的特点及现场安装的实际需求设计出沉箱的进水孔布设位置。

4.4.2拉环设置

根据沉箱的特点及现场安装的实际需求，设计出沉箱顶拉环布设位置。

4.5半潜驳定位下潜及准备工作

为确保半潜驳下潜作业顺利进行，在安装前对下潜区域位置进行扫海，确保水深满足作业条件。

4.6沉箱系缆

沉箱系缆工作在半潜驳刚开始灌水下潜时进行。

4.7沉箱悬浮及出驳

随着半潜驳不断灌水下潜，当驳上沉箱吃水达到计算的出驳吃水深度时，沉箱开始处于悬浮状态。沉箱出驳时，一般选择低平潮后刚涨潮顺流出驳，在流水的作用下，沉箱出驳更加顺利，减少驳船牵引受力。

4.8沉箱定位、灌水下沉安装[5]

沉箱出驳完成后，通过方驳绞缆移位到待安装的基床上，本工程沉箱安装涉及到方驳垂直于基床的横向安装及方驳平行于基床的纵向安装两种方法。

4.9重件码头一次安装两个沉箱

本工程沉箱安装拟用四航广州号船组，对于重件码头1850t沉箱，计划一次出运安装两个，即第一个沉箱在悬浮出驳前，第二个沉箱必须压载稳定海水保持其在甲板上固定不动，经计算，需压载4m海水。

4.10直立堤异型沉箱安装

直立堤异型沉箱出驳后，定位安装时，需压载海水，在此过程中沉箱由于进水孔进水的速度不同及自身的异型，所以沉箱容易出现倾斜，需不断进行水阀的开与关，尽量保持沉箱的平稳。

5资源配置及使用计划

5.1施工船机如表1所示

5.2劳动力如表2所示：

6结语

该码头大型沉箱无论是平面尺寸、重量、数量、高度、还是结构及外部条件的复杂程度，在国内均属少见。根据沉箱数量和现场条件，选用异地预制大型半浅驳托运至现场，半浅驳下潜、沉箱漂浮出驳，浮运至现场定位安装的方案对本工程而言，是最合理的施工方案。

高质量的沉箱安装除沉箱安装方案的高质量和精心组织、精心施工外，还与高质量的沉箱机床、选择并抓住安装的最佳气象与水文、最佳安装时机密切相关。

采用此施工方法和施工工艺，施工总工期比要求的工期大大提前，保证了施工进度及工程质量，取得了可观的经济效益[6]。

参考文献：

[1]Q/CDT20901002-2012中国大唐集团公司施工组织设计管理规定[S].

[2]房延懋，李鹰.大型沉箱安装施工技术[J].水运工程，2004（9）：94-96.

[3]梁萌，康松涛，梁贵文.超大异型沉箱施工技术[J].中国港湾建设，2008，12（6）：40-42.

[4]陈东明，黄建阳.大型沉箱没水安装施工新工艺[J].施工技术，2005，34（5）：10-12.

[5]JTS257-2008水运工程质量检验标准[S].

[6]杨宗文.大型堤头沉箱的浮运、安装施工技术[J].铁道建筑，2004（5）：61-63.