大型沉箱移運安裝施工工藝剖析及創(chuàng)新

永泰長榮

  近年來，隨著國家對能源交通、水利、電力、石化等基本建設投資規(guī)模的加大，碼頭建設正逐漸向大型化、深水化發(fā)展。對于重力式碼頭工程而言，大型沉箱結(jié)構(gòu)具有整體穩(wěn)定性好、施工速度快、結(jié)構(gòu)耐久性好等特點，沉箱移運安裝整套施工工藝也隨之不斷完善創(chuàng)新，本文主要介紹沉箱陸上氣囊移運、半潛駁整體著床式上駁、平板駁安裝或起重船助浮安裝整套施工工藝的剖析及技術創(chuàng)新。

關鍵詞：大型沉箱；移運；上駁；安裝

一、施工工藝流程二、施工工藝剖析

1、陸上移運工藝剖析

1.1、根據(jù)工程單件重量最大沉箱通過計算確定陸上所需地牛、卷揚機、空壓機、鋼絲繩、滑輪組、氣囊等主要設備的規(guī)格及數(shù)量；

1.2、根據(jù)半潛駁船型及當?shù)爻彼拗七M行臨時碼頭結(jié)構(gòu)設計，確定各項施工參數(shù)；

1.3、做好移運施工前各項準備工作，在沉箱預制前需確定牽引方式，以便沉箱預制時能及時預埋牽引構(gòu)件；

1.4、制定移運過程中的質(zhì)量保證措施、安全技術措施、職業(yè)健康與環(huán)保措施等；

1.5、制定應對移運過程中可能發(fā)生的突發(fā)事件（如鋼絲繩破斷、氣囊爆破等）的應急措施；

2、沉箱上駁工藝剖析

2.1、臨時碼頭結(jié)構(gòu)構(gòu)造設計時要考慮好半潛駁與臨時碼頭的搭接方式，并按要求預制好系船地牛；

2.2、計算靠泊、上駁、離泊所需大概時間，在保證安全的前提下合理安排沉箱上駁時間；

2.3、沉箱上駁過程中要密切留意半潛駁的排水情況，及時排水以保證半潛駁船身及臨時碼頭的安全；

3、半潛駁拖航工藝剖析

3.1、根據(jù)半潛駁船型及沉箱重量、當?shù)亓魉闆r及航道情況選定拖輪的規(guī)格及數(shù)量；

3.2、根據(jù)工程所需拖航距離、當?shù)爻毕闆r及天氣情況合理安排拖航時間；

3.3、制定拖航過程中可能發(fā)生的突發(fā)事件（如拖纜崩斷、強對流天氣等）應采取的應急措施；

4、半潛駁下潛工藝剖析

4.1、根據(jù)半潛駁船型及沉箱浮游穩(wěn)定所需吃水高度、當?shù)爻毕闆r、沉箱安裝位置綜合確定半潛駁下潛所需潛塢坑的位置、范圍及底標高（需特別注意的是如需侯潮下潛時應由潛水員探明下潛范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，入圍堅硬地質(zhì)應預留至少1m的富余高度）；

4.2、根據(jù)沉箱結(jié)構(gòu)計算沉箱浮游穩(wěn)定狀態(tài)下的各項參數(shù)，并應在沉箱預制前確定好沉箱的加水方式，以便預埋件的及時預埋；

5、沉箱出駁施工工藝剖析

5.1、應首先制定沉箱出駁方式（起重船吊力輔助沉箱出駁、方駁牽引沉箱出駁等）；

5.2、沉箱出駁過程中要密切留意沉箱的穩(wěn)定情況，務必要控制好出駁的速度，避免超之過急發(fā)生危險；

5.3、待沉箱底面完全離開半潛駁后，半潛駁即可開始排水上浮準備裝運下一件沉箱；

6、沉箱安裝施工工藝剖析

6.1、沉箱安裝前務必要潛水員摸清基床上有無異物及回淤情況（如回淤厚度超過20cm，需進行清淤施工），確保合格之后才能進行安裝；6.2、根據(jù)工地情況選用測量儀器（rtk、全站儀、經(jīng)緯儀、水準儀等）；

6.3、測量定位精度需滿足設計圖紙及相關規(guī)范要求；

6.4、沉箱安裝過程中需邊加水邊定位（此時為粗定位），隨時糾偏，待沉箱底距基床頂約50cm時開始精確定位；

6.5、安裝到位經(jīng)過兩個潮水后需復測安裝位置，如偏差超過規(guī)范要求需重新起浮安裝；三、施工工藝創(chuàng)新隨著施工經(jīng)驗的不斷豐富，現(xiàn)在已經(jīng)形成了一套比較熟練的沉箱移運安裝施工工藝。但隨著施工成本的不斷上漲，如果一直沿用舊的施工工藝，無論從施工時間還是施工成本方面都直接影響著利潤額的增長，所以在施工過程中必須不斷探索創(chuàng)新。

創(chuàng)新內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、沉箱移運牽引方式我司最初移運沉箱主要采用捆綁方式移運，此工藝移運前準備工作時間較長（約需2小時以上）并增加了鋼絲繩的用量。通過在施工過程中的不斷摸索現(xiàn)在采用沉箱預制時直接在腳趾上預留孔洞，移運時插上插銷套上鋼絲繩即可（十幾分鐘即可做完），并且插銷可反復利用不易破損，縮短了準備時間，相應的也降低了施工成本。

2、沉箱在斜坡道上的移運通常情況沉箱預制場與沉箱出運臨時碼頭之間都存在一定的高差，即沉箱移運通道存在一定的坡度（根據(jù)以往施工情況一般在1%～3%之間）。以往施工為安全起見通常通過調(diào)整氣囊的充氣量使沉箱處于前高后低的狀態(tài)下前移，現(xiàn)在經(jīng)過不斷的嘗試不再額外增加前部氣囊的充氣量，使沉箱保持一定的向前傾斜的坡度，移運過程中通過放松倒拉鋼絲繩使沉箱緩慢向前移動（此時牽引鋼絲基本不受力）。此改進減少了氣囊充氣及牽引鋼絲繩排換的時間（可節(jié)省約1/4的時間）。

3、沉箱出駁工藝根據(jù)我司以往施工工藝，基本上采取起重船配合半潛駁輔助沉箱出駁施工工藝。此工藝施工安全性較高，安裝定位比較容易控制，但施工成本相對較高。為降低施工成本，我司在以前施工過程中也采取過利用在平板駁上安放吊車來配合半潛駁輔助沉箱出駁。此工藝可以大大降低施工成本（相對于用起重船出駁人員少2～3人、時間縮短約1小時），但對海況等要求相對較高（水深需滿足沉箱本身浮游穩(wěn)定要求、浪高小于60cm），考慮到安裝定位不容易控制，需配備充足的水泵，一旦安裝位置偏差過大，立即向沉箱外抽水來調(diào)整安裝位置。在今后的沉箱出駁施工中，若海況較差、水深較淺應采用起重船輔助沉箱出駁，若海況較好、水深較深則應采用平板駁配合沉箱出駁，盡量降低施工成本。另外在廣西防城港鋼鐵基地項目工程中成功實現(xiàn)了大型圓筒沉箱在本身未達到浮游穩(wěn)定條件下通過起重船吊力輔助沉箱出駁，此創(chuàng)新工藝為本工程節(jié)約了大量成本（租用大噸位起重船），也為以后類似施工積累了豐富的經(jīng)驗。

4、沉箱內(nèi)加水方法沉箱在隨半潛駁下潛過程中為使沉箱本身達到浮游穩(wěn)定狀態(tài)通常需要向沉箱內(nèi)加一定量的水，以往施工中采用過在沉箱外壁上預留進水孔并安裝閥門的方法，由潛水員在水下操縱閥門控制進水時間，但此方法閥門在水下容易損壞并難以操作等弊端，并增加了雇用潛水員的費用。后來還采用過通過大功率水泵直接向沉箱內(nèi)加水的方法，此方法操作起來比較方便，但增加了購置水泵的成本并延長了加水的時間。通過不斷的探索及學習其他公司的相關經(jīng)驗，現(xiàn)計劃采用在沉箱外壁上預留孔洞并在孔洞內(nèi)側(cè)安裝閥門，通過傳力桿將閥門的開關控制引至沉箱頂上，由沉箱頂施工人員來操縱閥門，此改進方法減少了加水時間（約節(jié)省一半的時間），也降低了部分成本。

5、沉箱安裝測量定位方法以往施工過程中通常用全站儀或經(jīng)緯儀利用前方交匯法確定平面位置，再用水準儀確定沉箱頂高程，此方法定位不直觀、時間長（一般需1～2個小時）并需要的測量人數(shù)多（一般至少需要3人以上），并且受距離及天氣情況的影響較大。隨著科技水平的不斷提高現(xiàn)在可以直接使用rtk同時進行平面位置及高程的控制，并且受距離及天氣的影響很小，從而能夠保證測量的精度，可以大大縮短測量定位時間（正常情況下半小時之內(nèi)可以定好位），間接降低了施工船舶的成本。

四、結(jié)語隨著社會競爭的日趨激烈、設備及原材料等價格的不斷上漲，施工過程中必須要不斷的探索創(chuàng)新并積極學習其他施工單位的先進經(jīng)驗，在保證安全的前提下盡量降低施工成本費用，加快施工速度，爭取利潤的最大化。

參考文獻：[1]《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》；[2]《港口工程質(zhì)量檢驗評定標準》；[3]《港口工程施工手冊》。