重力式碼頭沉箱水上出運(yùn)與安裝施工技術(shù)

永泰長榮

結(jié)合某重力式碼頭沉箱預(yù)制、出運(yùn)等方面的實(shí)際問題，探討沉箱水上出運(yùn)與安裝的關(guān)鍵施工技術(shù)，對(duì)出運(yùn)氣囊壓力計(jì)算、沉箱下潛、出運(yùn)、安裝等技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行介紹。該施工技術(shù)可為類似沉箱施工提供參考。

隨著國外貿(mào)易的快速發(fā)展，船運(yùn)公司為了節(jié)省運(yùn)輸  成本、提高效率，船舶朝著大型化方向發(fā)展。各大港口  為了適用船舶大型化的需要，越來越多的碼頭向大型化、 深水化發(fā)展。隨之而來的大型重力式沉箱應(yīng)用越來越廣。 沉箱的預(yù)制和出運(yùn)工藝有了改進(jìn)和提高。其中利用高壓  氣囊頂升沉箱出運(yùn)的工藝目前應(yīng)用得較為廣泛。本文結(jié)  合一個(gè)工程實(shí)例，探討了通過氣囊頂升沉箱的方式，詳  細(xì)介紹了沉箱下潛、出運(yùn)、安裝的關(guān)鍵技術(shù)，并成功應(yīng)用于工程實(shí)踐。  

某沿海港區(qū)新建2座重力式沉箱泊位，水工建設(shè)規(guī)  模為新建2個(gè)20萬噸的散貨泊位，沉箱重力式結(jié)構(gòu)。  設(shè)計(jì)吞吐量為860萬T,   碼頭設(shè)計(jì)岸線總長度為640米。 本工程碼頭共需安裝沉箱22件，單件沉箱重量約為  706.4t~4911.51。 沉箱尺寸見表1所示。
表1

序號(hào)	沉箱類型	結(jié)構(gòu)尺寸(L×BxH)//m	數(shù)量 價(jià)	單個(gè)砼量/m 3	單個(gè)重量/
1	A(A-1.A-3 A-4)型	27.97x18.35x21.9	12	1885.03	4712.6
2	A-2型	27.97×18,35x17.7	1	1581.524	3953.8
3	B型	27.97x13.85x13.52	6	902.943	2257.4
4	C型	6.85x13.85x13.52	1	282554	706.4
5	D型	27.97×18.35×21.9	1	1964.606	4911.5
6	D-1型	27.97×18.35×21.9	1	1964.606	4911.5

2 重力式沉箱出運(yùn)工藝
2.1沉箱預(yù)制場(chǎng)簡介
沉箱預(yù)制工作安排在現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)的沉箱預(yù)制，共有2 條沉箱預(yù)制生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線配置4條氣囊溝，氣囊 溝長130m、底口寬1.6m。每條預(yù)制生產(chǎn)線長130m、寬 25.7m, 單條預(yù)制生產(chǎn)線可滿足一次性預(yù)制4個(gè)沉箱，預(yù)制場(chǎng)配置4臺(tái)軌道式塔吊，

2.2出運(yùn)碼頭設(shè)計(jì)
預(yù)制沉箱經(jīng)驗(yàn)收合格后，需要使用半潛駁將其水運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置下潛坑，半潛駁于現(xiàn)場(chǎng)定位下潛， 沉箱浮態(tài)出半潛駁。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的水位變化條件，使用平 板駁配合卷揚(yáng)機(jī)的方式，拖帶沉箱至安裝位置。灌水使 沉箱下沉就位安裝。為了預(yù)制沉箱順利出水，在附近建 設(shè)臨時(shí)出運(yùn)碼頭。經(jīng)過計(jì)算，出運(yùn)碼頭整體設(shè)計(jì)承載力 為3300t, 搭承端的設(shè)計(jì)承載力為1500t。 出運(yùn)碼頭標(biāo)高 為5.05m, 碼頭長48米，碼頭承臺(tái)寬15.6米。

2.3出運(yùn)工藝的選擇

正確選擇合適的出倉工藝，是順利進(jìn)行沉箱出運(yùn)的 前提和基礎(chǔ)。項(xiàng)目部根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行分析，如果選用 傳統(tǒng)的臺(tái)車、膠囊臺(tái)車或滑板的出運(yùn)工藝，需要有特定 場(chǎng)地或特殊設(shè)備， 一次性投入較大，且不利于工期。如 果利用既有的預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行針對(duì)性、合理化的改造，將既經(jīng)濟(jì)又能滿足施工要求。最終項(xiàng)目選擇了利用氣囊頂升的沉箱出運(yùn)方式，為最終的沉箱出運(yùn)工藝。

沉箱陸上出運(yùn)一共有四個(gè)步驟，分別為頂升、橫移、縱移、上駁等。其中橫移距離約30m；縱移距離最長約300m，最短約80m；上駁船距離約40m。每個(gè)沉箱預(yù)制完成及養(yǎng)護(hù)后，兩次氣囊滾動(dòng)移運(yùn)至出運(yùn)碼頭前沿，即由臺(tái)座至出運(yùn)通道的橫移和由出運(yùn)通道至出運(yùn)碼頭前沿的縱移，兩次移動(dòng)方向呈直角轉(zhuǎn)向，最后從出運(yùn)碼頭前沿縱移至?？吭诖a頭邊的半潛駁上。拆除沉箱底模工藝流程為：在沉箱底部放置氣囊→氣囊初充氣，使氣囊與沉箱底模共同受力支撐沉箱重量→氣囊第二、三次對(duì)稱充氣，沉箱完全離開底模，沉箱重量由氣囊承擔(dān)→將底模的型鋼拆除→支墊枕木→氣囊放氣→將氣囊、底模方鋼抽出→底模拆除完成。



沉箱水平運(yùn)輸?shù)姆绞礁鶕?jù)沉箱下水方式會(huì)有不同選擇。有用縱橫移軌道和臺(tái)車運(yùn)輸?shù)姆绞?、有用氣囊滾動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞剑€有用滑板運(yùn)輸?shù)姆绞?。?xiàng)目部根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)及工程實(shí)際，經(jīng)過論證選擇氣囊輸運(yùn)的方案。
該方案就是在沉箱底部加設(shè)一排排氣囊。氣囊是特殊材質(zhì)專門定制的。在沉箱啟運(yùn)時(shí)需要對(duì)氣囊內(nèi)部進(jìn)行充氣。充完氣后，沉箱會(huì)因?yàn)闅饽疑鸲豁敻?。在沉箱的前行方向，加裝牽引動(dòng)力，提供足夠的牽引力將被頂高后的沉箱緩慢向前拉動(dòng)氣囊。由于摩擦力的作用將會(huì)使氣囊產(chǎn)生向前動(dòng)力，這樣沉箱就能向前橫移了。



具體的工藝流程如下：沉箱底部穿氣囊→卷揚(yáng)機(jī)牽引系統(tǒng)與沉箱固定→氣囊分三次對(duì)稱、均勻充氣，直至將沉箱頂升→拿走支墊枕木→將排水溝回填并鋪設(shè)鋼板，檢查底部及周圍有無阻礙物→橫移人員就位，準(zhǔn)備橫移→橫移→到預(yù)定位置，支墊枕木→放氣。



在沉箱的重力作用下，下部的氣囊會(huì)產(chǎn)生大量變形，這樣氣囊與地面的接觸面積就會(huì)增大，單位面積上的壓力就會(huì)減輕。因此大部分沉箱均采用雙排氣囊。






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