重力式碼頭沉箱水上出運與安裝施工技術(shù)

永泰長榮

結(jié)合某重力式碼頭沉箱預制、出運等方面的實際問題，探討沉箱水上出運與安裝的關(guān)鍵施工技術(shù)，對出運氣囊壓力計算、沉箱下潛、出運、安裝等技術(shù)環(huán)節(jié)進行介紹。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，船運公司為了節(jié)省運輸  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用越來越廣。 沉箱的預制和出運工藝有了改進和提高。其中利用高壓  氣囊頂升沉箱出運的工藝目前應用得較為廣泛。本文結(jié)  合一個工程實例，探討了通過氣囊頂升沉箱的方式，詳  細介紹了沉箱下潛、出運、安裝的關(guān)鍵技術(shù)，并成功應用于工程實踐。  

某沿海港區(qū)新建2座重力式沉箱泊位，水工建設規(guī)  模為新建2個20萬噸的散貨泊位，沉箱重力式結(jié)構(gòu)。  設計吞吐量為860萬T,   碼頭設計岸線總長度為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	沉箱類型	結(jié)構(gòu)尺寸(L×BxH)//m	數(shù)量 價	單個砼量/m 3	單個重量/
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 重力式沉箱出運工藝
2.1沉箱預制場簡介
沉箱預制工作安排在現(xiàn)場建設的沉箱預制，共有2 條沉箱預制生產(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。每條預制生產(chǎn)線長130m、寬 25.7m, 單條預制生產(chǎn)線可滿足一次性預制4個沉箱，預制場配置4臺軌道式塔吊，

2.2出運碼頭設計
預制沉箱經(jīng)驗收合格后，需要使用半潛駁將其水運至現(xiàn)場，在現(xiàn)場設置下潛坑，半潛駁于現(xiàn)場定位下潛， 沉箱浮態(tài)出半潛駁。根據(jù)現(xiàn)場的水位變化條件，使用平 板駁配合卷揚機的方式，拖帶沉箱至安裝位置。灌水使 沉箱下沉就位安裝。為了預制沉箱順利出水，在附近建 設臨時出運碼頭。經(jīng)過計算，出運碼頭整體設計承載力 為3300t, 搭承端的設計承載力為1500t。 出運碼頭標高 為5.05m, 碼頭長48米，碼頭承臺寬15.6米。

2.3出運工藝的選擇

正確選擇合適的出倉工藝，是順利進行沉箱出運的 前提和基礎。項目部根據(jù)項目特點進行分析，如果選用 傳統(tǒng)的臺車、膠囊臺車或滑板的出運工藝，需要有特定 場地或特殊設備， 一次性投入較大，且不利于工期。如 果利用既有的預制場進行針對性、合理化的改造，將既經(jīng)濟又能滿足施工要求。最終項目選擇了利用氣囊頂升的沉箱出運方式，為最終的沉箱出運工藝。

沉箱陸上出運一共有四個步驟，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。每個沉箱預制完成及養(yǎng)護后，兩次氣囊滾動移運至出運碼頭前沿，即由臺座至出運通道的橫移和由出運通道至出運碼頭前沿的縱移，兩次移動方向呈直角轉(zhuǎn)向，最后從出運碼頭前沿縱移至停靠在碼頭邊的半潛駁上。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、三次對稱充氣，沉箱完全離開底模，沉箱重量由氣囊承擔→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。



沉箱水平運輸?shù)姆绞礁鶕?jù)沉箱下水方式會有不同選擇。有用縱橫移軌道和臺車運輸?shù)姆绞?、有用氣囊滾動運輸?shù)姆绞?，還有用滑板運輸?shù)姆绞健ｍ椖坎扛鶕?jù)項目的特點及工程實際，經(jīng)過論證選擇氣囊輸運的方案。
該方案就是在沉箱底部加設一排排氣囊。氣囊是特殊材質(zhì)專門定制的。在沉箱啟運時需要對氣囊內(nèi)部進行充氣。充完氣后，沉箱會因為氣囊升起而被頂高。在沉箱的前行方向，加裝牽引動力，提供足夠的牽引力將被頂高后的沉箱緩慢向前拉動氣囊。由于摩擦力的作用將會使氣囊產(chǎn)生向前動力，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→卷揚機牽引系統(tǒng)與沉箱固定→氣囊分三次對稱、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鋼板，檢查底部及周圍有無阻礙物→橫移人員就位，準備橫移→橫移→到預定位置，支墊枕木→放氣。



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






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