大型沉箱移運(yùn)安裝施工工藝剖析及創(chuàng)新

永泰長(zhǎng)榮

  近年來，隨著國(guó)家對(duì)能源交通、水利、電力、石化等基本建設(shè)投資規(guī)模的加大，碼頭建設(shè)正逐漸向大型化、深水化發(fā)展。對(duì)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(diǎn)，沉箱移運(yùn)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(yùn)、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(shù)創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：大型沉箱；移運(yùn)；上駁；安裝

一、施工工藝流程二、施工工藝剖析

1、陸上移運(yùn)工藝剖析

1.1、根據(jù)工程單件重量最大沉箱通過計(jì)算確定陸上所需地牛、卷?yè)P(yáng)機(jī)、空壓機(jī)、鋼絲繩、滑輪組、氣囊等主要設(shè)備的規(guī)格及數(shù)量；

1.2、根據(jù)半潛駁船型及當(dāng)?shù)爻彼拗七M(jìn)行臨時(shí)碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定各項(xiàng)施工參數(shù)；

1.3、做好移運(yùn)施工前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，在沉箱預(yù)制前需確定牽引方式，以便沉箱預(yù)制時(shí)能及時(shí)預(yù)埋牽引構(gòu)件；

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

1.5、制定應(yīng)對(duì)移運(yùn)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(yīng)急措施；

2、沉箱上駁工藝剖析

2.1、臨時(shí)碼頭結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)要考慮好半潛駁與臨時(shí)碼頭的搭接方式，并按要求預(yù)制好系船地牛；

2.2、計(jì)算靠泊、上駁、離泊所需大概時(shí)間，在保證安全的前提下合理安排沉箱上駁時(shí)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(shí)排水以保證半潛駁船身及臨時(shí)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(dāng)?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(dāng)?shù)爻毕闆r及天氣情況合理安排拖航時(shí)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(qiáng)對(duì)流天氣等）應(yīng)采取的應(yīng)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(dāng)?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(biāo)高（需特別注意的是如需侯潮下潛時(shí)應(yīng)由潛水員探明下潛范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，入圍堅(jiān)硬地質(zhì)應(yīng)預(yù)留至少1m的富余高度）；

4.2、根據(jù)沉箱結(jié)構(gòu)計(jì)算沉箱浮游穩(wěn)定狀態(tài)下的各項(xiàng)參數(shù)，并應(yīng)在沉箱預(yù)制前確定好沉箱的加水方式，以便預(yù)埋件的及時(shí)預(yù)埋；

5、沉箱出駁施工工藝剖析

5.1、應(yīng)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(wù)必要控制好出駁的速度，避免超之過急發(fā)生危險(xiǎn)；

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(zhǔn)備裝運(yùn)下一件沉箱；

6、沉箱安裝施工工藝剖析

6.1、沉箱安裝前務(wù)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(jìn)行清淤施工），確保合格之后才能進(jìn)行安裝；6.2、根據(jù)工地情況選用測(cè)量?jī)x器（rtk、全站儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等）；

6.3、測(cè)量定位精度需滿足設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)規(guī)范要求；

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

6.5、安裝到位經(jīng)過兩個(gè)潮水后需復(fù)測(cè)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(yàn)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(yùn)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(shí)間還是施工成本方面都直接影響著利潤(rùn)額的增長(zhǎng)，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(gè)方面：

1、沉箱移運(yùn)牽引方式我司最初移運(yùn)沉箱主要采用捆綁方式移運(yùn)，此工藝移運(yùn)前準(zhǔn)備工作時(shí)間較長(zhǎng)（約需2小時(shí)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(yù)制時(shí)直接在腳趾上預(yù)留孔洞，移運(yùn)時(shí)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(fù)利用不易破損，縮短了準(zhǔn)備時(shí)間，相應(yīng)的也降低了施工成本。

2、沉箱在斜坡道上的移運(yùn)通常情況沉箱預(yù)制場(chǎng)與沉箱出運(yùn)臨時(shí)碼頭之間都存在一定的高差，即沉箱移運(yùn)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(yùn)過程中通過放松倒拉鋼絲繩使沉箱緩慢向前移動(dòng)（此時(shí)牽引鋼絲基本不受力）。此改進(jìn)減少了氣囊充氣及牽引鋼絲繩排換的時(shí)間（可節(jié)省約1/4的時(shí)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(duì)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(duì)于用起重船出駁人員少2～3人、時(shí)間縮短約1小時(shí)），但對(duì)海況等要求相對(duì)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(yīng)采用起重船輔助沉箱出駁，若海況較好、水深較深則應(yīng)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(xiàng)目工程中成功實(shí)現(xiàn)了大型圓筒沉箱在本身未達(dá)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(yàn)。

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(dá)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(yù)留進(jìn)水孔并安裝閥門的方法，由潛水員在水下操縱閥門控制進(jìn)水時(shí)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(fèi)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(gòu)置水泵的成本并延長(zhǎng)了加水的時(shí)間。通過不斷的探索及學(xué)習(xí)其他公司的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)計(jì)劃采用在沉箱外壁上預(yù)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(guān)控制引至沉箱頂上，由沉箱頂施工人員來操縱閥門，此改進(jìn)方法減少了加水時(shí)間（約節(jié)省一半的時(shí)間），也降低了部分成本。

5、沉箱安裝測(cè)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(zhǔn)儀確定沉箱頂高程，此方法定位不直觀、時(shí)間長(zhǎng)（一般需1～2個(gè)小時(shí)）并需要的測(cè)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(shí)進(jìn)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(cè)量的精度，可以大大縮短測(cè)量定位時(shí)間（正常情況下半小時(shí)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(huì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈、設(shè)備及原材料等價(jià)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(xué)習(xí)其他施工單位的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在保證安全的前提下盡量降低施工成本費(fèi)用，加快施工速度，爭(zhēng)取利潤(rùn)的最大化。

參考文獻(xiàn)：[1]《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》；[2]《港口工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》；[3]《港口工程施工手冊(cè)》。