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海港码头工程大型沉箱的出运和安装技术
??????? 大型沉箱结构由于其整体稳定性好，施工速度快、经久耐用等特点已被广泛应用于许多地基条件较好的重力式码头工程中。本文结合福州港江阴港区2#、3#泊位工程实例，介绍沉箱的出运与安装。
??????? 1 福州港2#、3# 泊位工程概况:福州港江阴港区2#、3# 泊位工程位于福建省福清市江阴镇已建1# 泊位西侧，新建的2#、3# 泊位总长663m，陆域纵深1500m，码头宽61.4m。水工建筑物采用重力式大沉箱结构，沉箱单体重约2000t，本工程共有沉箱38个，标准沉箱(Cx1)37个，过渡段沉箱(CX2)1个。沉箱的外型尺寸：长15.96m，宽15.90m，高18.5(15.3)m。 ??????? 2 沉箱出运:本工程沉箱出运是采用半潜驳运载沉箱下水工艺，所用的半潜驳是座底式半潜驳“半潜驳2号”，其技术性能见表l。 表1 座底半潜驳技术性能参数
长度宽度高度53.0m34.0m4.5m工作吃水最大沉深总载重量3.5m18.7m3000t整个出运工艺流程图如图1所示。
图1 出运工艺流程图 ??????? 2.1 沉箱堵眼:先用水湿润圆台螺母留下孔洞，用配合比同比例水泥砂浆填满，将表面抹平。第一、二段隔墙(未设过水孔)预留螺栓孔全部用圆台形木塞塞死，以防舱格串水。 ??????? 2.2 沉箱标识及水尺设置
??????? (1)用喷板及模具喷涂编号于沉箱底部。
??????? (2)将沉箱水尺模具放于沉箱顶部，用喷枪喷涂水尺刻度及标识。
??????? 2.3 沉箱顶升:待顶层砼达到设计强度的70％及养护l0d后，即可顶升沉箱。 ??????? (1)将8台500t千斤顶就位于千斤顶廊道，将千斤顶摆放在沉箱外壁下，顶头铁板要摆正填满。
??????? (2)将高压油泵摆放在沉箱两侧，将8台500t千斤顶与ZB630—II(五联)双级超高压柱塞泵连接，连接高压油管，试压检查各部件是否漏油。油泵加压，千斤顶顶升沉箱，送盖板撬车进廊道，顶起沉箱盖板，将撬车与盖板一同拖出，并用吊车吊走。 ??????? (3)将纵移车送进廊道，打开回油栓开始落顶，使沉箱缓缓落在纵移车上，卸下高压油管拧上油嘴螺栓。
??????? (4)安装顶推器顶推纵移车，顶推速度控制在1m/min以内。 ??????? 2.4 沉箱上座底半潜驳
??????? (1)准备工作。根据潮汐状态，座底半潜驳垂直靠岸，初步就位，船艏舱注水压载，使艏下沉接近岸支座，利用半潜驳上锚缆使半潜驳与码头前沿定位槽准确对位，艏顶紧岸壁定位槽，同时用经纬仪校核船上轨道轴线是否与岸一致，无误后继续注水使艏靠在岸端支座上，此时驳船座底在基础上。经纬仪校和方法为：在岸上和船上，平行于轨道轴线设置A，B，C三个观测点以及A点的后视点。观测时，将仪器支于A点，经后视后，前视B点，再视C点，视点在C点附近距C点的横向偏差控制在5mm之内。 ??????? (2)安设连接钢轨。 ??????? (3)送至岸边的沉箱，用顶推器将其顶推至座底半潜驳上规定位置(座底半潜驳中部)，用螺栓加铁楔将纵移车与船体固定。
??????? (4)调整压载舱内的压载水，使船艏部离开台座，并基本调平驳船，船舶离岸。 ??????? 2.5 沉箱出运 ??????? (1)沉箱运输前必须对气象、海况进行调查，及时掌握短期预报资料；出运时预期的风速应不大于6级，波高应不大于1.5m。 ??????? (2)座底半潜驳上设置GPS和电报系统，配置拖航所需的各种设施。采用1艘1670HP
拖轮拖带，拖至现场座底半潜驳下沉区进行沉箱起浮。 ??????? 2.6 沉箱起浮 ??????? (1)在天气、风浪条件允许情况下，沉箱随座底半潜驳拖运至现场座底半潜驳下沉区，即可开始起浮。
??????? (2)座底半潜驳驻位方法：座底半潜驳原则上顺流驻位下潜，根据现场涨落潮趋势，使船艏处于下潜坑的中心。 ??????? (3)沉箱起浮：座底半潜驳驻位后，开始下潜，同时打开沉箱灌水阀门，按要求向沉箱内注水，使沉箱满足稳定吃水后，停止注水。当座底半潜驳下潜至满足沉箱起浮稳定的吃水，沉箱起浮。
??????? (4)座底半潜驳在沉箱离开后，即可排水起浮拖回，进行下一循环作业。 ??????? 3 沉箱安装
??????? 3.1 施工顺序:自1# 泊位西侧至西向东(K0+55~K0+790)分段顺序安装。
??????? 3.2 施工采用的船机组合及控制测量检测仪器:船机组合：半潜驳2号、交工41号拖轮、潜水船、方驳+25t起重吊机、卷扬机及滑轮组。测量仪器：全站仪、水准仪。 ??????? 3.3 沉箱安装施工前准备
??????? (1)施工技术人员对工作船舶及施工人员进行详细的技术、安全交底。
??????? (2)对沉箱下沉、安装过程中的吃水、舱内压水、浮游稳定等进行详细核算。 ??????? 3.4 沉箱安装方法
??????? (1)沉箱安装前沿线的确定。根据设计码头轴线位置以及在1#泊位上的控制点，确定沉箱安装的控制前沿线，利用全站仪测量控制沉箱安装前沿线与高程。 ??????? (2)沉箱运输。沉箱上半潜驳并经加固后，半潜驳趁潮涨起浮，船首离开出运码头支座，绞缆后退起锚。半潜驳起锚后，用拖轮傍拖前进。拖航时，半潜驳的艉部要在前面。为确保拖运安全，按照有关规定，提前通知海监局出运沉箱的时间、地点及航道占用的时间区间。 ??????? (3)半潜驳驻位。由于沉箱在涨潮时上船，故拖至安装现场附近时已处于落潮，根据安装现场涨落潮流趋势，半潜驳顺东西向驻位，船艉在西，驳船4个主锚控制半潜驳下潜时的位置。 ??????? (4)沉箱起浮。本工程沉箱采用半潜驳运输，运输过程不存在倾覆稳定性问题，但在半潜驳就位后，注水压载下沉时，沉箱必须有最低的压载水量，以保证沉箱的稳定性。经计算，沉箱白重与浮力平衡时，沉箱下沉的上浮临界吃水深度8.12(6.95)m。当沉箱下沉至空载吃水2~6.0(5.0)m时，进行注水压载，沉箱的舱内须加水至2.7(1.0)m(各舱一样高)，以保持沉箱的稳定性。半潜驳驻位后，半潜驳压载水舱开始均匀加水，半潜驳开始均匀下潜，当沉箱吃水达10.42(7.8)m时，沉箱离开半潜驳甲板面，拖轮缓缓拖带沉箱平移离开半潜驳，拖至安装地点。 ??????? (5)沉箱安装顺序。先自东向西安装第一个—16.0m基础上标准沉箱，再安装—15.Om基础上过渡段沉箱。
??????? (6)第一个沉箱安装。本工程沉箱顶面设计标高为+2.5m。沉箱拖运至安装现场后，首先利用定位方驳粗定位，并利用布设在控制点上的全站仪控制，通过调整卷扬机、滑轮组进行第一个沉箱的安装工作。第一个沉箱初步定位后，潜水员打开沉箱进水阀门，进行压水沉放，此时应注意沉箱各仓格压水高度，以保持沉箱正直。当沉箱下沉至距基床顶面40cm左右时，潜水员关闭进水阀门，停止压水，通过全站仪控制仔细调整沉箱位置，再进行压水。此时，测量人员利用无线电通讯设备随时将全站仪上显示的数据反馈给安装分队长，安装分队长再指挥安装人员根据水流、风向情况利用卷扬机调整锚缆和滑轮组，使沉箱平稳、准确的落在基床上。沉箱落至基床并压水完毕后，测量人员继续利用全站仪进行观测，并记录临
水面对施工准线的偏差数据和沉箱四个角点标高。经一高一低潮位后，如测得的数据超出设计和《规范》要求，但不影响第二个沉箱的安装时，可待第二个沉箱安装合格后再重新起浮进行调正。|
第一个沉箱安装示意图如图2所示。
图2 第一个沉箱安装示意图 (7)第二个沉箱安装。
在第二个沉箱外侧下两口锚，并将第一、二个沉箱通过四个滑轮组固定(如图3所示)，再通过上述方法进行安装。
图3 第二个沉箱安装示意图
(8)沉箱安装后经过连续两个低潮观测，沉箱稳定并达到设计要求后，再将封仓盖板吊起，立即进行箱内抛填砂。
(9)沉箱安装完毕后，在沉箱四角顶面布设沉降位移观测点，测量初始值，以后按《规范》规定时间进行沉降位移观测。
(10)沉箱安装质量标准，见表2。
表2 沉箱安装允许偏差，检验数量和方法 ?临水面与施工
准线的偏差临水面错牙接缝宽度允许偏差(mm)±505030检验单元和数量每个沉箱(逐件检查)单元检测点212检验方法用经纬仪和钢尺 量前沿两角顶部用钢尺量用钢尺量顶 部前后两端??????? 4 结语 ??????? (1)本工程采用座底半潜驳出运大沉箱，对预制场的前沿水深和水域条件均要求不高，并且操作方便，安全可靠。在正常情况下每天可下水出运1个沉箱，对于预制台座的流水作业非常有利。 ??????? (2)座底半潜驳靠岸装载沉箱时，若因潮水或天气影响出运，可暂时作为沉箱的临时存放场所，比搭岸式半潜驳更为安全可靠。 ??????? (3)半潜驳下潜到规定深度时，通过沉箱上的预埋的吊环用四根缆绳与半潜驳塔柱连接，保持沉箱稳定，拖轮靠前拖沉箱时注意缓慢船速，避免碰撞沉箱及半潜驳的塔楼。 ??????? (4)操作者应随时观察船舶四角吃水情况，当微机显示与塔柱吃水标志不一致时，以塔柱的吃水标志为准，纵倾≯0.55°，横倾≯m0.33°。 ??????? (5)安装前必须对基床进行检查，基床不得有淤泥积物，安装时要有专人指挥，沉箱底面应与基床倾斜度一致，以免挫坏基床。船舶就位时，避免锚缆破坏基床。 ??????? (6)安装过程中，采用靠帮、木楔等防冲保护措施，以免构件碰坏。 ??????? (7)沉箱安装后，潜水员应水下检查，以摸清沉箱上下缝宽、相邻错牙及与基床面接触平整度是否符合技术要求，否则要进行调整安装。
??????? (8)为防止沉箱漏砂，待沉箱安好后、箱内未回填前，沉箱前墙进水孔外侧用lcm厚钢板(粘3mm厚橡胶板)通过4个螺栓将进水孔堵住，进水孔内侧用圆形木塞砸紧。 ??????? (9)安装后沉箱上应按规定布设明显标志，以防过往船只撞坏沉箱