大型沉箱移运安装施工工艺剖析及创新
近年来，随着国家对能源交通、水利、电力、石化等基本建设投资规模的加大，码头建设正逐渐向大型化、深水化发展。对于重力式码头工程而言，大型沉箱结构具有整体稳定性好、施工速度快、结构耐久性好等特点，沉箱移运安装整套施工工艺也随之不断完善创新，本文主要介绍沉箱陆上气囊移运、半潜驳整体着床式上驳、平板驳安装或起重船助浮安装整套施工工艺的剖析及技术创新。
关键词：大型沉箱；移运；上驳；安装
一、施工工艺流程二、施工工艺剖析 1、陆上移运工艺剖析 1.1、根据工程单件重量最大沉箱通过计算确定陆上所需地牛、卷扬机、空压机、钢丝绳、滑轮组、气囊等主要设备的规格及数量； 1.2、根据半潜驳船型及当地潮水限制进行临时码头结构设计，确定各项施工参数； 1.3、做好移运施工前各项准备工作，在沉箱预制前需确定牵引方式，以便沉箱预制时能及时预埋牵引构件； 1.4、制定移运过程中的质量保证措施、安全技术措施、职业健康与环保措施等； 1.5、制定应对移运过程中可能发生的突发事件（如钢丝绳破断、气囊爆破等）的应急措施； 2、沉箱上驳工艺剖析 2.1、临时码头结构构造设计时要考虑好半潜驳与临时码头的搭接方式，并按要求预制好系船地牛； 2.2、计算靠泊、上驳、离泊所需大概时间，在保证安全的前提下合理安排沉箱上驳时间；2.3、沉箱上驳过程中要密切留意半潜驳的排水情况，及时排水以保证半潜驳船身及临时码头的安全； 3、半潜驳拖航工艺剖析 3.1、根据半潜驳船型及沉箱重量、当地流水情况及航道情况选定拖轮的规格及数量；3.2、根据工程所需拖航距离、当地潮汐情况及天气情况合理安排拖航时间； 3.3、制定拖航过程中可能发生的突发事件（如拖缆崩断、强对流天气等）应采取的应急措施；
4、半潜驳下潜工艺剖析 4.1、根据半潜驳船型及沉箱浮游稳定所需吃水高度、当地潮汐情况、沉箱安装位置综合确定半潜驳下潜所需潜坞坑的位置、范围及底标高（需特别注意的是如需侯潮下潜时应由潜水员探明下潜范围内的地质情况，入围坚硬地质应预留至少1m的富余高度）； 4.2、根据沉箱结构计算沉箱浮游稳定状态下的各项参数，并应在沉箱预制前确定好沉箱的加水方式，以便预埋件的及时预埋；
5、沉箱出驳施工工艺剖析 5.1、应首先制定沉箱出驳方式（起重船吊力辅助沉箱出驳、方驳牵引沉箱出驳等）； 5.2、沉箱出驳过程中要密切留意沉箱的稳定情况，务必要控制好出驳的速度，避免超之过急发生危险； 5.3、待沉箱底面完全离开半潜驳后，半潜驳即可开始排水上浮准备装运下一件沉箱； 6、沉箱安装施工工艺剖析 6.1、沉箱安装前务必要潜水员摸清基床上有无异物及回淤情况（如回淤厚度超过20cm，需进行清淤施工），确保合格之后才能进行安装；6.2、根据工地情况选用测量仪器（rtk、全站仪、经纬仪、水准仪等）； 6.3、测量定位精度需满足设计图纸及相关规范要求； 6.4、沉箱安装过程中需边加水边定位（此时为粗定位），随时纠偏，待沉箱底距基床顶约50cm时开始精确定位； 6.5、安装到位经过两个潮水后需复测安装位置，如偏差超过规范要求需重新起浮安装；三、施工工艺创新随着施工经验的不断丰富，现在已经形成了一套比较熟练的沉箱移运安装施工工艺。但随着施工成本的不断上涨，如果一直沿用旧的施工工艺，无论从施工时间还是施工成本方面都直接影响着利润额的增长，所以在施工过程中必须不断探索创新。创新内容主要体现在以下几个方面： 1、沉箱移运牵引方式我司最初移运沉箱主要采用捆绑方式移运，此工艺移运前准备工作时间较长（约需2小时以上）并增加了钢丝绳的用量。通过在施工过程中的不断摸索现在采用沉箱预制时直接在脚趾上预留孔洞，移运时插上插销套上钢丝绳即可（十几分钟即可做完），并且插销可反复利用不易破损，缩短了准备时间，相应的也降低了施工成本。2、沉箱在斜坡道上的移运通常情况沉箱预制场与沉箱出运临时码头之间都存在一定的高差，即沉箱移运通道存在一定的坡度（根据以往施工情况一般在1%～3%之间）。以往施工为安全起见通常通过调整气囊的充气量使沉箱处于前高后低的状态下前移，现在经过不断的尝试不再额外增加前部气囊的充气量，使沉箱保持一定的向前倾斜的坡度，移运过程中通过放松倒拉钢丝绳使沉箱缓慢向前移动（此时牵引钢丝基本不受力）。此改进减少了气囊充气及牵引钢丝绳排换的时间（可节省约1/4的时间）。 3、沉箱出驳工艺根据我司以往施工工艺，基本上采取起重船配合半潜驳辅助沉箱出驳施工工艺。此工艺施工安全性较高，安装定位比较容易控制，但施工成本相对较高。为降低施工成本，我司在以前施工过程中也采取过利用在平板驳上安放吊车来配合半潜驳辅助沉箱出驳。此工艺可以大大降低施工成本（相对于用起重船出驳人员少2～3人、时间缩短约1小时），但对海况等要求相对较高（水深需满足沉箱本身浮游稳定要求、浪高小于60cm），考虑到安装定位不容易控制，需配备充足的水泵，一旦安装位置偏差过大，立即向沉箱外抽水来调整安装位置。在今后的沉箱出驳施工中，若海况较差、水深较浅应采用起重船辅助沉箱出驳，若海况较好、水深较深则应采用平板驳配合沉箱出驳，尽量降低施工成本。另外在广西防城港钢铁基地项目工程中成功实现了大型圆筒沉箱在本身未达到浮游稳定条件下通过起重船吊力辅助沉箱出驳，此创新工艺为本工程节约了大量成本（租用大吨位起重船），也为以后类似施工积累了丰富的经验。 4、沉箱内加水方法沉箱在随半潜驳下潜过程中为使沉箱本身达到浮游稳定状态通常需要向沉箱内加一定量的水，以往施工中采用过在沉箱外壁上预留进水孔并安装阀门的方法，由潜水员在水下操纵阀门控制进水时间，但此方法阀门在水下容易损坏并难以操作等弊端，并增加了雇用潜水员的费用。后来还采用过通过大功率水泵直接向沉箱内加水的方法，此方法操作起来比较方便，但增加了购置水泵的成本并延长了加水的时间。通过不断的探索及学习其他公司的相关经验，现计划采用在沉箱外壁上预留孔洞并在孔洞内侧安装阀门，通过传力杆将阀门的开关控制引至沉箱顶上，由沉箱顶施工人员来操纵阀门，此改进方法减少了加水时间（约节省一半的时间），也降低了部分成本。 5、沉箱安装测量定位方法以往施工过程中通常用全站仪或经纬仪利用前方交汇法确定平面位置，再用水准仪确定沉箱顶高程，此方法定位不直观、时间长（一般需1～2个小时）并需要的测量人数多（一般至少需要3人以上），并且受距离及天气情况的影响较大。随着科技水平的不断提高现在可以直接使用rtk同时进行平面位置及高程的控制，并且受距离及天气的影响很小，从而能够保证测量的精度，可以大大缩短测量定位时间（正常情况下半小时之内可以定好位），间接降低了施工船舶的成本。
四、结语随着社会竞争的日趋激烈、设备及原材料等价格的不断上涨，施工过程中必须要不断的探索创新并积极学习其他施工单位的先进经验，在保证安全的前提下尽量降低施工成本费用，加快施工速度，争取利润的最大化。 参考文献：《重力式码头设计与施工规范》；《港口工程质量检验评定标准》；《港口工程施工手册》。
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