重力式码头沉箱水上出运与安装施工技术
结合某重力式码头沉箱预制、出运等方面的实际问题，探讨沉箱水上出运与安装的关键施工技术，对出运气囊压力计算、沉箱下潜、出运、安装等技术环节进行介绍。该施工技术可为类似沉箱施工提供参考。随着国外贸易的快速发展，船运公司为了节省运输成本、提高效率，船舶朝着大型化方向发展。各大港口为了适用船舶大型化的需要，越来越多的码头向大型化、 深水化发展。随之而来的大型重力式沉箱应用越来越广。 沉箱的预制和出运工艺有了改进和提高。其中利用高压气囊顶升沉箱出运的工艺目前应用得较为广泛。本文结合一个工程实例，探讨了通过气囊顶升沉箱的方式，详细介绍了沉箱下潜、出运、安装的关键技术，并成功应用于工程实践。某沿海港区新建2座重力式沉箱泊位，水工建设规模为新建2个20万吨的散货泊位，沉箱重力式结构。设计吞吐量为860万T, 码头设计岸线总长度为640米。 本工程码头共需安装沉箱22件，单件沉箱重量约为706.4t~4911.51。 沉箱尺寸见表1所示。
表1
序号
沉箱类型
结构尺寸(L×BxH)//m
数量
价
单个砼量/m
3
单个重量/
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 重力式沉箱出运工艺
2.1沉箱预制场简介
沉箱预制工作安排在现场建设的沉箱预制，共有2 条沉箱预制生产线，每条生产线配置4条气囊沟，气囊 沟长130m、底口宽1.6m。每条预制生产线长130m、宽 25.7m, 单条预制生产线可满足一次性预制4个沉箱，预制场配置4台轨道式塔吊，
2.2出运码头设计
预制沉箱经验收合格后，需要使用半潜驳将其水运至现场，在现场设置下潜坑，半潜驳于现场定位下潜， 沉箱浮态出半潜驳。根据现场的水位变化条件，使用平 板驳配合卷扬机的方式，拖带沉箱至安装位置。灌水使 沉箱下沉就位安装。为了预制沉箱顺利出水，在附近建 设临时出运码头。经过计算，出运码头整体设计承载力 为3300t, 搭承端的设计承载力为1500t。 出运码头标高 为5.05m, 码头长48米，码头承台宽15.6米。
2.3出运工艺的选择
正确选择合适的出仓工艺，是顺利进行沉箱出运的 前提和基础。项目部根据项目特点进行分析，如果选用 传统的台车、胶囊台车或滑板的出运工艺，需要有特定 场地或特殊设备， 一次性投入较大，且不利于工期。如 果利用既有的预制场进行针对性、合理化的改造，将既经济又能满足施工要求。最终项目选择了利用气囊顶升的沉箱出运方式，为最终的沉箱出运工艺。
沉箱陆上出运一共有四个步骤，分别为顶升、横移、纵移、上驳等。其中横移距离约30m；纵移距离最长约300m，最短约80m；上驳船距离约40m。每个沉箱预制完成及养护后，两次气囊滚动移运至出运码头前沿，即由台座至出运通道的横移和由出运通道至出运码头前沿的纵移，两次移动方向呈直角转向，最后从出运码头前沿纵移至停靠在码头边的半潜驳上。拆除沉箱底模工艺流程为：在沉箱底部放置气囊→气囊初充气，使气囊与沉箱底模共同受力支撑沉箱重量→气囊第二、三次对称充气，沉箱完全离开底模，沉箱重量由气囊承担→将底模的型钢拆除→支垫枕木→气囊放气→将气囊、底模方钢抽出→底模拆除完成。
沉箱水平运输的方式根据沉箱下水方式会有不同选择。有用纵横移轨道和台车运输的方式、有用气囊滚动运输的方式，还有用滑板运输的方式。项目部根据项目的特点及工程实际，经过论证选择气囊输运的方案。
该方案就是在沉箱底部加设一排排气囊。气囊是特殊材质专门定制的。在沉箱启运时需要对气囊内部进行充气。充完气后，沉箱会因为气囊升起而被顶高。在沉箱的前行方向，加装牵引动力，提供足够的牵引力将被顶高后的沉箱缓慢向前拉动气囊。由于摩擦力的作用将会使气囊产生向前动力，这样沉箱就能向前横移了。
具体的工艺流程如下：沉箱底部穿气囊→卷扬机牵引系统与沉箱固定→气囊分三次对称、均匀充气，直至将沉箱顶升→拿走支垫枕木→将排水沟回填并铺设钢板，检查底部及周围有无阻碍物→横移人员就位，准备横移→横移→到预定位置，支垫枕木→放气。
在沉箱的重力作用下，下部的气囊会产生大量变形，这样气囊与地面的接触面积就会增大，单位面积上的压力就会减轻。因此大部分沉箱均采用双排气囊。
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