本文以莲莱巨涛海洋重工玛头及滑道工程遇用泊往工程泥箱出适安装为研究对象,通过对大型沉箱气囊出运安装工艺的研究, 从一个新的商度提出大型沉箱出经安装的施工工艺,对沉箱气囊出运过程中的浮游进行理论上的验证,为沉箱气囊出运施工企业的基础施工提候更为科学的依据,促进气囊辅助出运沉箱理论与技术的发展。
沉箱结构由于其整体稳定性好,水下作业量小,施工速度快等优点而广泛应用于码头、栈桥、防坡堤等海上建筑。近年来,随着集装箱船舶加速大型化,大型深水泊位不断发展,沉箱设计的外型尺寸越来越大,重量也越来越重,为安全、经济合理地出运沉箱。
2工程概况
蓬莱巨涛海洋重工码头及滑道工程建址在山东省蓬莱新港内。工程内容包括重力式码头一座,滑道4条,码头总长度700米。结构形式为重力式沉箱结构,共有沉箱41个,其中滑道处共8个,东侧翼墙、西侧翼墙各1个,其余位置27个。沉箱尺度为长x宽X高=17.45mX1 1.0( 9.5)m×1∞(89、6.4、7A)r no码头面高程+Z50,码头前沿水深一10.9米。
本工程具有沉箱规模大、数量多、工期紧、工程造价低等特点。沉箱在工地现场预制,预制场位于起步工程1泊位码头与“加德士”液化气码头之间。距沉箱安装现场0.5 mi l e,其南北长1 60.0 m,东西宽82.0m,东侧靠山,西侧临海。工地自有8几机为半潜驳、1470kW拖轮、200t 起重船各1艘,通过这些船舶完成沉箱的没水安装作业。
3工艺原理及优点
沉箱顶高程一0.70m,设计低水位0, 33 m,因此沉箱安装后顶部无法出水。本工程结合工地实况,采用新工艺进行没水安装。该工艺是用6个钢盖板在沉箱顶部把6个隔仓全部密封每个封仓盖中间设1个灌水囱:半潜驳运输沉箱到现场,下潜到沉箱吃水有~定深度,使沉箱重力减少到1000kN;利用2000kN起重船吊运粗就位后,通过灌水囱向沉箱仓内灌水,使沉箱进行没水安装。沉箱全部人水后浮重力为16000kN,重力由9000kN增加到17000kN,沉箱水下重力还是1000kN,就相当于2000kN起重船没水安装1 000kN沉箱。
利用气囊及半潜驳搬运大型沉箱避免了传统施工工艺的不足,解决了在无大型专业沉箱预制厂条件下的重力式码头工程的关键技术问题。该技术的优点在于:无需大型专业预制厂和大型起重设备。利用现场的预制场及简易的起重设备即可解决大型沉箱的预制,工程成本低,工期得以保证;无需占用较长的码头岸线:对预制场地及运输通道的适应性强,场地处理和配套设施费用f氐。由于气囊是以其独特的整体缠绕工艺成型,囊壁无接缝,各向强度均衡,具有耐磨、抗冲击性,且气囊是柔软弹性体,适应性强。采用该技术对预制场地及运输通道的要求不高,产生的场地处理费用低,相应的配皴施费用也十分低廉:随着气囊原材料、囊体结构及制造工艺的不断改进,气囊的承载力也在不断提高,且气囊是利用压缩空气作为工作介质,产生的能量消耗低;易于操作,安全.可靠。只需对气囊充气,顶升沉箱,开启牵引系统,即可实现沉箱的水平移动。气囊是柔软弹性体,其施工能力强、通用性好。由于半潜驳压载水的调整能力强,可通过不断调整压载水,实现沉箱安全、平稳牵引上半潜驳。半潜驳下潜时始终处于平稳状态,有效确保了沉箱安装的安全。
4工艺实施
4.1施工总体布置
4.1.1施工总平面布置
本工程所有沉箱在纷撖造后的蓬莱薪鹳头钟泊位后 堆场进行预制,并规划布置钢筋、模扳加工场地,砼运输和沉箱出运区域:
拌合站、砂石料堆场、试验室及小临设施等均设在巨涛码头场地之内。
4.12施工船舶停靠码头
就近使用现有的蓬莱新港工作船码头作为施工船停靠码头。在工程施工现场布设锚坠浮鼓8套,用于施工船舶系缆,从码头前沿线向外需200m水域作为施工船舶锚泊水域。
42沉箱出运
42.1出运码头位置
出运码头位置在蓬莱客运码头东侧,位于客运码头围栏以外的区域。位置详见图1。
图1出运码头位置示意图
采用半潜驳出运工艺,需要根据半潜驳结构改造码头岸壁。需要对码头项面进行拆除达到出运要求顶标高,并同时对码头前沿进行处理,达到与半潜驳船头对接结构形式。
422施工前准备
沉箱安放现场处理。定位方驳提前驻位准备。技术员对工作船舶及施工人员进行详细的技术、安全交底,并排出沉箱出坞、拖运、安装的详细的时间表,送达每条作业船及施工班组。对沉箱存放区进行检查,确保沉箱存放区满足要求。通知港调出运沉箱的时间、地点,及航道占用时间、区间,签取航行通行证。对沉箱下沉、安装过程中的吃水、舱内压水、浮游稳定进行详细核定,制定详细的控制措施。对沉箱下 水 、 存 放 、 安 黼 中 每 一 条 船 的 站 位 , 都 有 详 细 的 计 算 , 并 绘 制 船舶站位图。设置水尺:在沉箱短边外侧中间位置设吃水水尺,以沉箱底面为高度起点,水尺自高度4m开始,终点高度为10m水尺以20cm为一刻度单位,涂红白相间油漆,以备沉箱安装时使用。
43沉箱平移
43.1台座概况
沉箱台座分为东西两排台座,共14个位置,西台座宽20米,长95.1米,东台座宽20.5米,长81.5米。具体情况如表1所示。
表l 沉箱概况
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