沉箱出運(yùn)以及安裝過程的施工質(zhì)量控制

盧新露

摘要：重力式碼頭沉箱具有操作性強(qiáng)、整體穩(wěn)定性高、耐久性高與施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)，在水工建筑中廣泛應(yīng)用。沉箱的出運(yùn)和安裝質(zhì)量直接影響重力式碼頭主體的施工質(zhì)量和耐久性，本文以三航局在阿爾及利亞奧蘭港集裝箱碼頭工程項(xiàng)目為例探討了沉箱出運(yùn)與安裝過程中的質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：重力式碼頭沉箱；出運(yùn)；安裝

沉箱是重力式碼頭中常用的結(jié)構(gòu)形式，一般沉箱多數(shù)在專業(yè)預(yù)制場預(yù)制，由滑道小車滑入海中浮運(yùn)或由軌道橫移至潛水駁浮運(yùn)。在目前水工工程建設(shè)中，外海施工工程增多，重力式碼頭的沉箱尺寸明顯加大。預(yù)制沉箱的預(yù)制質(zhì)量、出運(yùn)安裝問題，較難解決。

一、工程概況

1、對奧蘭港Skikda港池進(jìn)行圍海造陸，用42個(gè)共計(jì)640米長的圓柱式沉箱改造現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，達(dá)到擴(kuò)大現(xiàn)有碼頭的目的。沉箱體積為Φ15.0m×15.8m，重量為1300t。

2、建設(shè)一座500m長的斜坡拋石消浪堤和一個(gè)約112米長由7個(gè)圓柱體的沉箱組成的沉箱結(jié)構(gòu)的護(hù)岸。

3、對約510m長的Tessala防波堤采用拋投預(yù)制的塊體方式進(jìn)行加固。堤頭上部為現(xiàn)澆混凝土沉箱擋土墻結(jié)構(gòu)。

二、沉箱出運(yùn)施工質(zhì)量控制

（一）沉箱浮游穩(wěn)定設(shè)計(jì)

因?yàn)楸竟こ坛料錇楫愋统料?，沉箱浮游穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定，即沉箱不能起浮，一般施工考慮加水來保證沉箱浮游穩(wěn)定，根據(jù)計(jì)算加水浮游穩(wěn)定后，沉箱吃水在7米以上，沉箱在半潛駁內(nèi)不能起浮，為了減少沉箱浮游穩(wěn)定時(shí)的吃水，我們考慮在沉箱單側(cè)用砼塊加載，沉箱在浮運(yùn)時(shí)要在沉箱單側(cè)加載30T，以保持沉箱平衡及浮游穩(wěn)定，此時(shí)沉箱吃水6.4米。

（二）出運(yùn)條件及布署

由于地中海氣候條件穩(wěn)定，奧蘭港沒有國內(nèi)的潮差情況出現(xiàn)并且港區(qū)內(nèi)浪涌較小，故直接在出運(yùn)軌道上考慮在出運(yùn)碼頭前沿處設(shè)置兩臺10T卷揚(yáng)機(jī)，配合半淺駁上兩臺同一軌道上的卷揚(yáng)機(jī)（35T）。

（三）沉箱出運(yùn)準(zhǔn)備

制作鋼木結(jié)構(gòu)施工平臺及施索掛藍(lán)，要求能承受2kN/m2施工荷載，可作整體安放設(shè)計(jì)，數(shù)量2套。以方便施工人員施索及沉箱出運(yùn)。四角設(shè)ф30圓鋼拉環(huán)，用于系帶風(fēng)纜。沉箱內(nèi)外用油漆刻畫水尺。爬梯19只，每個(gè)沉箱外側(cè)掛一只，以供施工人員上下預(yù)制5T砼塊12塊，保證沉箱壓載。

（四）沉箱頂升

沉箱位移方向前用一部35噸卷揚(yáng)機(jī)牽引，其后用兩部10噸卷揚(yáng)機(jī)制動?？赏ㄟ^調(diào)整氣囊氣壓來達(dá)到沉箱啟動時(shí)牽引力減少和制動的要求。位移中減小氣壓，即可增加滾動阻力，實(shí)現(xiàn)減速；在沉箱前擺放充氣的氣囊也可達(dá)到制動的目的。

（五）沉箱水平縱移

1、氣囊就位充氣

（1）高壓水清理沉箱底部、周圍的雜物，檢查沉箱底部有無漏漿、尖銳突起、底部邊緣有無棱角、氣囊有無損傷，送氣管路暢通；

（2）檢查牽引卷揚(yáng)機(jī)和制動卷揚(yáng)機(jī)工作狀態(tài)正常，滑輪組、鋼絲繩等機(jī)具符合規(guī)定；準(zhǔn)備好氣囊；

（3）在沉箱上距底部約80cm高處捆綁直徑與牽引力相匹配的一條鋼絲繩，鋼絲繩的兩個(gè)頭與φ43（6*37）牽引鋼絲繩用卡環(huán)連接，牽引鋼絲繩定滑輪與地錨連接，開啟牽引和制動卷揚(yáng)機(jī)使鋼絲繩稍稍拉緊；

（4）按預(yù)定位置在沉箱底部穿入氣囊，氣囊軸線應(yīng)垂直于沉箱移動方向，5條氣囊擺放應(yīng)盡量平行，以保證沉箱水平位移時(shí)不跑偏，在沉箱前方擺放4條同規(guī)格的接應(yīng)氣囊；

（5）氣囊充氣，充氣時(shí)要循序漸進(jìn)，注意5條氣囊的氣壓均衡，頂升穩(wěn)后，撤出支墊枕木。

2、沉箱水平位移到出運(yùn)碼頭前沿

（1）在沉箱前面按預(yù)定位置擺放好接應(yīng)氣囊；

（2）先開動制動卷揚(yáng)機(jī)放松牽制鋼絲繩，再開動牽引卷揚(yáng)機(jī)，要注意各卷揚(yáng)機(jī)同步、協(xié)調(diào)，要嚴(yán)格控制沉箱的行進(jìn)速度；

（3）沉箱后端的氣囊滾動到臨近沉箱邊緣時(shí)應(yīng)迅速放氣，嚴(yán)禁氣囊?guī)鈮罕某鰜恚?/p>

（4）沉箱前部接近沉箱底部的氣囊迅速充氣，當(dāng)沉箱底部完全壓在前端氣囊上時(shí)，該氣囊的氣壓應(yīng)達(dá)到與其他氣囊相同的氣壓；

（5）將沉箱后面的氣囊搬運(yùn)到前面并按規(guī)定擺放；

（6）沉箱到達(dá)預(yù)定位置后，再把沉箱底部按預(yù)定位置擺放枕木，各個(gè)氣囊緩慢放氣，使沉箱平穩(wěn)地坐落在枕木上；

（7）待氣囊完全排氣后，抽出氣囊；

（8）解開沉箱上的卸扣，各卷揚(yáng)機(jī)收好鋼絲繩。

三、沉箱安裝過程的施工質(zhì)量控制

（一）第一件沉箱安裝

安裝前，檢查基床整平面有無擾動或障礙物；檢查沉箱底有無粘底及其清除情況，如有將采取處理措施。第一件沉箱要求精度較高，沉箱安裝采用300t起重船輔助定位，沉箱灌水下沉落床的施工工藝。半潛駁壓水下潛同時(shí)用水泵向沉箱內(nèi)灌水，使得沉箱同時(shí)進(jìn)水下沉。根據(jù)之前的計(jì)算，當(dāng)半潛駁下潛至水深約17m左右時(shí)，沉箱達(dá)到浮游穩(wěn)定（G型沉箱內(nèi)水深約為3m～4.8m），此時(shí)關(guān)閉水泵停止灌水，沉箱不再下沉從而與半潛駁脫離，沉箱脫駁離開后，用拖輪將300t起重船和沉箱一起拖至安裝現(xiàn)場附近（防波堤掩護(hù)范圍內(nèi)風(fēng)浪較小的地方），拖運(yùn)過程中用鋼絲繩使沉箱與起重船船頭貼緊，連接成一體，并加墊橡膠輪胎，避免起重船與沉箱之間發(fā)生碰撞，造成沉箱崩角損壞；然后將起重船的錨拋好，起重船的錨位要選擇在合適的地點(diǎn)，要便于起重船輔助安裝定位。起重船采取船尾頂風(fēng)頂浪，船頭對準(zhǔn)待安裝的基床的方向駐位，使得起重船抵消一部分風(fēng)浪對沉箱安裝的影響；最后通過起重船收放錨纜，將起重船和沉箱一起移運(yùn)至安裝現(xiàn)場，進(jìn)行安裝。

起重船和沉箱一起移運(yùn)至安裝現(xiàn)場后，打開水泵，沉箱灌水緩慢下沉，下沉的同時(shí)，放松起重船吊索鋼絲繩。當(dāng)沉箱下沉至距基床頂面約50cm時(shí)，停止灌水，調(diào)整沉箱前后平衡后，開始沉箱精確定位。安裝時(shí)，測量采取雙控的手段，一是準(zhǔn)備2套GPS在沉箱上做點(diǎn)進(jìn)行控制；二是利用全站儀在沉箱上做點(diǎn)，在老碼頭的控制點(diǎn)進(jìn)行測量。之所以采用雙控手段是由于老碼頭在有船舶?？康臅r(shí)候會阻礙全站儀的測量。

（二）第二個(gè)沉箱安裝

第二個(gè)沉箱安裝時(shí)采用第一個(gè)沉箱作為依托進(jìn)行安裝，定位方駁駐位于待安沉箱一側(cè)，按照安裝要求將船艏或船艉的錨纜放長，以便與避讓已經(jīng)安裝好的沉箱，使待安沉箱順利頂靠方駁。沉箱與沉箱，沉箱與方駁的帶纜方式，纜繩通帶完成后打開注水閥門并目測調(diào)平沉箱，當(dāng)沉箱底距基床還有60cm時(shí)關(guān)閉注水閥門，進(jìn)行精準(zhǔn)定位。通過測量報(bào)數(shù)，一人負(fù)責(zé)指揮收緊和放松纜繩，一人負(fù)責(zé)指揮打開和關(guān)閉注水閥門，兩沉箱間通過硬木控制縫寬，經(jīng)過反復(fù)調(diào)整，最終使沉箱平穩(wěn)的沉放到正確的位置。

沉箱安裝后，應(yīng)派潛水員下水檢查沉箱安裝誤差，與基床面的接觸是否吻合，與相隔沉箱的底縫寬、錯牙情況。在安裝穩(wěn)定后，應(yīng)重新測量檢查，重新安裝直到達(dá)標(biāo)，否則將會出現(xiàn)嚴(yán)重的累計(jì)超差。

四、結(jié)束語

采用上述質(zhì)量控制措施，成功的出運(yùn)沉箱，且在出運(yùn)過程中無沉箱質(zhì)量、安全事故發(fā)生，對駁船體也未造成任何影響。說明該工藝施工效率高，同時(shí)施工安全、可靠。

參考文獻(xiàn)

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