已安沉管尾端鋼封門前清淤施工風(fēng)險(xiǎn)防范

朱淋淋，何 波

已安沉管尾端鋼封門前清淤施工風(fēng)險(xiǎn)防范

朱淋淋，何 波

（中交廣州航道局有限公司，廣東廣州510221）

港珠澳大橋島隧工程隧道基槽已安裝管節(jié)鋼封門前清淤，主要為鄰近管節(jié)碎石墊層鋪設(shè)前及碎石墊層面的清淤施工。在該區(qū)域附近清淤施工，如操作不當(dāng)或預(yù)案不足將會(huì)給已安隧道沉管帶來(lái)不可接受的風(fēng)險(xiǎn)，因此有必要對(duì)在該區(qū)域清淤施工的相關(guān)細(xì)節(jié)進(jìn)行充分研究。通過采取風(fēng)險(xiǎn)防范措施，取得了較好的施工效果。

沉管；清淤；施工風(fēng)險(xiǎn)；防范措施

1 工程概況

港珠澳大橋是目前世界范圍內(nèi)最長(zhǎng)、埋置最深、單孔跨度最寬、單節(jié)管節(jié)最長(zhǎng)、規(guī)模最大的海底公路沉管隧道，也是我國(guó)交通建設(shè)史上技術(shù)最復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)最高的海中隧道工程。

該工程共包括以下三項(xiàng)內(nèi)容:海中橋隧工程，香港、珠海和澳門三地口岸，香港、珠海、澳門三地連接線。

其中穿越伶仃西航道和銅鼓航道的海底隧道沉管段總長(zhǎng)5.664 km，由33個(gè)管節(jié)組成，其中直線段管節(jié)28個(gè)，曲線段管節(jié)5個(gè)。標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長(zhǎng)180m，分成8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，每個(gè)節(jié)段長(zhǎng)22.5m[1]。

2 風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

為盡量減少已安裝沉管末端鋼封門前的清淤施工風(fēng)險(xiǎn)，每一個(gè)管節(jié)碎石墊層鋪設(shè)前或碎石墊層面的清淤施工范圍，一般都跨進(jìn)下一個(gè)管節(jié)基槽一定范圍。但在E13、E14管節(jié)碎石墊層鋪設(shè)前人工探摸發(fā)現(xiàn)，約20 d前剛完成清淤施工的已安裝沉管鋼封門前一定范圍又出現(xiàn)了10～20 cm厚度不均的淤泥。

通過綜合分析判斷，上述現(xiàn)象可能與隧道基槽施工基本都處于深度超過40m的深槽段、碎石墊層鋪設(shè)中的擠淤效應(yīng)及基槽開始出現(xiàn)由深往淺呈“倒坡”地勢(shì)等因素有關(guān)。目前，施工工況條件日趨復(fù)雜，尤其是后期從E25管節(jié)開始，隧道基槽這種“倒坡”現(xiàn)象將更加顯著。

據(jù)此判斷，今后在鋼封門前鄰近區(qū)域的清淤施工將不可避免。

鋼封門前清淤示意圖見圖1，鋼封門結(jié)構(gòu)見圖2。

圖1 鋼封門前清淤施工布置（立面）示意圖Fig.1 Schematic diagram(vertical)of desilting layout in fron tof steel door

圖2 鋼封門結(jié)構(gòu)Fig.2 Steel door structure

結(jié)合專用清淤船結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、清淤工藝及工況等因素綜合判斷，在已安裝管節(jié)鋼封門前清淤施工存在較大風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)因素辨識(shí)如表1所示。

表1 鋼封門前清淤施工風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)表Table1 Tableof risk identification for desiltingwork in fron tof steel door

在2014年10月召開的沉管安裝第14次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估咨詢會(huì)上，與會(huì)專家們明確指出:盡量采用超前的清淤工藝，建議研究采用其他風(fēng)險(xiǎn)較小的清淤措施和手段。

3 環(huán)境、人為及定位系統(tǒng)類風(fēng)險(xiǎn)防范措施

根據(jù)以上可能面臨的鋼封門前清淤施工風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)情況和相關(guān)專家意見，經(jīng)進(jìn)一步分析研究，制定了相應(yīng)的防范措施。

3.1 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急警戒

在已安裝管節(jié)鋼封門前清淤施工期間，安排大馬力拖輪和錨艇，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)警戒與應(yīng)急值班工作，以便在發(fā)生清淤船走錨、斷纜或與其他船舶碰撞等危急狀況下應(yīng)急應(yīng)對(duì)處理[2-3]。

3.2 盡量超前清淤

對(duì)每個(gè)管節(jié)夯平塊石基礎(chǔ)面層上的清淤施工，適當(dāng)擴(kuò)大清淤范圍，如跨過相鄰下一個(gè)管節(jié)首端一定范圍，以盡量減少鄰近區(qū)域“淤積源”。

3.3 設(shè)置“警戒區(qū)”與合理拋設(shè)錨

將鋼封門前約20 m寬的范圍設(shè)置為“鋼封門前施工警戒區(qū)”（以下簡(jiǎn)稱“警戒區(qū)”，見圖3），制定標(biāo)準(zhǔn)化操作流程。進(jìn)入“警戒區(qū)”作業(yè)前，須進(jìn)行充分技術(shù)交底。同時(shí)，與船長(zhǎng)商定拋錨方位及距離，結(jié)合潮流方向與附近地形及障礙物等條件，盡量大角度、長(zhǎng)距離拋錨，禁止在基槽邊坡上拋錨，錨纜長(zhǎng)度不小于150 m；拋錨完成后，安排測(cè)量人員應(yīng)用RTK復(fù)測(cè)具體錨位坐標(biāo)，如定位差距較大，則應(yīng)安排起錨艇重新拋錨，直至拋錨至指定位置。

3.4 加強(qiáng)施工協(xié)調(diào)

項(xiàng)目總經(jīng)理部提前組織專題施工協(xié)調(diào)會(huì)，做好各參建工區(qū)各工序之間的施工協(xié)調(diào)，發(fā)布內(nèi)部施工航行通告?！敖蔟垺陛喸凇熬鋮^(qū)”內(nèi)清淤作業(yè)期間，杜絕其他船舶交叉拋錨，如有施工干擾，其他工序或船舶應(yīng)提前讓出足夠作業(yè)空間，同時(shí)錨標(biāo)識(shí)應(yīng)明顯，避免被附近船舶起錨時(shí)鉤到錨纜，必要時(shí)提前告知海事管理部門，加強(qiáng)施工區(qū)臨近海域過往船舶的航行管控與協(xié)調(diào)。

3.5 選擇清淤時(shí)機(jī)

在“警戒區(qū)”內(nèi)的清淤施工作業(yè)，應(yīng)安排在平潮或緩漲潮時(shí)段，同時(shí)充分利用氣象窗口預(yù)報(bào)保障系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)突發(fā)惡劣天氣海況跟蹤，如遇上述現(xiàn)象，提前將專用清淤船“捷龍”輪撤出“警戒區(qū)”。

圖3 鋼封門前清淤施工警戒區(qū)布置示意圖Fig.3 Schematic diagraMofwarning area for desiltingwork in frontof steeldoor

3.6 加強(qiáng)人員風(fēng)險(xiǎn)管控

“警戒區(qū)”內(nèi)的清淤施工作業(yè)，須由經(jīng)驗(yàn)豐富的船長(zhǎng)或大副為主、雙人雙崗當(dāng)班操作，施工期間須加強(qiáng)對(duì)施工海域周邊的瞭望，項(xiàng)目主管領(lǐng)導(dǎo)駐船值班。

3.7 加強(qiáng)錨纜系統(tǒng)與橋梁檢查

每次收放錨纜均認(rèn)真檢查每一條錨纜狀況，時(shí)間間隔不超過4 d，如發(fā)現(xiàn)斷絲等異常情況，立即報(bào)告船長(zhǎng)及時(shí)更換；安排專業(yè)人員定期對(duì)橋梁剛性開展檢測(cè)和評(píng)估工作，提高船機(jī)設(shè)備的可靠性和安全性。

3.8 加強(qiáng)測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)管控

定期校核吸淤頭的定位顯示；嚴(yán)控GPS信號(hào)的穩(wěn)定性，如發(fā)現(xiàn)信號(hào)失鎖或不穩(wěn)定現(xiàn)象，應(yīng)暫停施工并穩(wěn)定好船位。

4 錨纜系統(tǒng)類風(fēng)險(xiǎn)防范措施

“捷龍”輪錨纜系統(tǒng)的安全性在設(shè)計(jì)時(shí)已進(jìn)行較充分考慮，在項(xiàng)目前期使用過程中也已基本驗(yàn)證。由于“捷龍”主橋梁長(zhǎng)80多m，重200多t，如因走錨或鋼絲斷裂發(fā)生橋梁或吸頭與鋼封門碰撞，造成的災(zāi)難性后果將不可想象，因此有必要進(jìn)一步提高錨纜系統(tǒng)和主橋梁的安全度，將“捷龍”輪現(xiàn)有的錨纜、絞車、液壓等系統(tǒng)進(jìn)行全面升級(jí)改造。

4.1 加大錨抓力，提高錨纜系統(tǒng)穩(wěn)定性

4.1.1 加大錨重，更換錨纜鋼絲

1）加大現(xiàn)有“山”字錨的重量，如尾中錨由4 t更換為5 t，其余5只錨由2 t更換為3 t。

2）更換現(xiàn)有的尾中錨鋼絲由φ48 mm×600 m更換為φ52mm×800 m；其他5條錨纜鋼絲由φ28 mm×350 m更換為φ32 mm×500 m，并更換相應(yīng)的絞纜筒。

4.1.2 更換與錨纜相匹配的錨絞車系統(tǒng)

1）將尾中錨絞車的拉力由200 kN增大至300 kN，其他5個(gè)錨的絞車?yán)t由160 kN增大至200 kN。

2）將尾中錨絞車剎車油缸壓力由480 kN增大至720 kN，其他5個(gè)剎車油缸壓力由350 kN增大至500 kN，更換剎車帶、油馬達(dá)及導(dǎo)向滑輪，以防剎車打滑。

4.2 提高主橋梁安全度

4.2.1 更換更粗的橋梁鋼絲及絞車系統(tǒng)

1）將主橋梁起吊鋼絲由φ44 mm×250 m更換為φ48 mm×250 m；主橋梁絞車?yán)τ?80 kN增大至440 kN；剎車油缸壓力由600 kN增大至720 kN。

2）橋梁前段、中段CT絞車?yán)Ψ謩e由16 kN增大至20 kN、32 kN增大至40 kN；鋼絲均由φ30mm更換為φ40mm。

3）以上絞車須更換相應(yīng)的剎車帶、油馬達(dá)、絞車筒等，以防止剎車打滑等現(xiàn)象，確保升降橋梁的拉力。

4.2.2 增設(shè)橋梁升降滑輪組

為減輕主橋梁鋼絲的負(fù)載和主橋梁絞車的拉力，提高主橋梁的施工安全性，增加1組橋梁升降滑輪組（由定滑輪和動(dòng)滑輪各一組組成，具體可詳見圖4），更換新銅套，加裝牛油泵及分配閥2套。

圖4 橋梁升降滑輪組示意圖Fig.4 Schematic diagraMof liftingwinch for bridge

4.3 更換與絞車系統(tǒng)相匹配的船舶液壓系統(tǒng)

1）更換船舶主液壓系統(tǒng)的液壓泵，使之與以上新絞車系統(tǒng)相匹配。

2）更換船舶液壓管系和液壓閥件。

5 結(jié)語(yǔ)

在港珠澳大橋島隧工程隧道基槽已安裝管節(jié)鋼封門前歷次清淤施工中，通過上述綜合風(fēng)險(xiǎn)防范措施，取得了較好的施工效果，有效規(guī)避了各種風(fēng)險(xiǎn)，切實(shí)保障了該區(qū)域清淤施工的安全，為工程穩(wěn)步推進(jìn)、實(shí)現(xiàn)工期目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)，對(duì)今后類似工程施工也具參考意義。

[1]中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司.港珠澳大橋主體工程島隧工程施工圖設(shè)計(jì):沉管隧道[R].2011.

CCCCH ighway Consultants Co.,Ltd.Construction drawings of island and tunnel project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge: immersed tunnel[R].2011.

[2]中交股份聯(lián)合體港珠澳大橋島隧工程第IV工區(qū)項(xiàng)目經(jīng)理部.港珠澳大橋島隧工程E14管節(jié)末端鋼封門前回淤基床處置施工安全保障專項(xiàng)措施[R].2014.

ProjectManagement forWork Area IV for Island and Tunnel Project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Joint Venture of China Communication Construction Co.,Ltd.Special safety guarantee measurements for silted gravel bed treatment in front of E14 tube steel door for island and tunnel project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge[R].2014.

[3]中交股份聯(lián)合體港珠澳大橋島隧工程第IV工區(qū)項(xiàng)目經(jīng)理部.港珠澳大橋島隧工程沉管隧道基槽清淤施工方案[R].2012.

ProjectManagement forWork Area IV for Island and Tunnel Project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Joint Venture of China Communication Construction Co.,Ltd.Method statement for desilting of foundation trench for immersed tunnel sections for island and tunnel projectof Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge[R].2012.

Preventivemeasures against risks of desilting in front of steel door of installed imMersed tunnel section for Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

ZHU Lin-lin，HEBo
（CCCCGuangzhou Dredging Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong510221,China）

The silt removal in frontof the steeldoorof installed immersed tunnel tube In the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Island&Tunnel project isexecuted before laying of the gravelbedding layer for the adjacent tunnel section and desilting on the sufaceofgravelbedding layer.While desilting in thementioned areas,unacceptable risk willbe caused to the foundation trench for immersed tunnel sectionsby improper operation or insufficientprecautionarymeasures,therefore it isnecessary to study full details ofdesilting.By taking the risk preventionmeasures,toachievebetter construction effect.

immersed tube;desilting;construction risk;preventivemeasure

U698.1

B

2095-7874（2016）07-0101-04

10.7640/zggw js201607029

2016-05-21

朱淋淋（1983—），男，江蘇淮安人，碩士，工程師，從事項(xiàng)目管理工作，測(cè)繪工程/建筑與土木工程專業(yè)。E-mail:332662124@qq.com