港口航道工程沉箱施工技術(shù)要點分析

徐河

摘 要：在港口航道工程中，沉箱施工技術(shù)有著獨特的優(yōu)勢，因此被廣泛的應(yīng)用，對于提升施工效率以及保證工程的質(zhì)量有著積極的作用。本文主要對港口航道工程沉箱施工技術(shù)進(jìn)行了簡要的分析。

關(guān)鍵詞：港口航道 沉箱施工 技術(shù)要點

1.工程概況

本工程為全敞開式施工，容易受臺風(fēng)等自然災(zāi)害的影響，本地強風(fēng)向為NNW向及SW向，次強風(fēng)向為NW向及NNE向，常風(fēng)向為NNW向及NW向。工程區(qū)域潮汐屬不規(guī)則半日潮，歷年最高潮位1.74m，最低潮位-2.08m，平均高潮位0.7m，平均低潮位-0.65m，平均潮差1.35m。工程開始時應(yīng)制定好相應(yīng)的預(yù)防措施和應(yīng)急預(yù)案，施工時密切關(guān)注天氣變化，精心組織，確保工程的順利開展。

本工程沉箱共計46個，其中A型沉箱20個，B型沉箱18個，C型沉箱8個。

2.港口航道工程沉箱施工技術(shù)要點

2.1沉箱出運前準(zhǔn)備

（1）鐵工班負(fù)責(zé)沉箱出運所需的閥門桿（B型沉箱頂面6米，C型沉箱11.9米全部）、爬梯、蓋板的制作、改造與檢修。

（2）電工班負(fù)責(zé)選用滿足出運要求的閥門（平式法蘭盤），閥門內(nèi)口徑：B型沉箱DN200，C型沉箱DN150，要求承受壓強不低于0.25MPa。負(fù)責(zé)水泵的挑選與維護(hù)，20萬噸起浮用水泵揚程不小于22m，安裝水泵揚程不小于15m。

（3）預(yù)制分公司負(fù)責(zé)B型沉箱閥門預(yù)埋件的焊接與安裝，閥門與閥門桿的焊接與安裝（除頂面6米外），吊拖環(huán)的預(yù)埋、沉箱水尺畫線7～23m，間距20cm， 3#線上沉箱的陸上移運、上船工作；

（4）起重班檢查沉箱內(nèi)串水孔的設(shè)置是否滿足要求并通暢，沉箱內(nèi)是否有遺留的木楔子以及有可能封堵串水孔的物體，是否有非串水孔未進(jìn)行封堵處理，用木契子封堵外墻頂部過水孔；

（5）將沉箱出運蓋板按編號安裝在沉箱上，安裝前有專人負(fù)責(zé)檢查周轉(zhuǎn)蓋板支腿是否連接牢固，沉箱內(nèi)閥門是否完好，并轉(zhuǎn)動靈活。

（6）吊裝閥門桿后再次開啟閥門到底后檢查閥門的靈活性，并固定。

（7）測量掃測下潛坑，及與航道相連部分海域水深并提供準(zhǔn)確的測深記錄，以確定是否滿足沉箱出塢需要。提供沉箱存放場拋填水深資料。在臺座前沿標(biāo)識出臺座中軸線，并用紅漆進(jìn)行標(biāo)識，在出運口設(shè)置水尺一個。

2.2沉箱上塢

（1）由于出運口岸線窄小，半潛駁橫跨座底需通過拖輪拖帶到出運口外側(cè)口門處下錨，在潮位落至+1.92m時拖輪綁至岸側(cè)100m處改由拖輪通纜至出運口岸線，然后半潛駁通過纜繩絞移至座底梁上，半潛駁對中時偏差不大于10mm。

（2）半潛駁出運6000T沉箱滿載吃水4.8m左右，加上壓載倉殘余水取5m，空載吃水約1.6m。座底梁安裝實測最大頂標(biāo)高-3.453m（需根據(jù)實際壓載沉降情況確定最終值），半潛駁宜在潮位落到+1.9m時精確對中座底，預(yù)制分公司負(fù)責(zé)協(xié)助半潛駁座底。

（3）B型沉箱由預(yù)制分公司負(fù)責(zé)預(yù)制完成，滿足出運強度后，用膠囊臺車移運到出運口。半潛駁乘潮座底后，連接短軌，臺車將沉箱頂升后運移上船，臺車二次頂升沉箱后使沉箱座實在墊梁上，在潮位漲至+1.5m時半潛駁具備起浮拖航條件，半潛駁排水，項目部安排人員同時排除壓倉水，辦理交接手續(xù)，雙方現(xiàn)場簽字。

（4）C型沉箱在港區(qū)內(nèi)預(yù)制場預(yù)制，并以氣囊滾運的方式移到3#線上，改成膠囊臺車方式交由預(yù)制分公司負(fù)責(zé)將沉箱頂推上船。

2.3沉箱出塢（以B型沉箱為例）

（1）半潛駁拖航至下潛區(qū)域：半潛駁起浮后通過錨纜絞動離開座底梁區(qū)域，由兩艘拖輪協(xié)助半潛駁拖運至下潛坑內(nèi)駐位，駐位采用GPS定位；

（2）使用半潛駁吊機將出運人員送至沉箱頂部，沉箱上施工人員將晃繩與安裝吊環(huán)固定，固定完畢后，啟動錨機將晃繩收緊?；卫K采用Φ75mm的丙綸繩，單根長度55～60m。二次檢查沉箱出運所需繩索、工具是否齊備。

（3）半潛駁下潛。半潛駁定位完畢后，半潛駁利用船上儀器檢測水深，確認(rèn)無淺點后，由船長指揮壓水下潛，下潛到水面沒過船甲板面至沉箱底板期間，半潛駁船長及操作手應(yīng)特別注意觀察船體平衡現(xiàn)象，并注意保持船身平穩(wěn)。 半潛駁下潛至沉箱閥門孔淹沒1m位置時停止下潛，由沉箱上專人檢查閥門是否漏水或滲水（若發(fā)現(xiàn)問題，半潛駁立即排水起浮直至露出閥門進(jìn)行檢修），本次沉箱出運使用DN200型閥門，最大開啟圈數(shù)為40圈，確認(rèn)無漏水滲水現(xiàn)象同時開啟閥門30圈，往艙格內(nèi)加水，各倉加水深度3.8m，在接近壓水高度前應(yīng)提前將閥門關(guān)至10圈，勘測水深，達(dá)到要求后立即關(guān)閉閥門，并通知半潛駁繼續(xù)下潛。

（4）沉箱起浮離塢。當(dāng)半潛駁下潛至塢內(nèi)吃水15.4m 時，沉箱吃水13.9m達(dá)到起浮狀態(tài)，半潛駁應(yīng)繼續(xù)下潛30cm，以保證沉箱完全脫離鋼墊梁。在有涌浪時可以稍大一些控制，防止沉箱碰撞鋼墊梁。

（5）沉箱拖航。當(dāng)沉箱完全起浮后，沉箱上施工人員指令拖輪加大馬力將沉箱拖帶離塢。沉箱離塢時，沉箱四角晃繩隨沉箱移動松開，并根據(jù)要求將遠(yuǎn)端晃繩及時解掉。沉箱頂推出半潛駁后，主拖輪綁靠沉箱穩(wěn)住沉箱，同時沉箱離半潛駁近角處的晃繩保持一定力量，協(xié)助穩(wěn)定沉箱。頂推拖輪靠近沉箱拿拖纜。沉箱上人員開啟閥門，將壓倉水高度控制在4.3m，沉箱吃水14.28m，使沉箱滿足拖運穩(wěn)定要求。確定壓倉水無誤后，將閥門桿關(guān)閉后固定，收起打水板等工具，使壓倉水高度保持4.3m，干舷8.7m，定傾高度約0.49m，滿足短途拖航要求。由于港池底標(biāo)高為-14.5m，故應(yīng)嚴(yán)格控制出塢后的壓倉水高度，保證沉箱拖運安全。乘1米潮位，輔助拖輪加車拖帶沉箱，沉箱與半潛駁間晃繩解除，主拖輪繼續(xù)協(xié)助拖帶拖輪穩(wěn)定沉箱，沉箱上人員檢查沉箱穩(wěn)性后隨沉箱一起前往安放地點。

2.4沉箱安裝（存放）

（1）沉箱靠駁，在沉箱離定位駁150米時，輔助拖輪打纜，沉箱上人員利用回收纜繩將丙綸繩拖纜收回沉箱上，主拖輪繼續(xù)綁靠沉箱緩慢移動到定位駁，定位駁船長將錨機離合脫開調(diào)至剎車狀態(tài)接收沉箱。

（2）沉箱封固，沉箱在靠近定位駁時沉箱上人員將纜繩投向定位駁，定位駁上留置4人，負(fù)責(zé)將船上纜繩引至沉箱上，并協(xié)助沉箱上人員固定沉箱。沉箱采用四角封固方式，交叉帶纜，纜繩選用Φ85mm的丙綸繩四條固定。沉箱靠穩(wěn)后主拖輪解纜離開。

（3）沉箱安裝，沉箱采用人工安裝方式乘潮安裝，在潮位接近2米時起重人員要提早準(zhǔn)備，將沉箱壓載水調(diào)整到干舷3米，并適度收放定位駁上錨固纜繩。

（4）潮位達(dá)到2m后開始給沉箱進(jìn)行倉內(nèi)壓水，沉箱倉內(nèi)壓水高度12.5m，沉箱干舷1.89米， 由于一般低潮位約50cm左右，故沉箱安裝壓載水最多可加至14.2m，干舷高度約0.48m，隨潮位的跌落，隨時調(diào)整壓載倉內(nèi)水位，保證沉箱處于臨界起浮狀態(tài)。測量人員觀測沉箱前沿線與準(zhǔn)線偏差，并通知起重安裝人員進(jìn)行調(diào)整。20萬噸沉箱安裝線離設(shè)計前沿線1000mm，直立式岸壁標(biāo)準(zhǔn)沉箱安裝前沿線離設(shè)計前沿線為334mm。安裝第一個沉箱時可以先粗略安放，主要控制好安裝里程負(fù)偏差小于20cm，等第二個沉箱安裝時以第一個沉箱為依托進(jìn)行精確安裝，然后再調(diào)整第一個沉箱。沉箱安裝時由起重人員進(jìn)行操作，通過收放手拉葫蘆控制沉箱的前沿線位置與里程滿足設(shè)計要求與規(guī)范規(guī)定。達(dá)到要求后，打開閥門進(jìn)行試壓水，由測量人員進(jìn)行實時觀測沉箱前沿線位移與里程偏差變化是否超出規(guī)范要求，如不滿足要求則關(guān)閉閥門，抽水起浮進(jìn)行二次調(diào)整，直至滿足規(guī)范要求，繼續(xù)壓水直至沉箱座實基床并趨于穩(wěn)定。

（5）天氣允許情況下隔一潮水后進(jìn)行觀測，如偏差滿足規(guī)范要求，定位駁靠沉箱將蓋板及閥門桿等吊至船倉內(nèi)運至預(yù)制場進(jìn)行下一個沉箱出運的準(zhǔn)備工作。蓋板吊除前應(yīng)用閥門桿將閥門關(guān)閉嚴(yán)密。然后進(jìn)行下一工序箱內(nèi)回填的施工，如不滿足要求則重復(fù)上述步操作進(jìn)行二次安裝。滿足規(guī)范要求后記錄沉箱安裝偏差值做為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行資料整理。如天氣不好，就將蓋板隨時調(diào)移，調(diào)整時再重新安放。

（6）沉箱存放，第一槽6個沉箱存放于順岸碼頭3#泊位前沿，距碼頭前沿約30m，沉箱存放間距按6米控制。定位駁靠碼頭側(cè)駐位，沉箱靠定位駁后通過錨纜移動存放至指定位置上，由于港池及沉箱存放場地標(biāo)高較高-14.5m，故沉箱存放時應(yīng)乘不低于+0.8m的高潮位靠泊存放，存放后干舷8.5m。倉內(nèi)壓水高度14米，吊移蓋板后出運下一個沉箱。

（7）C型沉箱的出運與B型沉箱一致，但C1沉箱穩(wěn)定吃水達(dá)14.3m，港池內(nèi)拖航時需乘潮進(jìn)行，潮位值不小于+1.0m。

（8）沉箱安裝后應(yīng)及時進(jìn)行箱內(nèi)回填的施工。以保證沉箱的穩(wěn)定，箱內(nèi)回填時應(yīng)有防碰撞措施，保證沉箱結(jié)構(gòu)的完整性。

3.結(jié)語

在港口航道工程建設(shè)中，其施工質(zhì)量至關(guān)重要，因此在施工中必須要采取科學(xué)的施工技術(shù)，并保證施工技術(shù)水平。本文主要對港口航道工程沉箱施工技術(shù)進(jìn)行了簡要的分析，結(jié)合工程實例，對其中的技術(shù)要點進(jìn)行了探討，希望能夠為同行提供一定的借鑒，共同促進(jìn)港口航道工程施工技術(shù)水平的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉燕.海西灣港口氣壓沉箱施工新技術(shù)的探討[D].大連海事大學(xué)，2009.

[2]馬德洪.港口碼頭的沉箱及預(yù)制塊體施工技術(shù)研究[J].廣東科技，2014，22：107-108.

[3]蔡惠霞.港口工程沉箱預(yù)制施工與浮運吊裝[J].中國建設(shè)信息，2007，07：56-57.