預(yù)制沉箱出運(yùn)碼頭及沉箱安裝施工技術(shù)

唐芳明

摘 要：本文以福州港松下港區(qū)牛頭灣作業(yè)區(qū)12#、13#泊位工程為工程實例，圍繞預(yù)制沉箱出運(yùn)碼頭及沉箱安裝施工技術(shù)進(jìn)行探討，闡述其施工前的準(zhǔn)備工作，重點(diǎn)分析其具體施工流程及工藝要點(diǎn)，希望為相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)制沉箱 港口碼頭建設(shè) 沉箱安裝 施工工藝

水陸交通為了達(dá)到良好的作用，就要對港口碼頭的建設(shè)加以重視，其不僅讓相關(guān)的運(yùn)輸行業(yè)擁有一個良好的發(fā)展前景，而且也是一個國家下決心發(fā)展沿海地區(qū)的一個象征。在碼頭工程項目建設(shè)中，要想取得良好的施工效果，保證工程整體質(zhì)量，所建碼頭及其相關(guān)施工技術(shù)必須具備良好的自身優(yōu)勢，就拿沉箱碼頭來說，其成本較低、工程建設(shè)速度較快，而且針對具體施工而言水下作業(yè)時間短，所建設(shè)的碼頭擁有較強(qiáng)的抗震能力。可是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展仍然讓該技術(shù)不得不吸收更多的先進(jìn)經(jīng)驗進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)，主要是因為大規(guī)格的沉箱、大規(guī)模的水運(yùn)工程，不得不改進(jìn)沉箱安裝技術(shù)。

1.工程概況

福州港松下港區(qū)牛頭灣作業(yè)區(qū)12#、13#泊位工程共有沉箱31件，其中甲型23件、乙型6件、乙1型2件。單件沉箱最大重量2800t。沉箱預(yù)制場地設(shè)置在12#、13#泊位西北方向陸域回填區(qū)，場地面積約占26000m2，沉箱堆放場地標(biāo)高為+8.9m。

2.施工準(zhǔn)備

2.1技術(shù)準(zhǔn)備

在進(jìn)行正式的項目建設(shè)之前，技術(shù)小組人員要對相關(guān)圖紙、施工現(xiàn)場、地質(zhì)情況掌握于心，在進(jìn)行施工方案的編制時要聽取多方意見，從而制定出科學(xué)合理的施工方案。

2.2測量控制

利用水準(zhǔn)儀對出運(yùn)通道的拋填頂標(biāo)高進(jìn)行測量，全站儀對場地的線性測量控制。把GPS技術(shù)應(yīng)用在海上的相關(guān)作業(yè)上，比如挖泥、拋石等工作。在現(xiàn)場施工主要以水坨為主，勤測水深。過程中利用GPS測深儀對水深進(jìn)行過程監(jiān)控，做到現(xiàn)場進(jìn)度的把控，以及施工質(zhì)量的把握。

3.施工流程

3.1出運(yùn)通道

出運(yùn)通道采用斜坡段，其主要目的是為了減少半潛駁卷揚(yáng)機(jī)的受力。具體從預(yù)制場最后一塊沉箱處的底胎模邊線為起始，延長大約160m，依照1.2%的坡度進(jìn)行級層放坡。利用在碼頭后方開山石的方式對出運(yùn)通道進(jìn)行拋填工作，將20cm厚的碎石作為頂面的墊層進(jìn)行鋪設(shè)。完成墊層鋪墊后，采用40T的沿路及來回進(jìn)行8次碾壓。

松下12#、13#泊位工程將塔吊軌道進(jìn)行延伸20m，做到半潛駁上的氣囊全覆蓋。所有半潛駁設(shè)備均可以塔吊吊運(yùn)在沉箱上駁時盡量減少其他機(jī)械設(shè)備上半潛駁，減少操作人員與機(jī)械的混合施工，減少安全隱患。

3.2出運(yùn)碼頭

本工程出運(yùn)碼頭采用預(yù)制方塊然后進(jìn)行安裝，上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆胸墻結(jié)構(gòu)型式作為沉箱出運(yùn)碼頭。出運(yùn)碼頭的建設(shè)主要是以下步驟：施工準(zhǔn)備→塊石清除→基床拋石→基床錘夯→基床整平→安裝方塊→胸墻澆筑。

（1）方塊預(yù)制。一般會利用松下12#、13#泊位沉箱改造模板作為方塊預(yù)制的模板，模板可以說充分利用了現(xiàn)有資源，方塊單件重量為2.3t，盡量減少吊裝的難度，方塊尺寸規(guī)格如表1。

預(yù)制方塊采用“凹”型設(shè)計，目的主要是為了減輕方塊的質(zhì)量，另外一方面對于安裝工序來說還可以起到更加便捷的作用。當(dāng)將其安裝好之后，把頂標(biāo)高定為+2.0m就開始下一步工作即胸墻施工。

（2）塊石清除。碼頭建設(shè)中塊石的清除工作一般會利用GPS進(jìn)行，當(dāng)然也可以采用全站儀，把高定位-3.0m。水坨可以用來整個工序中開挖的深度的把控工作。

（3）基床拋石?；矔瞄_山石，主要是用拋石船進(jìn)行拋填工作。在此處用到的開山石有具體的要求，如自身要有≤5%的含土量，最好沒有風(fēng)化過。此工序要用到GPS進(jìn)行定位工作，以此保證拋石能夠得到精準(zhǔn)控制。

（4）基床錘夯。之后的步驟便是進(jìn)行錘夯工作，主要用到重錘工具。而且打夯船進(jìn)行定位工作時同樣要用到GPS工具，具體要求夯能>200kJ，施工要依照每點(diǎn)壓半夯進(jìn)行，保持2遍8夯次。

（5）基床整平。上步完成之后進(jìn)行整平工作，要求倒坡3%時就完成整平工作。

（6）方塊安裝。預(yù)制方塊的安裝工作便可在整平完成之后進(jìn)行。工作會用到350t的起重船，當(dāng)然也離不開潛水人員的專業(yè)操作，在大潮區(qū)完成預(yù)制方塊的安裝工作。

（7）現(xiàn)澆砼壓板、胸墻、搭板。安裝完成后將頂標(biāo)高定成+2m，再具體進(jìn)行澆筑工作，主要分為4層進(jìn)行。第一層是砼壓板的澆筑工作；第二層是胸墻的澆筑；第三層是下臺口部分的具體澆筑；最后一層則是針對胸墻以及砼搭板共同進(jìn)行澆筑工作。此過程中要注意半潛駁系纜的問題，為了解決可以通過簡易制作系船柱的方式，針對系船柱澆筑砼。與此同時，為了保障沉箱入駁過程中不與氣囊發(fā)生刮蹭事件，可以半潛駁同時將4個錨拋入。

4.安裝沉箱

4.1沉箱出塢

一般來說，進(jìn)行沉箱出運(yùn)碼頭的地方會與安裝點(diǎn)隔著130m遠(yuǎn)，將半潛駁收攬移動到安裝前面的深水處，并且在下潛區(qū)進(jìn)行具體的布置工作。到達(dá)高潮位置時會有不一樣的要求，具體有兩點(diǎn)，（1）均勻加水下潛；（2）注入部分壓載水于沉箱內(nèi)部。如果沉箱的下部以及半潛駁甲板即將發(fā)生脫離時，要將半潛駁下潛的速度降低一部分，當(dāng)下潛到離甲板只有30cm時，查看沉箱是否達(dá)到了平衡狀態(tài)。如果還是沒有出現(xiàn)平衡，可以采用調(diào)整隔艙內(nèi)部的相關(guān)水位的方式達(dá)到此目的，當(dāng)然要小幅度的進(jìn)行。最后再用拖輪將沉箱出塢，此過程一定要保持緩慢的狀態(tài)最好保持勻速進(jìn)行，直到全部出塢，這時便可以將沉箱進(jìn)行具體的定位，與此同時將半潛駁撤離出施工現(xiàn)場就可以了。

4.2沉箱安裝

沉箱的粗定位可以采取GPS裝置，把沉箱利用絞纜移動到基床的地方。沉箱的繼續(xù)下沉要根據(jù)潮位的具體情形進(jìn)行，當(dāng)達(dá)到基床50cm的時候，注水工作不再進(jìn)行，此時讓壓載水進(jìn)行沉箱的調(diào)整工作，隨后再次進(jìn)行細(xì)致的定位。當(dāng)準(zhǔn)確定位后，繼續(xù)進(jìn)行下沉，完全下沉之后再對隔倉進(jìn)行注水工作。當(dāng)出現(xiàn)低潮時，確定沉箱的具體移動。如果測量結(jié)果符合相關(guān)規(guī)定則意味著沉箱的安裝工作順利完成；否則在第二次沉箱安裝時才能針對第一件沉箱繼續(xù)調(diào)整。

之后的連續(xù)沉箱工作均依賴于前一件沉箱。當(dāng)各個沉箱安裝完畢后，要繼續(xù)針對產(chǎn)生的偏位進(jìn)行勘查，出現(xiàn)不符合規(guī)范的現(xiàn)象時要重現(xiàn)安放。在安裝之后，設(shè)置沉箱位移的具體觀測點(diǎn)一般選用沉箱的四角。先進(jìn)行初始值的測量，之后潮水經(jīng)過一次測量一次。若發(fā)現(xiàn)測量后結(jié)果符合規(guī)范要求，安排后續(xù)的連續(xù)測量工作即可。

4.3沉箱安裝注意事項

（1）要在低潮期而且是在流速處于較低狀態(tài)時進(jìn)行沉箱安裝。

（2）為了工程的整體質(zhì)量，安裝過程中要按照碼頭前沿線的順直度進(jìn)行。

（3）定期進(jìn)行沉箱的位移情況、沉降現(xiàn)象。

（4）為了沉箱安裝工作的穩(wěn)定性，先進(jìn)性沉箱浮游穩(wěn)定性的計算工作。具體安裝沉箱時，對壓倉水位的具體高度要進(jìn)行嚴(yán)格的把握，加水工作也要精準(zhǔn)控制。為了保證下沉的速度維持在緩慢的狀態(tài)下，對箱內(nèi)外水位差也要精準(zhǔn)控制。

5.結(jié)束語

本文主要針對福州港松下港區(qū)牛頭灣碼頭的出運(yùn)碼頭和沉箱相關(guān)安裝技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，目的是讓相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人士認(rèn)識到這項技術(shù)的重要性，以此為未來的港口碼頭建設(shè)提出進(jìn)一步的建議，提高工程的施工效率并對質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)保障。

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