连云港港口工程设计研究院有限公司 江苏连云港 222042
摘要：重力式码头的安装是一个比较复杂和系统的工作，由于实际工程涉及到很多过程，一旦某个问题出现，可能会影响到工程的整体质量。为此，在安装和施工过程中必须了解和掌握施工技术要点，并采取合理有效的施工工艺和控制措施，从而保证了工程施工的质量。基于此，我们现针对重力式码头沉箱结构施工关键技术进行分析。
关键词：重力式码头；沉箱结构；施工关键
1 重件码头沉箱出运
1.1出运控制要点
在沉箱出运过程中，如果发生沉箱重心的大幅度偏移，就会严重倾覆沉箱。因此，在其质量控制中，要对沉箱和台车间的相对位置进行控制，具体的控制要点有：测量沉箱平台位置放线时，要保证其沉箱重心垂线在横移道的中心线上，而其偏差只允许在 5 毫米的范围内；检查预制平台面的平整度，保证其小于 5毫米；在出运前检查沉箱的预制情况，如果发现沉箱重心的实际位置和理论位置间的水平偏差在 2cm 之上，就要采取相应的措施进行调整；在进行沉箱的顶升和落顶时要保证缓慢同步，准确的进行横纵的移车和沉箱的横移；注意保护成品，尽量使顶升位置与沉箱外墙中线靠近，覆盖木板在千斤顶上表面，避免出现沉箱磕碰的情形。
1.2大型沉箱出运
鉴于气囊移动存在诸多不确定因素，出于安全考虑，湄洲湾港沉箱出运多采用轨道移动，沉箱预制完成后且强度满足设计要求后，进行沉箱顶升，采用 4 台 800t 千斤顶，检查完毕千斤顶后，将其运到千斤顶沟，并将 40mm 的厚钢板放在其顶部。在千斤顶沟中有预先就放好的5cm 的钢板，将千斤顶放置其上，与千斤顶油泵相连接。在连接好四台油泵后，同时进行启动，对千斤顶的升程情况进行观察，保证千斤顶在进行沉箱顶升的过程中可以同步。如果发现个别的千斤顶的受力太大，就要进行其顶升速度的及时调整，避免出现千斤顶损坏的情况。顶起沉箱到横移台车位置的 5cm － 8cm 之上，就停止顶升，使用 15t 叉车推沉箱横移沟盖板车，及时调整盖板车的高度，保证盖板车可以完全托起横移沟盖板。在纵移区的横移轨道上进行横移车的摆放，连接好横移车后将其推到横移沟内，在其稳定后，就开始千斤顶落顶，使沉箱落座在横移台车上。沉箱轨道出运工艺流程如下
1.3沉箱出运工序的施工方法
在进行半潜驳侧向靠岸时，要使其定位装置和码头的半潜驳定位装置可以重合。在进行半潜驳注水时，沉箱要整体下沉，其底板比座底平台高 20cm 时，就开始进行测量定位，并进行船位的准确调整，实现船上轨道和岸上纵移台车轨道轴线间的重合，此时注水保证半潜驳的平稳性，再进行连接半潜驳的岸上台车的短轨安装。
2沉箱安装工艺
2.1吃水、压载和浮游等稳定验算
采用半潜驳浮吊沉箱安装时，沉箱要有一定的漂浮稳定性。第一，其浮体的稳定性用定倾中心高度（m）表示，在浮体定倾高度≥0.2m时，其稳定性就得到了满足；在进行远程浮运时，用液体压载，就要求≥0.5m，如果用块石和砂等固体进行压载时，其要求是≥0.4m。可以用定倾中心高度来表示浮体的稳定性。其需要满足：m =ρ－ a，（m 是定倾高度，ρ 表示定倾半径，α是沉箱重心到浮心间的距离）。沉箱的定倾半径就可以计算：ρ = I/V（I 表示沉箱对纵向中心轴的惯性矩，V 是沉箱的排水量）。第二，沉箱底富裕深度的最小值是 0.2 + 0.2 + 0.5 =0.9m（船舶航行下沉量为 0.2m，船底触底的安全富裕量是 0.2m，波浪涌浪的沉箱垂直运动的富裕量是 0.5m）。结合拖航水域的水深，沉箱的最大吃水就要控制在这一水深加富裕深度的最小值。第三，初步计算无压载沉箱的稳定时，要将沉箱的重量重心分布、沉箱表面的水压力、波浪作用下的波压力和波浪力矩等计算出来。第四，验算沉箱吃水时，应准确计入沉箱内实际的残余水和混凝土碎屑的重量、施工操作平台和封舱盖的重量。
2.2测量标志和水尺
在沉箱的四边角封仓盖顶上进行沉箱安装测量标志杆的设置，长 10m，用 75× 75 角钢制作，对齐标志杆和沉箱的边缘，进行沉箱前沿线和伸缩缝宽度的控制，并在上驳沉箱前涂刷其四角侧面。
2.3 大型沉箱安装
2.3.1 采用方驳定位安装
第一，定位驳船准备。采用一艘 2000t 方驳作定位驳船，驳船上安放1 台 80t 履带吊和 4 台 8t 卷扬机。沉箱安装用的临时工作平台及水泵等设备均准备好放置在定位驳船上。第二，沉箱在预制场出运完成后，由拖轮将装载沉箱的浮船坞拖至施工现场下潜坑位置抛锚定位，定位驳船靠近浮船坞准备就绪后，浮船坞下潜，同时打开沉箱灌水阀门，按沉箱拖运浮游稳定计算要求向沉箱内注水，使沉箱满足稳定吃水后，停止注水。当座底半潜驳下潜至满足沉箱起浮稳定的吃水线以下 0.5 ～1m 时，将沉箱调平，待沉箱稳定后将沉箱用拖轮拖离半潜驳。沉箱起得到浮宜选择在平潮进行。沉箱下水出坞并系泊在定位驳船侧。同时用拖轮将浮船坞拖出安全位置。第三，利用定位驳船将沉箱移至大致安装位置，灌水使沉箱下沉，当沉箱沉至距基床顶 30 ～ 50cm时停止灌水，利用定位方驳上的卷扬机调整平面位置，测量定位后，继续灌水，沉箱下沉座底，安成安装。第四，由于第一件沉箱没有参照物作依托，因此待第二件沉箱安装完后，可利用第二件沉箱作依托，抽水起浮重新精确安装。第五，安装后，在沉箱的顶部的四个角点位置设置沉降、位移观测点，观测沉箱内未进行填料前与回填后的变形情况，并间隔一定时间进行沉降位移的观测。
第一，沉箱安装乘低平潮、潮流流速较小时进行。第二，沉箱就位以后，需及时测量其高程及位置，定时观测沉降、位移，取得数据，为下步工作提供依据。第三，安装完成后要及时进行仓内回填和后方回填，以保证沉箱的稳定。第四，船驳就位时，要注意现场位置，避免锚缆破坏基床。第五，沉箱移位安装时，要专人统一指挥。安装沉箱时要严格控制压舱水高度，各舱抽加水亦同步进行，按箱内外水面高差控制缓慢下沉。第六，沉箱安装后，需派潜水员下水检查沉箱安装误差，与基床面的接触是否吻合，与相隔沉箱的底缝宽、错牙情况。按照标准检测、达到要求并稳定后，再进行箱内回填。安装后，在沉箱的顶部的四个角点位置设置沉降、位移观测点，观测沉箱内未进行填料前与回填后的变形情况，并间隔一定时间进行沉降位移的观测。第七，为了增加沉箱的抗浪能力，特别在台风季节施工时应及时填箱沉箱内的填料，以及沉箱后的填料。施工过程要注意涨落潮的水流方向及风浪对安装施工的影响，加强对涨落潮的水流方向及风浪的观测，逐部积累其对施工的影响规律。沉箱的安装缝采用木枋按设计进行人工做缝，同时木枋也可以防止两件沉箱直接碰撞。第八，沉箱安装后及时设置沉降、位移观测点，并定期进行观测。第九，沉箱安装质量标准。
2.4 沉箱拖运
沉箱上半潜驳并经加固后，半潜驳排水或趁潮涨起浮，船艏离开出运码头支座，绞缆后退起锚。半潜驳起锚后，用1艘4946HP拖轮旁拖前进。拖航时，半潜驳的艉部要在前面。为确保半潜驳按要求的航线行驶，除上述旁拖外，还要用一艘 2640HP 拖轮在半潜驳的前面定向拖带。为确保拖带安全，按照北海市有关规定，要提前告知海监局出运沉箱的时间、地点及航道占用的时间、区间，并要鉴取航行通行证。
结束语
沉箱结构的整体稳定性好、极限承载力高、施工快且耐久性强，所以现在的大型重力式码头工程中都广泛应用大沉箱结构。而作为沉箱施工中的重要内容，其出运和安装要科学有效，把握其施工的工艺和主要的控制要点，实现大型重力式码头沉箱出运和安装的安全高效运行。
参考文献：
[1]李庆森.重力式码头沉箱安装施工技术的问题和措施[J].建材与装饰，2016，03：3-4.[2017-08-04].
[2]李桂发.沉箱出运与安装关键技术[J].江西建材，2016，14：80+83.[2017-08-04].
[3]张建丰.重力式码头沉箱安装的施工技术[J].珠江水运，2015，11：82-83.[2017-08-04].
[4]姜利清.重力式沉箱结构码头基床处理技术研究[J].中国水运（下半月），2015，1506：267-268.[2017-08-04].
论文作者:杨锋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/2
标签：沉箱论文; 千斤顶论文; 码头论文; 重力论文; 位置论文; 拖轮论文; 浮船坞论文; 《基层建设》2017年第29期论文;