沉箱出运以及安装过程的施工质量控制

卢新露

摘要：重力式码头沉箱具有操作性强、整体稳定性高、耐久性高与施工进度快等优点，在水工建筑中广泛应用。沉箱的出运和安装质量直接影响重力式码头主体的施工质量和耐久性，本文以三航局在阿尔及利亚奥兰港集装箱码头工程项目为例探讨了沉箱出运与安装过程中的质量控制措施。

关键词：重力式码头沉箱；出运；安装

沉箱是重力式码头中常用的结构形式，一般沉箱多数在专业预制场预制，由滑道小车滑入海中浮运或由轨道横移至潜水驳浮运。在目前水工工程建设中，外海施工工程增多，重力式码头的沉箱尺寸明显加大。预制沉箱的预制质量、出运安装问题，较难解决。

一、工程概况

1、对奥兰港Skikda港池进行围海造陆，用42个共计640米长的圆柱式沉箱改造现有的结构，达到扩大现有码头的目的。沉箱体积为Φ15.0m×15.8m，重量为1300t。

2、建设一座500m长的斜坡抛石消浪堤和一个约112米长由7个圆柱体的沉箱组成的沉箱结构的护岸。

3、对约510m长的Tessala防波堤采用抛投预制的块体方式进行加固。堤头上部为现浇混凝土沉箱挡土墙结构。

二、沉箱出运施工质量控制

（一）沉箱浮游稳定设计

因为本工程沉箱为异型沉箱，沉箱浮游稳定计算结果不稳定，即沉箱不能起浮，一般施工考虑加水来保证沉箱浮游稳定，根据计算加水浮游稳定后，沉箱吃水在7米以上，沉箱在半潜驳内不能起浮，为了减少沉箱浮游稳定时的吃水，我们考虑在沉箱单侧用砼块加载，沉箱在浮运时要在沉箱单侧加载30T，以保持沉箱平衡及浮游稳定，此时沉箱吃水6.4米。

（二）出运条件及布署

由于地中海气候条件稳定，奥兰港没有国内的潮差情况出现并且港区内浪涌较小，故直接在出运轨道上考虑在出运码头前沿处设置两台10T卷扬机，配合半浅驳上两台同一轨道上的卷扬机（35T）。

（三）沉箱出运准备

制作钢木结构施工平台及施索挂蓝，要求能承受2kN/m2施工荷载，可作整体安放设计，数量2套。以方便施工人员施索及沉箱出运。四角设ф30圆钢拉环，用于系带风缆。沉箱内外用油漆刻画水尺。爬梯19只，每个沉箱外侧挂一只，以供施工人员上下预制5T砼块12块，保证沉箱压载。

（四）沉箱顶升

沉箱位移方向前用一部35吨卷扬机牵引，其后用两部10吨卷扬机制动。可通过调整气囊气压来达到沉箱启动时牵引力减少和制动的要求。位移中减小气压，即可增加滚动阻力，實现减速；在沉箱前摆放充气的气囊也可达到制动的目的。

（五）沉箱水平纵移

1、气囊就位充气

（1）高压水清理沉箱底部、周围的杂物，检查沉箱底部有无漏浆、尖锐突起、底部边缘有无棱角、气囊有无损伤，送气管路畅通；

（2）检查牵引卷扬机和制动卷扬机工作状态正常，滑轮组、钢丝绳等机具符合规定；准备好气囊；

（3）在沉箱上距底部约80cm高处捆绑直径与牵引力相匹配的一条钢丝绳，钢丝绳的两个头与φ43（6*37）牵引钢丝绳用卡环连接，牵引钢丝绳定滑轮与地锚连接，开启牵引和制动卷扬机使钢丝绳稍稍拉紧；

（4）按预定位置在沉箱底部穿入气囊，气囊轴线应垂直于沉箱移动方向，5条气囊摆放应尽量平行，以保证沉箱水平位移时不跑偏，在沉箱前方摆放4条同规格的接应气囊；

（5）气囊充气，充气时要循序渐进，注意5条气囊的气压均衡，顶升稳后，撤出支垫枕木。

2、沉箱水平位移到出运码头前沿

（1）在沉箱前面按预定位置摆放好接应气囊；

（2）先开动制动卷扬机放松牵制钢丝绳，再开动牵引卷扬机，要注意各卷扬机同步、协调，要严格控制沉箱的行进速度；

（3）沉箱后端的气囊滚动到临近沉箱边缘时应迅速放气，严禁气囊带气压蹦出来；

（4）沉箱前部接近沉箱底部的气囊迅速充气，当沉箱底部完全压在前端气囊上时，该气囊的气压应达到与其他气囊相同的气压；

（5）将沉箱后面的气囊搬运到前面并按规定摆放；

（6）沉箱到达预定位置后，再把沉箱底部按预定位置摆放枕木，各个气囊缓慢放气，使沉箱平稳地坐落在枕木上；

（7）待气囊完全排气后，抽出气囊；

（8）解开沉箱上的卸扣，各卷扬机收好钢丝绳。

三、沉箱安装过程的施工质量控制

（一）第一件沉箱安装

安装前，检查基床整平面有无扰动或障碍物；检查沉箱底有无粘底及其清除情况，如有将采取处理措施。第一件沉箱要求精度较高，沉箱安装采用300t起重船辅助定位，沉箱灌水下沉落床的施工工艺。半潜驳压水下潜同时用水泵向沉箱内灌水，使得沉箱同时进水下沉。根据之前的计算，当半潜驳下潜至水深约17m左右时，沉箱达到浮游稳定（G型沉箱内水深约为3m～4.8m），此时关闭水泵停止灌水，沉箱不再下沉从而与半潜驳脱离，沉箱脱驳离开后，用拖轮将300t起重船和沉箱一起拖至安装现场附近（防波堤掩护范围内风浪较小的地方），拖运过程中用钢丝绳使沉箱与起重船船头贴紧，连接成一体，并加垫橡胶轮胎，避免起重船与沉箱之间发生碰撞，造成沉箱崩角损坏；然后将起重船的锚抛好，起重船的锚位要选择在合适的地点，要便于起重船辅助安装定位。起重船采取船尾顶风顶浪，船头对准待安装的基床的方向驻位，使得起重船抵消一部分风浪对沉箱安装的影响；最后通过起重船收放锚缆，将起重船和沉箱一起移运至安装现场，进行安装。

起重船和沉箱一起移运至安装现场后，打开水泵，沉箱灌水缓慢下沉，下沉的同时，放松起重船吊索钢丝绳。当沉箱下沉至距基床顶面约50cm时，停止灌水，调整沉箱前后平衡后，开始沉箱精确定位。安装时，测量采取双控的手段，一是准备2套GPS在沉箱上做点进行控制；二是利用全站仪在沉箱上做点，在老码头的控制点进行测量。之所以采用双控手段是由于老码头在有船舶停靠的时候会阻碍全站仪的测量。

（二）第二个沉箱安装

第二个沉箱安装时采用第一个沉箱作为依托进行安装，定位方驳驻位于待安沉箱一侧，按照安装要求将船艏或船艉的锚缆放长，以便与避让已经安装好的沉箱，使待安沉箱顺利顶靠方驳。沉箱与沉箱，沉箱与方驳的带缆方式，缆绳通带完成后打开注水阀门并目测调平沉箱，当沉箱底距基床还有60cm时关闭注水阀门，进行精准定位。通过测量报数，一人负责指挥收紧和放松缆绳，一人负责指挥打开和关闭注水阀门，两沉箱间通过硬木控制缝宽，经过反复调整，最终使沉箱平稳的沉放到正确的位置。

沉箱安装后，应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。在安装稳定后，应重新测量检查，重新安装直到达标，否则将会出现严重的累计超差。

四、结束语

采用上述质量控制措施，成功的出运沉箱，且在出运过程中无沉箱质量、安全事故发生，对驳船体也未造成任何影响。说明该工艺施工效率高，同时施工安全、可靠。

参考文献

[1]黄金龙.沉箱出运安装的安全控制研究[D].水利工程：天津大学，2013.

[2]刘刚唐，亮林伟.外埠地区新建沉箱预制场情况下沉箱出运、拖运及安装[J].黑龙江科技信息，2015年17期.