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大型沉箱出运及其安装工艺的研究

2018-03-12张龙强

中国水运 2018年3期
关键词:安装工艺研究

张龙强

摘 要:大型沉箱是我国建设重力式深水码头的主要构件,其制造、安装已经成为建设码头工程的重点。本文针对大型沉箱出运、安装过程中存在的问题,对建设码头过程中大型沉箱的出运及安装的具体施工工艺进行研究,希望能够对类似的工程建设提供参考性建议。

关键词:大型沉箱;出运工艺;安装工艺;研究

中图分类号:U655 文献标识码:A 文章编号:1006—7973(2018)3-0065-02

重力式码头沉箱在我国水工建筑中得到广泛的应用。具有操作性能強、整体稳定性高、施工进度快等特点,如何能够在沉箱施工中控制整体工程的施工质量,是目前施工人员需要探讨的问题。基于此,本文结合实例对沉箱出运及安装工艺进行了详细的探讨,提出相关沉箱出运、安装工艺方面的有效施工措施,希望能够对我国今后的重力式码头建设项目带来一定的参考价值。

1 工程概述

某岛的填岛项目工程标段护岸的总长度为11.157km,其沉箱护岸长度达9802m,本标段共有沉箱553个,且沉箱规格不同,1000吨以上的有276个,1000吨以下的有277个,最大沉箱重1726吨,是整个项目的沉箱安装的难点。

2 施工条件

2.1 沉箱的出运

根据表1提供的起重船规模信息,为满足起重船满载时的吃水要求,需要在码头前沿设置150m×80m疏浚标高-4.0m的吊装深水作业区。为保证小沉箱的出运,转运场长200m、宽20m;疏浚标高-1.5m。

2.2 沉箱的安装

施工期间的潮位在0.3-2.6m区间。港池区的深度为-4.0m,岛体区最浅区域清浅标高-3.5m,小起重船的满载吃水为4.0m,根据施工的自然条件,施工队可等潮位升至1.0m以上时,对沉箱的进行安装施工。

3 沉箱出运的施工方案

3.1 出运前准备工作

(1)进行拆卸底模工作,并对沉箱底部及边角进行检查,若有棱角需要清除。

(2)检查沉箱内腔是否存留积水,若积水高度h>10cm,必须将水抽出,以防箱体重心受积水的影响发生偏移。

(3)对各个牵引系统逐项认真检查,排除一切施工隐患。

(4)检查空压机、气囊运转是否正常。

(5)清理拖运通道,保持场地进行整平。

(6)在顶升坑安装千斤顶,并在离底座20cm左右处垫放枕木进行起箱。

(7)按照标准摆放气囊,且气囊摆放要对称、均匀。

(8)利用钢丝绳将沉箱系牢固,钢丝绳调整整齐后连接牵引绳和溜尾钢丝绳。

3.2 沉箱牵引出运

3.2.1 系牵引及溜尾钢丝绳

将牵引和机动滑轮组与钢丝绳系好,并启动滑轮机使各钢丝绳处于刚拉伸状态,并缓慢放松。

3.2.2 气囊的初充气

初充气:连接充气管后进行充气,初充气时要做到缓慢、均匀,使每个气囊都保持相同的充气压力,分压达到共同承受沉箱重量的目的。

3.2.3 气囊充气,将沉箱顶离枕木

对称、缓慢地向气囊中继续充气(可以利用阀门进行调控),最终使沉箱呈现直立的状态,当沉箱底面受内部压强影响而脱离枕木时,可停止充气,并将枕木撤离。

3.3 沉箱横移

3.3.1 把充完气囊的沉箱提升运行高度,并进行沉箱的横移

检查各个气囊中的压力值,使气囊保持同一高度。施工指挥人员检查各项指标无误后,可以命令启动牵引卷扬机组,拉紧牵引钢丝绳,沉箱处于移运临界状态时,需暂停牵引,确保钢丝绳张紧程度在可控范围内,各滑轮组、导向轮的转动灵活性正常,气囊内气压值平稳及沉箱摆放水平后,再次启动溜尾卷扬机组,使溜尾钢丝绳稍处于较为松弛状态,指挥员可以命令操作人员拉动沉箱,并缓慢向前移动。移运时,仍要时刻观察沉箱的平稳状况,并跟进溜尾钢丝绳,既不与牵引绳形成反向作用力,又能保证沉箱不会向前倾斜。

3.3.2 移运中气囊交替

在沉箱前移的过程中,在沉箱前端与第一根气囊中心1.8~2.2m(具体还要根据实际情况确定)处摆放气囊并进行充气,充气时要注意气囊全部张开,且P≤0.04MPa左右后,再进行沉箱横移。

还有特别注意的是,在沉箱前进方向过程中需要始终保持1~2根工作气囊,当沉箱横移走偏时,必须及时调整。当沉箱后面的气囊逐渐接近沉箱尾部(按移动方向)时,快速进行排气,并保持沉箱处于直立的状态。气囊放气完毕后将气囊搬运到沉箱前面预定位置做备用,重复步骤直到横移完成。

4 沉箱安装的施工方案

考虑到重力式码头建设所在地与沉箱预制现场距离较远,选用起重船吊拖的实施工艺,即将沉箱由1800t和600t的起重船在浮吊过程中,船头经加固后由拖轮夹靠船体两侧拖带之沉箱预制现场,其重要施工流程如下:起重船在拖轮的拖带下到达沉箱预制场→起重工登上沉箱上的施工平台→沉箱的加固措施→拖轮拖至安装现场→起重船抛锚定位→沉箱在起重船的作用下注水下沉。

4.1 沉箱的出运及安装的具体施工流程

(1)起重船在拖轮的作用下到达沉箱预制现场;且抛锚及系缆都由抛锚艇配合完成。

(2)起重船利用锚机张、放缆绳,并移向预制场地岸线码头,调整起重船的吊钩位置,当位于沉箱重心正上方时,停止操作。

(3)起重工利用起重船施设将吊索与沉箱的吊孔相连接,并检查安装是否牢固。

(4)起重船升起吊钩,使沉箱稳定后在进行起重船的倒退。

(5)起重船解开岸边的缆绳,并起锚,在拖轮的作用力下,到达安装现场。

(6)起重船到达安装现场后利用抛锚艇在作业场地前后各抛2个八字锚。

(7)起重船通过锚机张、放缆绳,并移动至固定安装的位置。

(8)起重船缓慢放下缆绳,沉箱下沉超过入水口位置后,通过隔仓间的通水孔向整个沉箱体系进行充水,并在缆绳的控制下,保持沉箱各仓间的水位差的偏差在要求的范围内,从而控制沉箱地稳定下沉。

(9)当沉箱下沉至距基础高10cm位置时,由测量人员对其精准度进行技术测量,控制沉箱下沉后的位置,若下沉后的位置不符合原有的要求,则需要操作人员将沉箱提起10cm,重新进行沉放工作,进一步满足工程需求。

(10)起重工在水上利用牵引绳解开吊索具,起重船提升吊索具至水面以上,沉箱安装完成。

(11)最后在拖轮的拖动下,将起重船拖带至预制场区域。

(12)沉箱内回填。

在经过上述一系列的沉箱出运及安装的施工操作之后,施工方需要安排潜水员对沉箱进行回填工作。对注水孔进行填堵,并迅速组织抽砂船在低潮阶段将露出水面的沉箱进行回填砂工作,以确保施沉箱安装的完全性和安全性。在进行沉箱内回填的过程中,其选用的回填砂采用定量对称、轮流吹填的施工工艺,力求各个隔水仓内砂体均匀,并利用水砣对填砂标高进行测控,一般不允许箱内的各仓内的回填高度不超过1.0m。

5 总结

沉箱结构是建设重力式码头的主要组成构件,其出运与安装的施工质量直接能够影响到整个工程的施工质量。施工人员在沉箱施工中须对每一道工序的施工质量进行严格把关,确保工程的稳定性和安全性。上述所提出与沉箱出运、安装工艺有关的具体施工措施,希望能够对类似的工程建设提供参考性建议。

参考文献:

[1]李青美. 大型沉箱出运及其安装工艺的研究[D].中国海洋大学,2010.

[2]张守军. 重力式沉箱码头施工工艺研究和应用[D].青岛理工大学,2012.

[3]张功成. 细长型大直径圆沉箱预制安装关键技术研究[D].吉林大学,2012.

[4]章广斌. 大型沉箱气囊出运安装工艺研究与应用[D].山东大学,2007.

[5]唐芳明. 复杂海况条件下的大型沉箱出运及安装工艺技术[J]. 中国水运(下半月),2014,14(02):328-329.endprint

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