港珠澳大桥沉管尾端安全保障措施

李 瀚，汤慧驰

港珠澳大桥沉管尾端安全保障措施

李 瀚，汤慧驰

（中交一航局第二工程有限公司，山东青岛266071）

港珠澳大桥沉管隧道安装期尾端安全防护是HSE管理的重点。结合沉管安装施工、隧道内施工和航道区施工特点，对管节安装后尾端端钢壳和钢封门的安全保障措施进行总结和分析，以期为类似工程施工提供借鉴。

管节尾端；禁航区；船舶警戒；管内监控；保护罩；安全措施

1 工程概况和风险分析

港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道长5 664m，最大埋深46 m，由33节管节组成。沉管安装按照基床整平、管节浮运、沉放、回填等工序施工，自西向东穿越珠江口伶仃临时航道、伶仃主航道、龙鼓西航道，沉管施工期间需要对航道进行封航、禁航等限制[1]，随沉管施工推进需要进行多次航道转换。

受工序衔接紧密、复杂通航环境、恶劣天气等多方面影响，沉管安装间歇期平均超过1个月，已安管节尾端在水下存放时间较长，主要存在以下风险。

1）沉管安装施工水域航道密集，现场无AIS的中小型船舶较多，易闯入施工水域，可能发生碰撞端钢壳、钢封门的风险。

2）管节尾端船舶交叉作业多，易发生船舶锚系、缆绳刮碰钢封门的风险。

3）施工水域回淤较严重，需用专用清淤船清淤，清淤船吸头易发生碰撞钢封门的风险。

4）尾端钢封门为重复利用舾装件，施工时间长，封门的结构安全存在一定风险。

本文从沉管尾端施工警戒区、禁航区设置、船舶警戒，安装钢封门保护罩和管内钢封门动态监测、防腐保护等方面探讨沉管安装后尾端钢封门的安全管理。

2 施工警戒区、禁航区设置和船舶警戒

2.1 施工警戒区及禁航区

沉管隧道施工水域与多个航道交叉，且临时航道调整频繁、变化较大，部分中小型船舶不按海事部门航道调整、船舶限速相关要求，仍穿越原航道且航行中缺少瞭望，对已安沉管尾端钢封门安全造成较大影响。为确保航道附近施工作业安全，以待安沉管为中心，上下游各1 200 m划定施工警戒区，设置海上施工作业区专用标[2]，灯质为莫（O）黄12 s，黄色柱形结构，间距约500m；对沉管施工与航道交叉重叠水域上下游各800 m划定施工禁航区，设置海上施工作业区专用标，灯质为莫（O）黄12 s，结构黄色柱形，航标间距缩小至200~500 m。警戒标、禁航标位置和间距根据沉管浮运安装施工需要移动或撤除，施工警戒区、禁航区随沉管安装施工作阶段性调整。

通过设定施工警戒区、禁航区可有效减少中小型船舶误入沉管尾端施工水域风险，警戒区、禁航区之间有400 m警戒缓冲带，为误入的社会船舶调整航向、警戒船拦截失控船舶预留足够的反应时间。

第二阶段龙鼓西临时航路以测量平台作为转向标志物，工区在测量平台上加装4个太阳能红蓝警示灯，以区别于其他航标，并安排警戒锚艇每天对测量平台进行巡查、记录，保证警示灯工作正常，有效引导社会船舶夜间航行，防止误入沉管尾端施工水域。

2.2 船舶警戒

1）海事警戒

广州VTS中心通过AIS、CCTV监控系统指挥引导过往船舶限速或绕行，海事部门在施工禁航区上下游安排两艘海事警戒船预警，管控、拦截闯入沉管施工水域的中小型船舶，确保禁航区施工安全。

2）施工警戒

工区安排两艘大马力拖轮配合海事警戒船现场警戒值守，船员24 h值班，发现问题及时用高频对讲机09频道或手机向海事警戒船舶报告，对误入船舶使用高频对讲机协助绕行或鸣笛示警，及时拦截。

3）沉管尾端加强警戒

施工水域船舶主要通过VTS中心预警管控和海事部门巡逻船现场监控，但对于未打开AIS船舶、夜间中小型运输船、内河砂石料船、渔船等存在管控盲区，为此工区划定管节尾端安全水域，在已按管节南北两侧200 m左右安排两艘巡航警戒船、首尾两端安排两艘定点警戒船24 h警戒值守，如图1所示。已安管节尾端系船柱上挂设2个施工警戒浮漂，安排1艘锚艇定期检查。为保证夜间警戒效果，参与警戒船舶悬挂反光警示标语，增设红蓝太阳能警示灯。

图1 E24管节尾端加强警戒示意图Fig.1 Strengthening watch keeping atend of tunnelsection E24

通过施工警戒区、禁航区设置，结合VTS中心预警、海事巡逻船警告、施工警戒船拦截的层层管控，为沉管尾端钢封门的安全提供了良好的环境保障。

3 钢封门保护罩

钢封门保护罩主要考虑紧邻伶仃主航道的E14管节，因跨年施工间隔期超过3个月，基槽长时间放置出现大面积回淤，需采用专用清淤船进行基槽清淤。航道过往大型船舶船行波造成清淤船吸头摆动，易发生碰撞钢封门风险，且存在社会船舶偏离航道闯入施工区的重大风险。

结合沉管尾端结构特点，考虑保护罩安拆方便并且安装后具有自稳性，保护罩选用“眼镜式”整体钢结构[3]，如图2所示。结构前端主框架和两侧辅框架均为钢管焊接的钢框架结构，钢结构的内侧安装橡胶护舷增加与管节尾端的缓冲。安装施工采用自主研发的水下三维定位测控系统，实现水下精准安装保护罩。安装和拆除时需注意防止钢结构与钢封门发生碰撞。

图2 保护罩示意图Fig.2 DiagramMatic sketch ofbulkhead protceted steelwork

经实践验证尾端安装钢封门保护罩这种安全隔离方式，可有效避免清淤过程中清淤吸头碰撞钢封门的风险。

4 其他安全保护措施

4.1 已安管节封门管理

为加强对管内最后三道钢封门的安全管理工作，工区对进入最后一个管节作业严格实施申请许可和出入登记制度，安排4名专职安全值班员在尾端中间管廊处值班，值班处设置围栏、安全须知牌、警示牌，值班人员配发警棍和手持扩音器等。值班人员负责核对申请单有效性，对管内作业人数、进出时间、作业项目进行记录，检查进出作业器具和材料，严禁携带火种、易燃易爆、腐蚀性物品，严格执行人孔门的开关程序。值班人员在值班期间对钢封门（含阀门）的水密性进行检查，并认真填写尾端钢封门、管内安全记录本，钢封门有渗漏、损坏情况立即汇报。现场发生紧急情况时，安全值班员立即通知管内作业人员迅速撤离，在确认管内作业人员全部安全撤离后，关闭中廊道人孔门，同时，值班员使用应急电话报告管内分部值班人员，组织疏散管内其他人员。通过以上安全管理措施，确保尾端钢封门内侧风险受控。

4.2 封门监测

如图3所示，在已安管节尾端设置位移计，对钢封门钢梁及钢板的变形进行监测，实时判断钢封门在不同水压下的工作情况；设置振弦式弧焊应变计BGK-4000，对尾端钢封门的变形及应力进行监测，实时判断管节尾端钢封门的受力情况。通过建立钢封门变形动态安全监控数据分析系统，可提早发现异常，并有效保障尾端钢封门安全。

图3 钢封门变形监测测点布置图Fig.3 ArrangeMent of deformationmonitoring pointson steelsealdoor

4.3 牺牲阳极保护

尾端钢封门为重复利用舾装件，且暴露于海水的时间较长，最长可达7～8个月，故需对钢封门进行防腐处理。通过方案比选，采用在封门上安装牺牲阳极块方式进行防腐保护[4]，牺牲阳极块定期更换。牺牲阳极块安装如图4所示。

图4 钢封门牺牲阳极块分布图Fig.4 Arrangement of sacrificialanodeson steel seal door

5 结语

结合沉管施工具体情况，通过在沉管施工水域设定警戒区、禁航区、船舶警戒、管内钢封门监控和牺牲阳极保护等多种安全措施，取得了良好的效果，有效保障了沉管尾端钢封门安全，可为国内类似工程施工提供借鉴。

[1]范铁锐，李瀚，郑秀磊.港珠澳大桥航道区沉管施工安全措施[J].中国港湾建设，2015，35（7）:140-142.

FAN Tie-rui,LIHan,ZHENGXiu-lei.Securitymeasures of tube construction in shipping channel of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge[J].ChinaHarbour Engineering,2015,35(7):140-142.

[2]GB 4696—1999，中国海区水上助航标志[S].

GB 4696—1999,Maritimebuoyage system,China[S].

[3]宿发强，马宗豪.沉管尾端钢封门保护罩安装施工技术[J].中国港湾建设，2015，35（8）:46-48.

SU Fa-qiang,MA Zong-hao.Installation technology of the end bulkhead protected steelwork in immersed tube[J].China Harbour Engineering,2015,35(8):46-48.

[4]JTS153-3—2007，海港工程钢结构防腐蚀技术规范[S].

JTS 153-3—2007,Technical Specification for corrosion protection ofsteelstructures forseaportconstruction[S].

Safety measures for immersed end of subMerged tunnel sections for Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

LIHan,TANGHui-chi
（No.2 Engineering Co.,Ltd.of CCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Qingdao,Shandong 266071,China）

safety protection of the immersed end of tunnel sections during their installation is the key of the HSEmanagement for Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge.Combining with the characteristics of immersed tube installation construction,tunnel construction and course sector construction.The securitymeasuresof end steel shell and steel seal door after pipe joint installed were summarised and analyzed.Itprovides references for the similarengineering construction.

end of tunnel section;prohibited navigation area;shipping alert;in-tunnel monitoring;bulkhead protected steelwork;safetymeasures

U455.1

B

2095-7874（2016）07-0108-03

10.7640/zggw js201607031

2016-05-31

李瀚（1987—），男，江苏徐州人，助理工程师，安全工程专业。E-mail:415611886@qq.com