重力式沉箱码头中沉箱安装施工及质量控制分析

李峰楠 张伟豪

摘 要：重力式沉箱码头是码头工程建设过程中经常使用的一种结构，具有良好的结构整体性、抗震性等优点。本文结合实际案例，从重力式沉箱码头出坞、沉箱安装两个方面对沉箱安装施工进行了分析和探讨，并对施工过程中质量控制措施进行了探讨，顺利完成了沉箱安装施工，值得类似工程借鉴和参考。

关键词：沉箱出坞 沉箱安装 沉降位移

1.工程概况

某工程码头采用重力式沉箱码头结构，码头总长度为1200m，单个沉箱的重量为2976t，一共有67件沉箱。沉箱在预制场进行预制，验收达标后利用浮船坞将其运输到安装区。在施工现场对浮船坞进行定位，然后使沉箱浮出后将其从浮船坞拖出，然后结合施工现场的具体情况进行沉箱的安装施工。本文重点分析重力式沉箱码头的沉箱安装技术进行分析和探讨。

2.重力式沉箱码头按照施工工艺

施工准备→沉箱运输→沉箱出坞→沉箱安装和养生。

2.1沉箱出坞

根据工程需要，沉箱安装将采用3500t浮船坞“四航华南”号。本工程港池底标高为-18.5m能满足下潜坑要求，沉箱由浮船坞运载到施工现场，首件沉箱因安装工藝需要采用方驳上的卷扬机牵引出坞。第二件开始采用拖轮拖带出坞。浮船坞由测量船引导进入下潜坑后，测量人员上浮船坞，然后通过GPS进行浮船坞定位，并利用水砣对下潜坑实际水深进行测量。

通过计算浮游的稳定性发现，沉箱浮运时沉箱的支垫高度值为0.3m，沉箱吃水深度值为12。3m，坞型深度值为4.6m。为了确保沉箱顺利从船坞出浮，在沉箱起浮时要将水深余量保持在0.5m左右。下潜坑水的深度要超过17.7m，起浮时潮位下潜区最高潮位水深要在18m以上。

分别在沉箱两侧壁距离沉箱底面15.1m的位置布置两个直径为46mm的预留孔作为沉箱出坞、拖运的连接孔，下潜沉箱之前，需要使用吊机将加工好的钢筋爬梯到拉杆孔所在的位置。做好准备工作后，且下潜区潮位达到下潜要求后可以安排下潜。在浮船坞下潜时，指挥人员要时刻关注船坞下潜的实际情况，了解沉箱吃水的深度。沉箱吃水深度超过5m后，开启注水阀向仓中注水。当后仓注水深度在2m左右、中仓注水深度在2m左右，前舱注水深度在2.1m左右是将注水阀门关闭，然后对压仓水深进行测量，并根据水深情况以及计算要求对压仓水深进行确定。

在沉箱的吃水深度达到了11.8m时，基本已经达到了起浮的临界条件，此时安排沉降吃水监测人员进行调度，下达调度指令后，暂停浮船坞的下潜。木船上的施工员组织工人将方驳卷扬机钢丝绳和沉箱钢丝绳连接。在钢丝绳连接和压仓注水工作完成后，即可安排吊机连接沉箱顶和船坞顶吊离工作栈桥。

继续下潜浮船坞，在沉箱起浮时，将卷扬机启动，使钢丝绳可保持在一个微受力状态，在这一过程中，安排工作人员查看沉箱是否出现了倾斜，然后根据具体的情况进行注水调节，确保沉箱处于平衡的状态下。

沉箱赤水深度达到设计要求后立即安排操作员启动卷扬机上的牵引钢丝绳，然后慢慢的从浮船坞中拖出沉箱。此外，需要根据沉箱移动速度调整遛尾缆绳的松紧程度，确保沉箱可以从浮船坞缓慢、均匀的出浮。沉箱刚从浮船坞中出来时，要先暂时停止牵引，并将前部遛尾的两根缆绳解开，并继续保持后面的两根缆绳进行遛尾，检查沉箱的平衡状态以及沉箱压仓水深，保证其达到稳定后将卷扬机再次启动，然后缓慢的从下潜坑中将沉箱匀速拖出，并靠在方驳边。沉箱出坞示意图如图1所示。

2.2沉箱安装

2.2.1安装第一件沉箱

在安装第一件沉箱时，由于四周缺乏辅助物和参考物。因此，只对其进行粗装，为后续的精细化安装创造条件。

在第一件沉箱安装地点附近开挖一个下潜坑，浮船坞进入下潜坑抛锚时尽量把锚抛远，让浮船坞可移到安装地点。浮船坞下潜、沉箱出坞后，需要根据设计的沉箱稳定性要求，分别向各沉箱仓格中进行加水，确保沉箱处于稳定、平衡的状态下。同时浮船坞起浮，当浮船坞甲板面露出水面，从坞口两边缆桩处各引1φ40mm拖缆将沉箱捆绑在坞口（坞口处设有橡胶护舷可隔开起防撞作用），然后操纵浮船坞上各锚机，分析将沉箱移动到设计的安装位置，然后向沉箱各个格仓中加入水，使其在下沉过程中可保持平衡。由于第一件沉箱为粗安装，所以需要再安装好第二个沉箱后，重新进行起浮安装。

2.2.2安装第二个以后的沉箱

在已安沉箱上安装钢架平台，与沉箱2个格仓孔尺寸相吻合，放置于沉箱前后两个仓格上用螺栓固定。上部配置了电箱电源、钢丝绳倒向滚筒以及两台5t卷扬机，并将其作为人工操作平台。在潮位出现退潮时才可以安装沉箱，在进行沉箱安装之前，需要先将钢架平台卷扬机上的钢丝绳松出一定的长度，然后在实际安装时，使用卷扬机拖动沉箱至设计位置，然后将水泵和加水阀启动。

将水加入到沉箱中，使其可稳定下沉，沉箱下沉到设计的高度以后，在已安装好的沉箱和待安装沉箱接缝位置挂上10t手拉葫芦，手拉葫芦为4个。然后根据要求布置用于调整缝隙的模板或木枋。继续将沉箱下沉到箱底和基床面1m左右的位置时，暂停加水，然后沉箱4个角点对上游和下游的高度差进行测量，然后进行调平。

初步对沉沉箱进行定位以后向沉箱中继续加入水，在沉箱底面和基床面之间的间隔距离控制在0.3～0.5m时，安排测量人员对四角偏位和沉陷标高进行测量，然后结合测量结果。使用注水或抽水的方式调整沉箱，保证上游标高值相同。利用卷扬机和手拉葫芦调整沉箱之间木板的厚度，并对沉箱之间的接缝、错牙、偏位等情况进行调整，保证其可以达到规范要求。经过调整后，需要再沉箱中注入水，然后观察和调整沉箱的下沉情况，保证沉箱可以稳定落至基床面上，当沉箱下落到基床后，持续将水注入到沉箱中，并观察沉箱动态，结合观测结果调整各仓注水的速度。防止沉箱注水时出现偏位的情况，沉箱中水注入到沉箱墙预留的连通孔后，测量沉箱偏位情况，在其满足设计规范值后，需要向沉箱中加入水，水位要和潮水水位保持一致，此时沉箱安装作业完成。

3.沉箱安装质量控制措施

3.1安装前质量控制措施

在进行沉箱安装前，要对船机进行合理的组织和分工，使基床抛石施工、基床爆夯施工、基床整平施工、沉箱安装施工可更好地衔接起来，缩短工序交接时间，保证工程质量。安排专人检测抛填石料的质量，保证其可达到规范要求。

3.2控制安装过程施工质量

在进行安装作业前，需查看基床整平面是否存在障碍物，如果有要立即清除，要结合预制尺寸的误差情况，确定缝宽控制值。在沉箱系泊到已安装好的沉箱边时，布置橡胶球以防撞。在沉箱坐落到基床前，需对压仓水进行调整，使基床和沉箱底面吻合。此外，还要考虑水流的影响，施工时安排专人进行监控，并根据实际情况对水位差进行控制，确保箱体的平衡性。

3.3沉降位移观测及分析

沉箱安装好后，在经过一次潮汐后，要对沉陷的位置进行复测，达到要求后即认为沉箱安装好，否则需重新将沉箱吊起进行安装。如果沉箱安装达到质量要求，即可填入填料，在填料回填时，要加强观测频率，并认真填写观测记录表，若发现有异常情况出现，要分析出现的原因，并提出应对措施。

4.结束语

综上所述，文章以实际工程为例，对重力式沉箱码头施工过程中沉箱安装施工以及沉箱安装过程中施工质量的控制措施进行了分析和探讨，顺利完成了沉箱按照施工，取得了良好的施工效果，值得类似工程借鉴和参考。

参考文献：

[1]JTS 167-2-2009.重力式码头设计与施工规范[S].人民交通出版社，2009.

[2]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.