重力式码头施工中的沉箱安装施工技术

贺仲春

摘 要：以某码头工程为研究对象，分析工程施工的重难点，重点研究了重力式码头施工中的沉箱安装施工技术，为今后码头施工工程的安装、操作、工艺流程以及质量的控制等积累经验，进一步提高在实践中的技术。

关键词：沉箱安装 船组定位 观测

1.工程概况

某集装箱码头工程码头结构为沉箱重力式结构，第一期设计3个15万t级集装箱码头泊位，码头岸线总长为1000m，共需出运安装沉箱53件，其中CX1沉箱48件，CX2沉箱5件。

由于首件安装的沉箱没有合适参照物，无法进行精确定位，第二件沉箱以首件沉箱为参照可以进行精确定位，故本次典型施工为前两件安装的沉箱CX1型，重量约2698t。

2.工程重难点

（1）原材料需要量较大，运输较困难；

（2）施工时间短，严格把关每个施工细节；

（3）难控制工作的交界处以及基床回淤；

（4）施工在6～9月份难度较大，安全风险增加；

（5）在施工过程中，对施工技术的要求较高；

（6）施工位置较小，在作业时易产生事故；

（7）预防波堤不稳定，对施工造成影响；

（8）进行基槽工作时，自然条件恶劣；

（9）对于混凝材料的温度要求苛刻；

（10）码头工程项目的验收要求严，对各项工作的技术要求较高。

3.沉箱安装施工技术

3.1沉箱上驳

“沉箱经过纵移至堆存区→横移至出运通道→纵移到出运码头前沿”的过程不做赘述，在移至斜坡道时，需注意控制前后气囊压力大小来调整高差，确保沉箱前后高度保持一致。

陆上牵引系统将沉箱出运到出运码头前沿并停稳后，观测一下沉箱与浮船坞各自中心线是否对齐，如未对齐，应通过绞、松半潜驳锚缆，使半潜驳左右移动，使之与沉箱对齐，偏差≤0.2m，并将半潜驳系岸锚缆收紧，牢牢固定半潜驳。

3.2下潜区及船组定位

（1）半潜驳托运

沉箱经预制场出运码头上驳后由半潜驳拖运至下潜坑位置。

出运码头距离下潜区直线距离约300m，半潜驳脱离搭接后，解开半潜驳船艏系岸锚缆，收绞后锚缆，使半潜驳离开出运码头约60m后，“粤工锚8”和拖轮“粤工拖37”就位，配合半潜驳抛锚，通过绞缆移至下潜区。

（2）船组定位

综合现场的水流及风向等水文条件考虑，沉箱垂直于基床出坞，有利于现场船机及构件的安全。“驳52”及“湛江号”浮船坞抛锚均采用“八”字锚定位。

3.3半潜驳下潜

经过计算，CX1型浮游稳定状态沉箱外表吃水为11.83m，需向仓格内灌入压载水，前排1～4仓格需压载海水2.4m，中排5～8仓格需压载海水3.4m，后排9～12仓格需压载海水4.1m，共需压载海水563t。

沉箱出运前，用油漆在仓格内墙壁上标画压载水刻度线，灌水时，人在墙顶操作平台上控制压载水量。

确认进水孔密封情况良好，半潜驳继续灌水下潜，当沉箱吃水至9m时，再次检查固定沉箱的4根后溜缆绳是否收紧。

半潜驳继续灌水下潜，沉箱外表吃水达到11.83m后，沉箱处于悬浮状态，当沉箱刚悬浮时，沉箱可能会出现倾斜情况，操作人员要时刻密切留意沉箱动态，并及时调整沉箱仓格水位，保证沉箱浮游稳定。

半潜驳继续下潜，使沉箱底板脱离支撑枕木40cm时，半潜驳停止下潜，此时沉箱具备出坞条件。

3.4沉箱出坞

沉箱浮游稳定后，启动方驳上的两台牵引锚机，缓慢收绞缆1#、2#牵引缆绳，牵引沉箱出坞，同步放松1#、2#后溜缆绳。当沉箱末端离开半潜驳一定距离（约30m）后，解除1#、2#后溜缆，并重新布置捆绑缆绳，使沉箱靠到方驳船舷，并收紧捆绑缆绳。

沉箱出坞工作后，半潜驳进行排水上浮，起锚返回出运码头，进行下一个沉箱运输。方驳带着捆绑好的沉箱慢慢绞锚移向安装位置进行安装。

沉箱出驳时，选择顺流出驳，在流水的作用下，沉箱出驳更加顺利，减少驳船牵引受力。

3.5沉箱定位安装

（1）首件沉箱安装

沉箱靠驳稳定后，驳船通过绞缆移位到待安装的基床上。计划采用丁字型安装方式，驳船从半潜驳船头移位至安装基床的过程中需要转向90°，首件沉箱安装时驳船左前锚距离码头后方回填砂区域较近，不适合水下抛锚，需提前在出运码头西侧岸边布置一个地锚，在后续沉箱安装时刻，直接在沉箱后方水域抛锚，沉箱安装时驳船锚位布置图见图1。

沉箱顶标高为+1.5m，因此沉箱安装定位需要选择潮位在+1.5m以下时方能进行安装。安装过程需约1～3h，则需根据实际潮水位合理安排安装时间。

沉箱粗定位到基床上时，打开水阀口，沉箱隔舱灌水下沉，各个阀门的开和关要尽量做到同步。在压载过程中，各隔仓灌水需均衡压载。至沉箱底板离基床面距离为100cm时，关闭各个进水阀门，使用沉箱上挂的水泵对沉箱进行四角调平，再用GPS对沉箱的位置进行粗定位，如其实际位置与预定安装位置的偏差<50cm，可用水泵给沉箱内继续进行灌水，直至沉箱底面离基床顶面大约20cm时停止，这时拉好安装使用的缆绳及葫芦，通过GPS进行精确定位，测量控制来进行沉箱安装。

鉴于第一件沉箱安装时，沉箱很难精确安装到设计基床上，通常需在安装第二件沉箱后再调整第一件沉箱。存放第一件沉箱时，第一件沉箱在原设计的位置往码头西侧方向平移30cm，预留出第二件沉箱的设计位置。

由于基床前后沿有0.3%的倒坡，沉箱前后墙略向后倾斜，墙顶后倾量为58mm，故沉箱安装前墙顶控制线距离码头前沿线558mm。安装着床前的定位，如果沉箱处于垂直状态，则按沉箱前墙面距离码头前沿线500mm控制，沉箱着床后，在基床倒坡的作用下，沉箱后倾，自然达到558mmm的距离；若沉箱不垂直，可通过调整压载水，使之处于垂直状态，如果难以通过压载水调整标准的垂直度，则监测实际的垂直度，计算前墙面距离码头前沿线的距离，并按此距离定位沉箱安装。

（2）第二件沉箱安装

首件沉箱安装由于没有可靠的参照物，难以精确安装到位，采取定位驳定位的办法先粗安装，然后依托第一个粗安装的沉箱作依靠，精确安装第二个沉箱。若第一个安装的沉箱精度不达标，需将第一个粗安装的沉箱箱内排水，使之起浮，然后以第2件精確安装好的沉箱作依靠进行精确安装。第一个粗安装的沉箱不能占用第二个待安装的沉箱的理论位置。

首件沉箱粗定位安装以后，进行第二件沉箱的精确定位安装。第二件沉箱上驳、下潜、出坞过程与首件沉箱一致，定位安装时根据首件沉箱安装完成后的测量数据得出两件沉箱顶部的间距，利用木方在首件沉箱顶部设置一道安装边线，第二件沉箱以木方边线为依据进行精确定位安装。

沉箱安装完成后需经过两个低潮位后观察沉箱稳定性，如果出现位置偏差，需要将沉箱上浮重新定位安装，如果沉箱稳定，则在沉箱顶布置警示灯和警示旗，典型施工结束。

4.结束语

综上所诉，通过实践测验，在此次工程建设过程中，针对沉箱做出了精密的定位，确保在沉箱加水下沉的过程中具体的地理位置不会出现偏差。每当沉箱到达指定的基床底部后会发生3～5cm的偏离，一般向岸边一侧进行偏离，在经过潮水的作用后，沉箱又一次向着岸边靠拢2～5cm不等，经过两次的偏离，沉箱底部将会比原本设定的位置向岸边一侧靠拢5cm左右。这就要求在进行安装沉箱时比原来设定的位置向里侧多偏离5cm左右，这样既可以保证沉箱的顺利安装，还可以保证沉箱的质量安全。综合以上具体实施方案，总结经验和不足，制定合理完善的沉箱安装措施，从根本上保证沉箱安装的安全性和可靠性。

参考文献：

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