受限场地沉箱临时预制场规划建设的探讨

曾欣 邓樑斌 中交广州航道局有限公司

1.工程概况

澳头对台渔业基地（二期）起步工程位于厦门市翔安区。本工程新建护岸589.4m，其中西护岸长301m，南护岸288.4m，需要预制沉箱共50件，其中甲型沉箱44个，乙型沉箱3个，丙型沉箱3个。甲型沉箱单件重约520t，尺寸10.05m×9.8m×9m，乙型沉箱单件重约335t，尺寸10.05 m×9.8m×5 m，丙型沉箱单件重约375 t，尺寸10.05m×11.5m×5m。

2.沉箱预制场选址

经踏勘，本工程附近仅有东侧一块面积约6500m2空地可供使用，该场地长约144m、宽44m，不足以满足沉箱一次性全部预制完的要求，需进行分槽分批预制。但场地较为平整，且临海侧前沿是已建成直立式沉箱护岸，便于沉箱出运。

3.预制场规划与建设

3.1 设计原则

（1）结合现有场地地貌、地质资料合理选择地基处理方式，避免不均匀沉降，满足承载力要求。

（2）场地设置要结合沉箱安装顺序、方向及沉箱不同类型的数量。

（3）根据有限场地单个沉箱需多次移运特点，选择安全、快捷、有效的移运工艺。

（4）场地规划要最大程度提升沉箱预制、出运等工作的效率，满足工期要求。

3.2 总平面规划

根据上述原则，预制场分为加工区、生产区、防腐养护区、存放区、吊装区共五个区。沉箱预制场内采用两排台座，每排台座都可以独立进行预制和出运，以实现预制和出运同时进行，达到互不影响的目的。同时在场地内设置u型施工道路，以满足沉箱预制需求。场地进行封闭式管理，场内道路和排水畅通，场地四周应设置围挡与外界隔开。预制场内设置门式起重机一台，用于装拆模板及搬运钢筋，同时配以一台25t汽车吊辅助；设置550t台车一套，用于沉箱平移。

3.3 总平面布置

（1）沉箱平移台座布置。沉箱台座平面尺寸为117m×28m，沉箱共分3槽预制，第一槽20个，第二槽20个，第三槽10个。沉箱预制顺序与沉箱安装顺序一致，即先进行西护岸沉箱预制，按照从北向南顺序；后进行南护岸沉箱预制，按照从东向西顺序；最后在交接处合龙。

第一槽布置3个乙型沉箱，17个甲型沉箱，考虑安装方向，沉箱前趾朝西；第二槽布置3个丙型沉箱，20个甲型沉箱，考虑安装方向，前6个沉箱前趾朝西，后14个沉箱前趾朝南；第三槽布置10个甲型沉箱，考虑安装方向，沉箱前趾朝南。

（2）牵引系统布置。因预制场地有限，单个沉箱需要多次平移并尽快为沉箱预制提供工作面，传统的气囊平移工艺，工序多、耗时长、安全性能低，影响沉箱预制进度。经比选拟采用台车工艺，实现沉箱平移快速化，沉箱从最后一排平移至前沿仅需1h，最大限度减少了沉箱平移占用时间，且提高了沉箱平移安全性。

台车轨道共布置8 根，单根长117m；单个沉箱共布置两条台车，轨道中心间距为6m，根据沉箱重心位置进行布置。

（3）起重系统布置。预制场内设置20t门式起重机一台，净宽28m、净高18m，门吊轨道长135m，用于钢筋下料、模板制作及沉箱预制等施工，配以一台25t汽车吊辅助；门式起重机配置夹轨器，在轨道梁上设置防风地锚，轨道两端设置车档。

（4）加工、存放场地布置。钢筋加工场布置在生产区北侧，平面尺寸为28m×18m。根据加工场功能使用要求划分为原材堆放区、原材加工区和半成品堆存区。在加工区布置钢筋加工设备，如切断机、弯曲机、调直机等。

为满足原材堆放、钢筋加工的需求，钢筋加工场设置轨道式活动钢结构防雨棚。轨道式活动钢结构防雨棚委托钢结构厂家进行设计及安装。

（5）施工道路布置。预制场内在台座两侧及加工场地后方布置一条6～10m宽的U型施工通道，主要用于原材料进场、沉箱混凝土浇筑施工，在预制场东侧及北侧各设置大门一处，连接场地内道路至围挡外侧的施工便道。

（6）搅拌站和料场布置。采用商品混凝土，场地内不设置搅拌站和料场。

（7）水电布置。预制场主要用电设备有台车、门式起重机、钢筋模板加工设备、振捣棒及照明等。施工现场设置一座变压器，临时用电由配电室引出至预制场，场内线路全部采用预埋敷设，所配置的配电箱满足“三级配电、二级漏电保护、一机一闸一箱一漏”配电及保护的使用要求，严禁多机一闸现象，编制临时用电施工组织设计。

施工用水主管采用φ70mm PVC由附近村庄引至预制场内，场内采用φ50mm PVC引到沉箱预制区。施工现场所有供水系统全部沿着排水沟进行敷设。

为了满足预制场内排水的要求，在沉箱预制区（轨道梁内侧）布置排水明沟，断面尺寸为40cm×30cm，设置坡度≥1.5%的纵向排水沟，形成雨水排水系统。

（8）沉箱出运布置。沉箱采用台车顶升并平移至前沿直立式沉箱护岸，起重船靠岸直接吊运安装的施工工艺。前沿直立式护岸有翔实的设计资料，承载力、抗倾、抗滑稳定性均满足沉箱安放和吊运要求。

3.4 断面结构设计

（1）加工区断面结构。平面尺寸为28m×18m。场地硬化采用10cm厚C15素混凝土。

（2）生产区断面结构。横断面布置：沉箱生产区台座布置6个，结构采用20cm厚C25素混凝土；台车轨道基础采用C25钢筋混凝土结构，尺寸为300mm×2000mm，基础两侧开挖基槽采用回填砂并做密实处理；门式起重机轨道基础采用C25钢筋混凝土结构，尺寸为400mm×400mm；水电管沟尺寸为400mm×300mmm，垫层采用M10砂浆并砌筑400mm高的砖墙。

门式起重机轨道基础：门式起重机轨道基础采用钢筋混凝土结构，轨道梁断面尺寸为400mm×400mm，底层配置4 根φ18的钢筋，顶层配置4根φ 18的钢筋，箍筋配置@200mmφ8的钢筋。

台车轨道基础：台车轨道基础采用钢筋混凝土结构，轨道梁断面尺寸为300mm×2000mm，底层配置8根φ14的钢筋，顶层配置8根φ12的钢筋，箍筋配置@300mmφ10的钢筋。

（3）存放区断面结构。横断面布置：沉箱养护区、存放区及吊装区采用相同的结构，台座共布置14个，结构采用15cm厚C25素混凝土；台车轨道基础采用C25钢筋混凝土结构，尺寸为300mm×2000mm，基础两侧开挖基槽采用回填砂并做密实处理；门式起重机轨道基础采用C25钢筋混凝土结构，尺寸为400mm×400mm；水电管沟尺寸为400mm×300mmm，垫层采用M10砂浆并砌筑400mm高的砖墙。

门式起重机轨道基础：与生产区相同。

台车轨道基础：与生产区相同。

3.5 预制场地基承载力验算

沉箱存放荷载：最大荷载为53KPa。

沉箱出运荷载：采用台车出运工艺，台车轨道梁底宽为2m，有效受压面积为40.2m2，沉箱最大自重为520t，轨道梁自重为50t，台车组自重为10t，总重量为580t，因此，台车出运产生的荷载为144kPa。

门式起重机荷载：20t门式起重机工作最大轮压为175kN，单侧轨道最大轮压为350kN，门式起重机单侧跨距11.3m，轨道梁底宽0.4m，受力面积4.52m2；轨道梁自重45.2kN，因此，门式起重机工作产生的荷载为87.43kPa。

地基承载力验算：通过以上计算，预制场地所需的最大承载力为144kPa。

根据原设计断面图，该场地采用中粗砂填筑并做堆载预压处理，承载力较高。委托检测单位对地基承载力进行检测验证，共布置3个检测点，采用动力初探进行检测，承载力均＞220kPa。因此该场地满足沉箱使用要求。

4.结语

本工程沉箱预制场围绕设计原则，因地制宜的对有限场地进行规划，不仅解决了场地受限困难，提高了预制场使用周转率，而且加强了沉箱预制、出运和安装工序间的衔接，提高了安全性，可为类似工程提供借鉴。

参考文献：[1]季云峰，余雪宝.浅谈沉箱临时预制场的规划与建设[J].珠江水运，2018（07）：93-95.