陳奮 楊曦

摘 要：大型沉箱結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，施工速度快，經(jīng)久耐用，廣泛應(yīng)用于地基條件較好的重力式碼頭工程。而大噸位沉箱的出運(yùn)和安裝工藝是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，如何在短時(shí)間內(nèi)完成大型沉箱的出運(yùn)與安裝成為了碼頭工程成敗的關(guān)鍵。本文介紹了斯里蘭卡科倫坡南集裝箱碼頭沉箱出運(yùn)及安裝施工方法。

關(guān)鍵詞：碼頭 沉箱 出運(yùn) 安裝

1.前言

本次工程沉箱共67件，CX1型、CX2型、CX1a型、CX1b型、CX1c型、CX2a型依次為62件、1件、1件、1件、1件、1件。各型沉箱的相關(guān)信息如表1所示。

沉箱采用“華南號(hào)”浮船塢駁運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)下潛坑下潛出塢，下潛位置在已建出運(yùn)碼頭前沿線外約200m已挖好的港池中，在現(xiàn)場(chǎng)具備安裝條件時(shí)，用拖輪拖至待安裝基床位置，用方駁（第一件）或已安裝的沉箱上的卷?yè)P(yáng)機(jī)就位安裝。

2.施工總體順序及流程

首件安裝CX1-62沉箱，第二件安裝CX1-61沉箱，然后從西向東依次安裝，最后13件沉箱由于處于預(yù)制場(chǎng)前沿，需先安裝東邊端頭CX1-01～CX03（共5件），再將CX04～CX11（共8件沉箱）出運(yùn)到寄存區(qū)后，再起浮拖運(yùn)安裝。沉箱安裝過(guò)程共分為沉箱上駁、沉箱下潛出塢、浮游拖運(yùn)、就位安裝四道主要工序。

3.施工方法

3.1 沉箱上駁

3.1.1 沉箱出運(yùn)碼頭設(shè)計(jì)

沉箱上駁作業(yè)水位的準(zhǔn)確計(jì)算與選取直接關(guān)系到沉箱是否具備上駁條件，合適的水位進(jìn)行作業(yè)可以保證沉箱上駁過(guò)程安全順利進(jìn)行。進(jìn)入搭接的水位應(yīng)選擇浮船塢空載吃水與滿載吃水之間的中間水位，既保證有充足的上駁時(shí)間，又使沉箱上駁過(guò)程中浮船塢有足夠的壓載水可排以抵消沉箱重量對(duì)浮船塢的負(fù)載。

圖1為計(jì)算示意圖。搭接時(shí)，甲板面與碼頭面處于同一標(biāo)高，則進(jìn)入搭接水位與脫離搭接水位計(jì)算如下：

h進(jìn)=H-[D-（T+t）/2]

=1.0-[4.6-（3.6+1.8）/2]=-0.9m

h離=H-（D-T）+0.2m

=1.0-（4.6-3.6）+0.2=0.2m

（0.2m為富余量）

潮水漲至-0.9m（理論值）時(shí)，華南號(hào)浮船塢進(jìn)入搭接，進(jìn)行沉箱上駁作業(yè)；潮水在漲至最高潮前華南號(hào)浮船塢必須脫離搭接狀態(tài)，否則將被擱在搭接碼頭上無(wú)法脫離而發(fā)生安全事故。

本工程出運(yùn)碼頭采用樁基碼頭結(jié)構(gòu)，搭接臺(tái)可承受1800t的承載力。所以在沉箱上駁過(guò)程中，應(yīng)時(shí)刻注意華南號(hào)上儀表顯示數(shù)據(jù)，搭接臺(tái)的受力控制在1200t之內(nèi)，若超出應(yīng)采取排水或等待潮水繼續(xù)漲高時(shí)再繼續(xù)進(jìn)行上駁。

3.1.2 沉箱上駁施工方法

沉箱上駁采用氣囊搬運(yùn)技術(shù)。氣囊選用直徑Ф1000mm的高壓氣囊，出廠檢驗(yàn)承壓能力為0.4MPa，正常使用許用壓力為0.30MPa，安全閥限壓值取0.35MPa。考慮沉箱的尺寸，頂升階段對(duì)寬度（橫移）為18.97m方向，采用7條有效長(zhǎng)度21m長(zhǎng)氣囊進(jìn)行頂升，對(duì)長(zhǎng)度方向（縱移）15.18m方向，選用9條有效長(zhǎng)度為17m長(zhǎng)氣囊進(jìn)行頂升。在搬運(yùn)階段，對(duì)寬度（橫移）為18.97m方向，采用8條有效長(zhǎng)度21m長(zhǎng)氣囊進(jìn)行搬運(yùn)，對(duì)長(zhǎng)度方向（縱移）15.18m方向，選用10條有效長(zhǎng)度為17m長(zhǎng)氣囊進(jìn)行搬運(yùn)。氣囊的工作參數(shù)如表2所示。

氣囊的實(shí)際工作壓強(qiáng)最大值為0.211pa，小于正常使用許用壓力0.30Mpa，使用此方法橫縱移氣囊是安全的。

沉箱上駁前先利用陸上卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引至距離出運(yùn)碼頭前沿5m左右的位置，保證沉箱中心在出運(yùn)通道中線上，用枕木作臨時(shí)支墊，氣囊仍保留在沉箱底并放氣至枕木受部分力。隨后浮船塢拋錨定位，系好岸纜，并移船至碼頭前沿，船艏正對(duì)出運(yùn)碼頭并使船頭盡量靠近碼頭前沿，便于開(kāi)展上駁前的準(zhǔn)備工作。在浮船塢及上駁通道上鋪上12條氣囊，氣囊擺放要均勻，每條氣囊的間距控制在0.6m。船進(jìn)入搭接狀態(tài)后，保持船舶縱向中心線與出運(yùn)通道中心線對(duì)正，加壓載水使浮船塢與碼頭進(jìn)行搭接，浮船塢搭接結(jié)構(gòu)底面與碼頭接觸后，繼續(xù)加部分壓載水，保持浮船塢對(duì)碼頭有200～300t的壓力，以保持浮船塢的穩(wěn)定，同時(shí)調(diào)整船舶浮態(tài)至正浮狀態(tài)。

上駁前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完成后，開(kāi)始進(jìn)行沉箱的上駁作業(yè)，見(jiàn)圖2所示。給沉箱底氣囊充氣，將沉箱頂升起，頂升高度約為43cm，抽出支墊枕木，再逐漸將氣囊放氣，使行走高度降低至30cm左右，以防止波浪影響導(dǎo)致船舶晃動(dòng)，從而使沉箱上駁不穩(wěn)定。開(kāi)動(dòng)牽引絞車(chē)，同時(shí)松溜尾絞車(chē)，牽引沉箱緩慢前行。移動(dòng)過(guò)程中，需逐步往進(jìn)入沉箱底的氣囊充氣，給后方移出沉箱底的氣囊放氣，同時(shí)不斷調(diào)整各氣囊氣壓，使之基本保持一致。在第一條氣囊上駁后，浮船塢馬上開(kāi)始排壓載水，以盡量減少搭接結(jié)構(gòu)對(duì)碼頭的壓力。沉箱的運(yùn)動(dòng)路線必須是沉箱重心基本沿著浮船塢甲板縱向中心線前進(jìn)，若在移動(dòng)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)偏移，則需及時(shí)通過(guò)牽引絞車(chē)和氣囊的擺放糾偏。隨著沉箱向浮船塢上移動(dòng)，浮船塢搭接結(jié)構(gòu)的受力不斷增加，所以在沉箱上駁過(guò)程中，浮船塢需不斷往外排壓載水，同時(shí)密切留意搭接結(jié)構(gòu)對(duì)碼頭承臺(tái)的壓力不能超過(guò)1200t，若臨近此值時(shí)，需暫停沉箱上駁牽引，待排水或潮水上漲到滿足要求時(shí)再繼續(xù)上駁。沉箱牽引到位后，馬上進(jìn)行沉箱支墊工作，將枕木墊入沉箱底，塞滿氣囊間的空隙。沉箱支墊示意圖如3所示。