沉箱灌注水全过程施工方案.docVIP

广州港南沙港区一期工程3#、4#泊位2000t沉箱出运（上浮船坞）及浮运安装分项工程典型施工方案中港四航局第二工程公司沉箱灌注水全过程施工方案1、灌注水原则1）内外水头差控制值9.10m ，隔墙间水头差控制值1.00m;2）灌注不增加浮船坞甲板面承压力；3）灌注水浮游稳定的定倾高度m0.20m；4）灌注水过程，沉箱面与水平面最大偏差值：粗定位已前控制值0.10m，精定位时控制值0.05m;5）灌水沉箱坐底前，沉箱底面与基床顶面距离的控制：a、粗安装时，沉箱底面与基床顶面为0.50m(以前壁外侧面与基床交汇点处计)；b、精安装时，沉箱底面与基床顶面为0.20m(调整为沉箱底面与基床面的1%坡度相平行)。2、沉箱灌水安装程序1）第一次灌注水（浮游稳定阶段）经第一次灌注水，沉箱预计达到浮游稳定，地点在浮坞开始下潜阶段，当浮坞下潜约3m水深之前且在沉箱底受浸时刻起同步对前、中后仓灌注水，利用浮坞上注水设备，即浮坞水泵2台（功率共计900m3/h），以及12个连接口供水管，使前仓、中仓、后仓注水深度分别为1.87、2.64、3.64m，加水重度为5353.0kN约535t，定倾高度m=0.2m，沉箱吃水T=11.45m；为增加安装点处沉箱的m值，离开浮坞拖运沉箱前在坞口处，再灌注水257kN(约26t)，各格仓增加灌水深度0.13m，此时m=0.28m，T=11.56m。该阶段二次灌注水时间共计约53分钟。2）第二次灌注水（粗定位阶段）在沉箱安装点处，当钢平台及水泵安装就绪后进行，采用12台水泵，每台功率100m3/h，在浮游稳定灌水基础上，继续灌注水至沉箱底面距离基床顶面0.50m进行控制。各隔仓灌水的深度，与当时潮位相关。例举+1.50m时特征潮位，隔仓的灌注水深度如下：前仓9.23m，中仓10.00m，后仓11.00m。本次灌注水量14335kN(约1434m3)，需要时间1小时43分钟（以12台泵，每泵按0.7系数折减，即按70m3/h计）。3）第三次沉箱内灌注水（精安装阶段）沉箱在安装点处，在粗定位后，灌注水使沉箱底面与基床顶面坡度（1%）相吻合（平行），同时灌注水后，沉箱底面与基床顶面平行距离为0.20m，精定位锁住锚系缆，灌水、坐底，此阶段6台水泵在内（可抽出沉箱水），6台水泵在外（可灌注于水沉箱内）。由离基底0.5m调至0.2m并形成1%倒坡，采用12台泵抽水灌注沉箱，需注水885.4kN(约89t)需要时间约13分钟。由0.20m至沉箱座底或由底座状态起浮20cm时，灌注水24cm或抽出沉箱的0.24m水即475.8kN(48t)（采用6台水泵），需要时间约7分钟。4）第4次灌注水（沉箱压载防止上浮）在潮水位上涨至+1.9m，即沉箱顶面标高时，经浮游稳定计算，各仓加水如下：前仓：10.31m，中仓：11.21m，后仓：12.21m。本次灌注水量949.5kN（约95t）。6台水泵需注水时间14分钟。考虑0.50m波压力影响，在预先满足浮游稳定临介水深后，再增加压载水300t（计算条件及结果见附件），集中加至前、中仓，使前、中仓加至13.03m的压载水。5）沉箱就位及压载水灌注完毕后的灌注水量（安装完毕自流落水阶段）约10952kN（1095t），考虑当潮水位上涨超过+1.90m时，自流充水，灌满沉箱各隔仓。以上沉箱灌水结束（沉箱就位成功为前提）。当沉箱当日就位，未能安装成功，次日再安装时，应抽水出沉箱。考虑在低潮位0.0时，沉箱底面仍高出基床顶面（以-16.71m计）为1m，即使沉箱吃水为15.71m，则应使各仓抽水后压仓水深如下：前仓：6.83m，中仓：7.60m，后仓：8.60m。干舷高度3.19m。本次抽水量4929.8kN(493t)，以上计算对应+1.0m涨潮位时的座底压仓水状态计起向外抽水起浮沉箱。附件1：波浪压力计算：（决定在1.90m水没顶状态，压载水量）1、计算条件a、沉箱坐底标高-17.00 , 潮位标高+1.90m，即为沉箱顶面标高；b、波浪要素取值，按常规取，波高H=0.50m，波长l=15m;c、计算水深d=18.90m，r=1.0t/m3。按波峰作用下的立波计算。2、波压力计算(1)、Pb = (rH)/cosh(2d)/l = (10.5)/ cosh(218.9)/15 = 0.5/ cosh7.92 =0.5/1375.88 =0.000363t/m2式中：cosh 双曲线余弦；Pb 墙底处波压力强度；(2)、PS = (Pb +rd)/(H+hS)/(H+hS+d) = (0.000363+118.9)(0.5+0.05)/(0.5+0.05+18.9) = 18.9003630.028 =0.534t/m2式中：PS 静水面处波压力强度；hS 波浪中心线对静水面的超高值，按下式计算：hS = (H2)/l ctgh(2d)/l=0.52/151 = 0.05m(3)总波压力（一个沉箱）以N1、N2 、N3 表达如下：水平力 N1 = 1/2（0.534-0.000363）18.917.84=89.96t 距离沉箱顶面 6.3m (18.9/3=6.3m)水平力 N2 = 0.00036318.917.84 =0.122t距离沉箱底部 9.45m (18.9/2 = 9.45m)墙底面上的波浪浮托力N3 （即PU）PU = N3 = 1/2 Pb1517.84=1/20.0003631517.84=0.048t3、压载水量计算计算条件：1）按抗滑稳定计算，求压载水量Vk； 2）沉箱（砼）与基床摩擦系数f=0.6;a、抗滑计算压载水量Vk；按重力式码头设计与施工规范（JTJ290-98）计算如下：rorpP (rGVkruPu)f1.11.2090.082 (1.0Vk1.200.048)0.6压载水量Vk198.2t式中水平波压力P P = N1 + N2 = 89.96 + 0.122 = 90.082t PU 为波浪浮托力PU = N3，b、抗倾稳定计算复核ro（rpMP+ rUMPu）(1/rp) rGMVk ro（rpMP+ rUMPu）=1.1(1.20N112.6+1.20N2 9.45+1.20N3 10.0)=1498.37tm(1/rp) rGMVk=(1/1