粤港(南沙)海空联运中心码头工程.doc

粤港（南沙）海空联运中心码头工程过渡段圆沉井方案中港第一航务工程局第一航务工程公司2000年6月一、概况 按设计补充说明，要求编制圆沉井的施工方案，作为备选方案，跟据设计提供的设计图和有关的技术资料编制圆沉井施工方案。在圆沉井下沉工艺研究方面，一航局一公司1989年在天津港东突堤东护岸试验段工程中首次沉放了3个直径为12m，高17.1 m，壁厚28cm的大圆筒。采用负压加载压沉法将大圆筒沉入淤泥内10 m左右，加载达到17000KN，这是首次采用大圆筒结构沉放试验，基本取得了成功 (见天津港东突堤东护岸大圆筒结构示意图)。1995年在广东番禺南沙联合码头工程中沉放了26组（每组分上下两节）直径15m、总高2526 m、壁厚28 cm大圆筒。采用负压加载压沉法将大圆筒沉入淤泥20 m左右，加载达到27000KN，建成的码头岸线长度400 m (见广东番禺南沙联合码头下游段断面示意图)。 通过以上2个工程的实施，取得了沉放大圆筒宝贵经验，基本掌握了大圆筒下沉的施工工艺。从1997年开始我公司承担了“大圆筒结构施工工艺的开发研究”本专题为“九五”技术攻关国家重点科技项目，通过对大圆筒码头施工工艺的开发研究，建立一套能够穿透较硬土层及夹砂层的大圆筒下沉工艺和相应的大圆筒纠偏下位及控制使用期沉降量的施工工艺。 （注圆沉井和大圆筒相同）二、大圆筒施工顺序（见大圆筒下沉工艺流程图）三、大圆筒的预制1、 大圆筒的尺寸 为了有利于大圆筒的下沉和大圆筒的吊装要求，建议局部设计（见大圆筒尺寸图）供设计单位参考。2、 大圆筒预制预制的大圆筒外型尺寸、倾斜、表面平整度、预埋件精度都是关系到大圆筒下沉能否成功的条件，所以对预制大圆筒质量应给予高度重视。大圆筒预制采用标准模板，型钢作肋板，桁架作竖向围令以保证模板的刚度，采用“提模工艺”，每次浇注混凝土高度3米左右，利用50吨吊机提升拆卸模板，（见大圆筒预制模板方案图）。大圆筒预制在原东发码头上进行，设底台模6个，加工侧模板1套，预制压载平台底胎1个，加工压载平台侧模板1套。按混凝土浇注高度加工绑扎钢筋，现场焊接钢筋接头，利用预制场的搅拌站搅拌混凝土，罐车运输混凝土，泵车输送混凝土入模，分层下灰，机械振捣。大圆筒成型后采用养生液进行养护，就地存放。四、基床挖泥1、挖泥顺序图为了减少挖泥量、保证原东发码头稳定、给圆沉井下沉提供平坦的地基，按排挖泥顺序如下图。2、挖泥工艺采用2至4立方米的抓斗挖泥船进行水上挖泥作业，要求抓斗挖泥船将护坡块石一起清除。3、挖泥要求第一次挖泥为-9.0m ，挖泥宽度（沿东发码头护岸方向）对大圆筒下沉偏位影响很大，所以挖泥宽度定为25m，如东发码头护岸不稳定，可先拆除部分护岸。在挖泥和圆沉井，下沉过程中对原东发码头设位移观测点，如发现东发码头有位移现象应及时采取措施。五、筒沉井的吊运、定位、安装1、圆沉井的吊运圆沉井在吊运前在圆筒壁上焊接8个导向型钢，利用钢吊架，采用4点吊装工艺。2、大圆筒定位大圆筒定位基线以标准段码头测量基线为依据设置，纵横方向利用经纬仪直角交汇控制大圆筒边沿线并负责监测垂直度，在大圆筒附近设水尺，大圆筒外侧画分格尺寸线，利用水位控制下沉标高，必要时利用水准仪复查。3、 沉井的安装200吨起重船自东发码头预制场吊运到安装位置直接进行安装。分别安装第一节、第二节、第三节圆沉井和压载平台板，每节安装后均需要及时处理接缝，接缝处理包括以下内容；（1） 安装硬质胶管密封处理负压加载密封需要，在预制下节大圆筒时，在顶面预埋20号铅丝，沿大圆筒顶面中心放置硬胶管，利用铅丝固定位置。上节安装后，圆筒自重压密接口处胶管，使接口密封。（2） 调整导向架 为了圆沉井的安装定位方便，在圆沉井上端焊型钢导向架，导向架焊接要考虑圆沉井预制尺寸的误差， 所以要预留一定的空量。当圆沉井安装后，将导向型钢的肋板在中间切断，调直后在将肋板进行焊接，变为连接型钢（见圆沉井接口处理工艺图）。（3） 封堵吊孔因为负压加载需要，将吊孔进行封堵，吊孔的封堵由潜水员利用钢板、型钢、螺栓在水下进行。六、圆沉井下沉工艺1、挖泥工艺圆沉井和一节安放位置在-9.0米，为了彻底挖除游泥里的块石和加快下沉速度,采用挖泥船抓斗在圆沉井中间挖泥作业，挖至-14.0米。2、钻挖工艺虽然挖泥船挖泥比较快，而且比较经济，但挖泥船在圆沉井内的挖泥不均匀性造成圆沉井下沉偏位。所以第一次挖泥仅充许在圆沉井的中间挖泥形成凹形挖泥断面，然后利用两钻一吸钻机沿圆沉井壁进行钻吸挖泥，该潜水挖泥机是由两个潜水动力装置与潜水砂泵组合而成的挖泥机械，工作时潜水动力装置驱动钻头切削泥土，随后由潜水砂泵将泥土与水的混合物排出，如此连续工作实现水下挖掘。潜水挖泥机主要参数成 槽 宽 度 ( mm)90钻 头 转 速 (R/min) 90成 槽 深 度 (m) 50功 率 ( KW)222KW+30KW潜水砂泵扬程 (m)15潜水砂泵流量 (m3/h)190重 量 (kg) 28503、负压加载工艺 负压加载工艺在天津港东突堤南侧码头护岸、南沙番禺联合码头下游段大圆筒下沉工程中得到成功应用。负压加载是大圆筒下沉的主要压载量。负压加载艺需要预制混凝土平台盖板（见大圆筒盖板图）。 为了负压加载和圆筒内排泥砂工艺能够交叉施工，将压载平台顶面预留排泥沙作业孔。负压加载时将预留孔密封，筒内排泥时打开作业孔，反复进行。因为作业孔密封盖板需多次关闭和开启，所以要求予留孔盖板设计结构简单，连接便捷开闭工艺（见预留孔盖板图）。负压加载抽真空时，离心水泵和射流箱放置在原东发码头上,采用弹簧胶管与压载平台的预留接头连接，配三组抽真空设备由陆或供电。七、大圆筒下沉质量保证技术组织措施计划质量保证技术组织措施计划（表一）工程项目措施内容实施措施的步骤大圆筒预制满足设计强度要求1. 混凝土所使用的原材料必须合格，材料进场应有合格证明，使用前还应进行复验。2. 混凝土原材料计量系统应进行率定，计量误差应满足规范要求。3. 设计合理混凝土配合比和加强现场检验及控制。4. 钢筋原材料、焊接、成型、保护层符合规范要求。5. 保证混凝土搅拌时间，分层下灰，振捣密实，利用养生液进行养护。满足外型尺寸误差要 求1. 采用专用钢模板，进行强度刚度验算。2. 采用竖向桁架围令，以保证模板刚度和避免预埋螺栓孔洞。3. 垂直度利用激光铅直仪控制，壁厚利用螺栓控制，顶标高利用水平仪控制。4. 模板拼接缝采用泡沫橡胶条进行止浆处理。预埋件位置准确1. 预埋件焊接牢固。2. 预埋件尽量固定在模板上，以保证预埋位置准确及牢固。3. 混凝土浇注时工作人员注意保护预埋件及管路。4. 混凝土浇注前进行检查预埋件位置，混凝土浇注时有专人负责监护。5. 混凝土浇注后对管路进行检测是否畅通。负压加载保证负压加载达到要 求1. 采用f50mm硬胶管进行大圆筒接口密封处理。2. 压载平台盖板采用软胶管条密封。3. 射流泵使用前检查真空效率，真空表使用前进行率定。4. 为了防止发生意外情况，安装止回阀、截止阀。5. 设专人观查真空表和大圆筒沉降情况。 保证质量技术措施计划（表二）工程项目措施内容实施措施的步骤大圆筒下沉正位防止大圆筒倾斜1. 大圆筒预制尺寸满足规范 要求从严撑握。2. 大圆筒沉放位置，原泥面进行整平处理。3. 掌握各土层层面的倾斜情况，有针对性的采取措施。4. 安装第一节大圆筒时，起重船吊大圆筒入泥后，反复吊起落下以消除泥面不平对大圆筒的影响。5. 筒内挖泥深度每次2m，防止突沉造成偏位。6. 在大圆筒下沉过程中随时监测偏位情况，发现偏位及时采取分区供气、钻挖筒内泥砂等纠偏措施。纠偏措施1. 第一节、安装后发生偏位采用偏压载工艺纠偏。2. 视大圆筒的偏位情况，采用挖泥船偏挖泥以纠正偏位。3. 视大圆筒偏位情况，改变钻机挖泥顺序调整偏位。八、保证安全技术给组织措施计划保证安全技术措施计划工程项目措施内容 实施措施的步骤大圆筒下 沉高空作业1、 高空作业务人员必须经过体检。2、 高空作业人员必须是起重工或经培训人员才能上岗作业。3、 高空作业操作平台设安全护拦。4、 上下大圆筒设安全爬梯。起重作业1、起重吊具必须经强度计算，符合受力要求， 在使用过程中经常检查损坏情况。2、起重作业人员必须进行技术交底，使操作 人员心中有数。3、吊第一节大圆筒时，要进行典型施工，发 现不安全因素及时改正。4、起重作业人员必须遵守安全操作规程。水上施工1、 水上作业人员必须带救生设备。2、 水上作业人员往来设交通船。3、 施工地点设照明标志，防止船只碰撞。4、 潜水员作业区附近，不允许有其它施工干扰。5、 风浪超过1米，风力超6级停止作业。6、 随时撑握气象情况，保证船泊施工安全。7、 遵守水上作业和船泊施工安全操作规程。电气作业1、 电气设备有良好的绝缘与保护接地。2、 电闸箱设漏电保护器。3、 操作人员要戴好绝缘保护，有专人监护。4、 操作人员必须持证作业。5、 设备安装及电气操作必须执行电气作业安全操作规程。九、主要工程数量表(二个圆沉井)序号工程项目名称单 位 数 量 备 注1预制大圆筒m3/节431/6含钢率120 kg/ cm3混凝土标号预埋铁件2000 kg胎模混凝土270m3组合钢模板9000 kg标准连杆3000 kg 桁架9000 kg2预制压载平台m3/个60/1含钢率130kg kg/ 混凝土标号C40模板参照侧模板3 大圆筒吊架加工t20采用型钢制作4水上挖泥m33800含块石5水上挖泥m335006钻机吊架加工kg50007预留孔盖板加工kg5000 12大圆筒下沉个/节2/6筒内挖泥船挖泥 1140 m313空气幕工艺14钻挖工艺挖泥 3210 m315负压加载16圆筒安装缝处理条9水上进行17大圆筒吊