广西防城港电厂二期扩建项目配套码头工程沉箱出运安装方案.docx

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除广西防城港电厂二期扩建项目配套码头工程沉箱出运安装方案版本编号： -20150925-B编 制 单 位： （盖 章） 审 查 单 位： （盖 章） 编 制 人 员：子公司法定代表人：项目总工程师：子公司技术负责人： 项 目 经 理：审查文件号：定 稿 日 期：审 查 日 期：共 份第 份目录第1 章工程概况31.1工程简介31.2施工环境及条件31.2.1地理位置31.2.2气象31.2.3工程地质条件41.3目标及管理要求41.3.1目标51.3.2管理要求51.4技术标准、规范及验收标准5第2 章环境因素、危险源及风险分析及评估62.1危险源及风险62.2项目特点、难点62.3风险分析、评估62.4对风险控制及技术保证措施62.4.1 重大危险源防控措施62.4.2 施工风险防控措施7第3 章主要施工工艺方案83.1施工组织机构83.2施工方案及工艺技术方案83.2.1气囊工作原理及工艺流程83.2.2场地及出运码头93.2.3设备选择113.2.4沉箱移运143.2.5 半潜驳163.2.6沉箱拖运183.2.7沉箱的浮游安装213.3施工进度计划及保证措施263.4主要资源配置方案及使用计划274.1影响本分项工程施工的主要因素、环节或部位284.2职业健康安全保障技术措施294.3环境保护保障技术措施314.4质量保证技术措施314.5安全应急措施32第5 章防台措施335.1施工期间防台措施33第1 章 工程概况1.1工程简介广西防城港电厂二期码头工程码头结构型式采用独立墩式梁板结构,码头总长度327.4，沉箱预制安装共9件,沉箱中心距离32.55m，沉箱的尺寸为28.36（含趾）13.518.9m(长宽高)，趾长1.0m，沉箱前、后壁厚380mm，侧壁厚370mm，隔板厚200mm，底板厚700mm，单个沉箱重3111.5t。沉箱预制安排在广西钦州港项目部金鼓江预制场进行，采用滑模施工工艺进行预制。沉箱采用气囊搬运法出运工艺，把沉箱移至出运码头进行上坞，再通过拖轮将半潜驳拖运至码头现场进行浮游安装。1.2施工环境及条件1.2.1地理位置防城港位于北部湾北岸，广西防城港市渔漫岛西南端，地理座标北纬2137，东经10820。防城港三面丘陵环抱，东为企沙半岛，西为白龙尾半岛，湾口向南敞开，中间被渔漫岛分为东西两个海湾，湾内地形隐蔽、水域宽阔，属于天然避风深水良港。西湾为防城河主流入海通道，东湾也是防城河通过渔漫岛顶端的海峡后的入海通道之一，除此之外无大河流注入。本工程码头南侧紧邻电厂一期码头，北侧紧邻云约江南作业区码头，距后方电厂厂区护岸约455m。地理坐标东经1082311.85，北纬213552.07。1.2.2气象防城港属亚热带气候，季风气候明显。现采用港区西南侧约16km的白龙尾气象观测资料，该站位于白龙尾半岛南端海边，地理坐标东经10813，北纬2130，观测场海拔高度为28.6m。据分析，对于港区的气象情况具有良好的代表性，根据历年年实测资料统计如下：1、气温年平均气温22.2，月平均最高气温28.4（出现在7月），极端最高气温为35.4（出现在1979年9月19日），月平均最低气温为14.2（1月），极端最低气温2.8（1977年1月31日）。2、降水年平均降水量为2362.6mm，年最大降水量为3111.9mm（1973年），年最小降水量为1745.6mm（1974年）。降水量都集中在69月，该4个月的降水量占全年降水总量的71%，其中以8月份降水量最为集中，达528.7mm，而11月至翌年3月，这5个月的降水量只占全年降水总量的6.4%，其中以2月份降水量最小，仅有23.9mm。日最大降水量为337.9mm（在1980年9月3日），日降水量大于25mm的日数平均为27天。3、风况本港区属季节性地区，冬季多偏北风，夏季多偏南风，春秋季节是南北风向转换季节。全年常风向NNE，其频率为30.5%，次常风向为SSW，其频率为8.4%；强风向为E，其最大风速为36m/s，次强风向为NNE，其最大风速为27m/s，6级大风日数全年平均为31.7天。本区为台风频繁活动地区，平均每年约受1次最多3次台风或热带低压影响，台风袭击时，风力可达12级以上，常伴有暴雨或大暴雨。4、雾况年平均雾日为22.2天，最多年雾日为36天，最少年雾日为8天。雾多发生在冬末春初早晨，一般延续23小时，日出雾散。5、湿度年平均相对湿度达81%，最大月平均相对湿度为88%，出现在3月份，最小月平均相对湿度为71%，出现在11月份。年最小相对湿度为18%。（2）水文（a）潮汐、水位本港潮汐特征数K（Hk1H01）/HM025.204.0，表明潮汐类型属规则全日潮。其特点是：当全日分潮显著时，潮差大（最大潮差4.5m），涨潮历时大于落潮历时，憩流时间短；当半日分潮显著时，潮差小（最小潮差1m，涨、落潮历时大致相等，憩流时间长（3小时）。(b)波浪防城港的波向除与风向有关外，还同时受海岸地形的影响。波向的季节有密切的关系。全年沿岸气候受北和偏北气流的影响，冬半年盛行北和偏北风，夏半年盛行南至西南风。防城港湾口及其附近海区平时波浪不大，常见浪在03级出现频率80%以上，1m以上波浪出现频率18%，2m以上的大浪频率约占1.5%，台风影响时产生的56级波浪仅占波浪频率的0.07%。防城港的波浪主要由风浪、涌浪和混合浪组成。1.2.3工程地质条件从地质构造上看，钦防背斜走向呈北东南西，倾向南东，倾角一般在30度以下，局部大于70度，局部地段形成次一级褶皱并伴随产生一些压性小断裂。探区位于钦防背斜南东翼，未发现有影响场地稳定的较大的断裂构造。根据广西自治区地质普查资料以及本次钻探资料，探区地层由老到新主要为侏罗系（J）地层以及第四系海积相（Q4m）地层。侏罗系地层为黄色、灰黄色、灰色泥质粉砂岩，局部受挤压较明显，可见微弱变质迹象，岩芯多具千枚状片岩状构造，偶见重结晶石英脉较发育。1.3目标及管理要求1.3.1目标安全目标：确保不发生海损、机损和人员伤亡事故，重伤频率为零。质量目标：合格。工期目标：沉箱出运安装工期安排75天，计划于2015年9月15日开工。1.3.2管理要求依照国家安全生产法律法规、企业的安全生产制度和规程组织施工作业，有效运行按GB/T28001：2011职业健康安全管理体系规范建立的职业健康安全管理体系。质量管理确保按GB/T19001-2008 idt ISO9001：2008标准建立的质量管理体系有效运行，工程施工符合设计文件的有关要求，工程质量确保按照水运工程质量检验标准JTS257-2008执行。沉箱出运安装作业，投入施工船机较多，陆上气囊顶升搬运安全、水上安全作业和防台工作是本分项施工安全管理工作的重点。1.4技术标准、规范及验收标准本分项工程施工执行如下技术规范和检验标准：重力式码头设计与施工规范 JTS167-2-2009港口工程荷载规范 JTS144-1-2010水运工程测量规范 JTS131-2012水运工程质量检验标准 JTS257-2008重力墩式沉箱安装允许偏差、检验数量和方法符合下表1-4-1要求。表1-4-1沉箱安装检验表序号项目允许偏差（mm）检验数量单元测点检验方法1轴线位置150逐件检查1全站仪观测2临水面错台1001用钢尺量3接缝宽度502用钢尺量顶部前后两端4竖向倾斜762用钢尺测量第2 章环境因素、危险源及风险分析及评估2.1危险源及风险1、气囊承压力过大或遇尖锐物体；2、出运过程气囊嘴没有防护措施；3、沉箱在下溜时倾覆；4、构件出坞时浮游稳定性不够，压载水没有调平引起构件倾斜碰撞坞墙；5、沉箱底部漏水严重，半潜驳不能平稳起浮；6、沉箱未在合适的潮位上驳，使码头或半潜驳超负荷受力而损坏，甚至导致半潜驳下沉；2.2项目特点、难点1、沉箱预制工作在广西钦州港金鼓江预制场进行预制及出运装驳，拖航至防城港企沙电厂现场安装，沉箱重量大，拖航距离32海里，存在较大的安全风险。2、钦州港金鼓江预制场进出水深不足，需趁潮作业。3、沉箱安装现场需趁高潮位出坞，高潮位西南涌浪影响较大，沉箱出坞后还需对沉箱进行旋转，需防止安装船走锚。2.3风险分析、评估沉箱出运安装风险评估见下表2-3-1。沉箱出运安装风险评估表序号评估指标分类分值备注1气候环境条件气候环境条件一般，可能影响施工安全22沉箱出运气囊重件搬运工法，对使用设施全面排查23沉箱装驳控制船体平稳及出运码头受力14沉箱拖运拖航距离远，航道来往船多，25沉箱安装潮位高出坞，流速涌浪较大，防止驳船走锚2合计92.4对风险控制及技术保证措施2.4.1 重大危险源防控措施1、对重大危险采取“两个控制”，即前期控制，施工过程控制。（1）前期控制：工程开工前在编制专项方案时，针对工程的各种危险源，制定出防控措施。（2）施工过程控制：在工程施工过程中，严格按照各项操作规程和专项施工方案施工并监督检查，认真落实整改。2、加强安全生产的管理。（1）认真落实各级安全生产责任制，建立健全各项管理制度，杜绝一切人为事故的发生。（2）增强各级管理人员安全责任意识，加强安全专业知识培训。（3）严格加强各种危险源预防管理工作，结合工程特点，针对确认的危险源实施相应的预防控制措施。3、加强安全交底制度的落实（1）交底必须在施工作业前进行，没有交底前不得施工。（2）被交底者在执行过程中，必须接受项目部的管理、检查、监督、指导，交底人也必须深入现场，检查交底后的执行落实情况，发现有不安全因素，应马上采取有效措施，杜绝事故隐患。2.4.2 施工风险防控措施1、沉箱出运安装施工前，须根据施工规范和设计的有关要求，对沉箱进行浮游稳定和干舷高度验算，编制专项施工方案并经上级技术负责人批准。2、对现场环境进行调查，掌握以下情况：沉箱拖航线路及下潜区域水深、风浪流速等数据；3、向全体作业人员进行安全技术交底；4、操作人员必须戴安全帽，穿救生衣作业；5、夜间施工应有足够的照明。第3 章主要施工工艺方案3.1施工组织机构施工组织机构图见下图2-3-1。中交第四航务工程局有限公司防城港电厂二期扩建工程项目部项目副经理毛海峰合约部物资部安全部工程部综合部部项目经理陈伟机务部人力资源部总工程师欧毓浩预制施工队测量技术组水上施工队后勤组电工组机械组试验室质检部项目常务副经理林喜明项目书记毛海峰安装施工队出运施工队财务部职能权限关系线：图3-1-1组织机构图3.2施工方案及工艺技术方案3.2.1气囊工作原理及工艺流程气囊出运工作原理与滚筒搬运重物的工作原理基本相同,是指在沉箱的下面放置可充气的圆形胶囊，通过充气加压顶升沉箱，再在需移动的方向上施加牵引力，使气囊产生滚动，从而达到搬运构件的目的。由于气囊在沉箱压力下可以产生较大变形,增加气囊与地面的接触面积，使单位面积的压力减少,且受力较均匀,故对场地的适应性强。沉箱工艺流程见下图3-2-1。出运准备及抽干沉箱内积水插插销入沉箱底座插销孔，连接好钢丝绳气囊就位及气囊充气抽出支垫枕木检查气囊嘴、调整气压，沉箱后倾出运至码头前沿临时停置更换牵引、后溜牵引上半潜驳就位垫枕木放气、抽出气囊沉箱加固围捆支垫枕木半潜驳离开出运码头，清理出运码头头图3-2-1 沉箱气囊出运上驳顺序3.2.2场地及出运码头预制场沉箱均按二条线布置，每条生产线内布置4件沉箱，共8件，考虑首条预制生产线出运1件至斜坡段，一批次完成沉箱预制工作。出运通道斜坡段长度为70m，坡度3.5%，出运通道地面为30cm厚的C30砼结构，场地平整密实，此文档仅供学习与交流金鼓江预制场出运设备布置图见下图3-2-2。图3-2-2金鼓江预制场出运设备布置图3.2.3设备选择1、卷扬机及滑轮组设置（1）卷扬机的选取JM880KN慢速（10.7m/min）卷扬机各种性能良好，沉箱出运使用该卷扬机作牵引和溜尾动力，牵引和溜尾各使用二台卷扬机。（2）滑轮组倍率的选取牵引力：f为气囊与地面的摩擦系数，依施工经验，取0.03。G为构件最大重量。有:由于是左右两边牵引，则每边牵引力。溜尾拉力：；i=3.5%，为出运道最大斜坡度，G 为最重构件重量。有：；由于是左右两边溜尾，则每边溜尾牵引力为了满足受力要求，牵引力可使用9倍滑轮组（最大可提供72t牵引力），此时卷扬机钢丝绳受力为5.2t，而28mm钢丝绳最小破拉力为39t，安全系数为7倍，满足牵引施工的要求。溜尾滑轮组采用10倍滑轮组，（最大可提供80t牵引力），此时卷扬机钢丝绳受力为5.5t，而28mm钢丝绳最小破拉力为39t，安全系数为7倍，满足后溜施工的要求。（3）地锚埋设在牵引沉箱及后溜沉箱的过程中，必须有地锚来承受滑轮组的合力，由于地锚和滑轮组是同一内力系统，所以地锚承受的力与滑轮组承受的力是一致的，目前金鼓江预制场的所有地锚均按100t拉力来设计和布置，满足施工要求。2、气囊选择（1）气囊原理(a)气囊结构型式气囊结构如下图3-2-3所示。图3-2-3 气囊结构图(b）气囊承载变形气囊受压变形后，可视为一种规则的形态，即气囊横截面呈正扁形态，如图3-2-4所示。图3-2-4 气囊出运受压示意图H为气囊受压后高度即工作高度，承载面宽：B=(D-H)/2=0.94m(c）气囊的确定本次选用气囊公称直径：D=1m，气囊有效长度为为L0=6m。构件出运的工作高度：H=0.4m，则B0.94，气囊净距： a0.5m，相邻气囊之间轴线间距取2.0。气囊布置见下图3-2-5。气囊布置示意图3-2-5从图3-2-4可知气囊与沉箱的总接触长度： 总L=25.614=156.8m总接触面积：S=LB=156.80.94=147.4m2气囊所受压力：P= G/S=3111.5/147.4=21.1t/ m2=0.21Mpa考虑临时支垫枕木方便施工时，适当加大气囊间距，验算12排气囊受力，按扣除前后2排气囊进行计算：总L=L=25.612=134.4m总接触面积：S=LB=134.40.94=126.3 m2气囊所受压力：P= G/S=3111.5/126.3=24.6t/ m2=0.25 Mpa根据上述计算气囊需要定制成：直径1m，气囊有效长度为6m，H/D为0.4时的气囊承载力为0.25Mpa。考虑到气囊在出运过程中不可能绝对均匀受力,因此我们选择额定工作压力为0.4MPa的高压气囊。3.2.4沉箱牵引钢丝绳与连接插销牵引钢丝绳通过插销与沉箱连接，插销孔在沉箱预制时已预埋，插销采用140mmQ235材质的圆钢，牵引和溜尾接钢丝绳采用双根637641670，其最小破断拉力452吨，安全系数8。采用经热处理之后的Q235 140mm的插销，插销长1.0m，外露在沉箱外20cm。斜坡码头后溜最大拉力为545 kN，假设插销的受力点为沉箱外侧中点，即10cm处，此时如图3-2-6所示：图3-2-6插销受力简图M=FL=5450.1=54.5 kN.m mm3 N/mm2 s =355 N/mm2 ，而Q235钢的抗拉强度b=600 N/mm2，在热处理后，抗拉强度有所增大，因此插销可以满足施工需求。3.2.4沉箱移运1、准备工作（1）出运时间选择根据施工计划确定移运时间。根据实际潮水水位情况，决定沉箱上半潜驳时间。（2）出运前检查检查沉箱内腔是否有积水，若有积水超过10cm的，必须把水抽至低于10cm方能出运。对牵引系统中的卷扬机、钢丝绳、滑轮组、导向轮及其卸扣、绳卡等，应逐项认真检查运转是否正常、转动是否灵活、钢丝绳是否缠绕，并排除一切隐患。检查空压机运转是否正常，检查气囊充气各管件、阀门、压力表是否完好。是否漏气。各地锚、卸扣是否磨损，是否超负荷。备用空压机、备用电源处于良好状态。（3）抽取支承工字钢先进行拆卸底模工作，用气囊将沉箱顶起，再用装载机把支承工字钢逐根抽出，底钢模逐块取出，清理完毕后，及时在气块囊两侧支垫两排长度大于1m，宽度大于40cm的枕木，最后检查沉箱底部有无棱角突出，有则先清除。拆模顺序为从中间向两边对称进行。（4）清理通道、场地平整清理通道上一切尖锐物、石头及障碍物，并对场地进行整平，高差不超过2cm。（5）摆好沉箱牵引钢丝绳牵引钢丝绳通过插销与沉箱连接。（6）摆气囊底模拆除完毕后，进行气囊摆放工作，每个气囊的轴线与移运方向垂直，沉箱边用红漆标上气囊就位线和枕木安放线，以便气囊迅速就位。气囊露出沉箱两侧长度相等。（7）空压机及管路系统就位备用。2、沉箱顶升（1）系牵引及溜尾钢丝绳将牵引和溜尾卷扬机动滑轮组与插销牵引钢丝绳系好，并启动卷扬机使各钢丝绳处于受力状态，然后稍微放松，放松程度以使气囊充气顶升沉箱至运行高度时不致受限制进行控制（宜在充气顶升过程中进行调整）。（2）气囊初充气初充：连接空气压缩机与气囊之间的气管，连接妥当后充气，对气囊充气时应均匀、缓慢，每条气囊充气压力达到沉箱预定顶升初始压力值时，停止充气。这时气囊与底模共同承受沉箱重量。（3）气囊充气，将沉箱顶升至运行高度继续对气囊充气并应对称、缓慢进行（由阀门控制）。原则上要让沉箱下各气囊高度一致，并使沉箱处于直立状态，沉箱底面完全脱离支承工字钢。实施时应根据实际情况对气囊压力值进行适当调整，使之满足运行要求。（4）拖出支承枕木把支承枕木拖出，同时派专人观察各气囊气压值，发现异常，立即采取措施解决。支承枕木完全离开沉箱底部后，对沉箱底部再次检查有无棱角突出，检查正常后进入沉箱移运准备阶段。3、沉箱前移调整气囊至运行高度、沉箱准备前移。检查与调整各气囊的压力，使气囊高度一致。现场指挥（副指挥配合）检查各项准备工作无误后，下令启动牵引卷扬机组，拉紧牵引钢丝绳，沉箱处于移运临界状态时，暂停牵引，再次检查观察钢丝绳张紧程度，各滑轮组、导向轮的转动是否灵活，气囊及沉箱平稳情况，同时启动溜尾卷扬机组，使溜尾钢绳稍处于松弛状态。当一切处于正常状态时，指挥员才指令拉动沉箱缓慢向前移动。移运时，注意观察沉箱平稳和移动情况，同时注意气囊滚动和压力情况，通过调整气压使各气囊高度一致。运行中，溜尾钢丝绳跟进，既不与牵引钢丝绳抗衡，又能限制沉箱前倾。沉箱前进时要随时注意沉箱的运行状态，当出现走偏时及时采用合适的纠偏措施进行纠偏。在沉箱移动过程中，如发现气囊漏气导致影响出运时，必须及时进行补充充气，必要时更换气囊。4、移运中气囊交替当沉箱前移方向端部至第一根气囊囊咀中心，摆进气囊并进行充气，注意充气时气囊一定要全部张开并达到一定的气压后再启动运行。沉箱前进方向始终保持12根待工作气囊。在牵引移动过程中，让沉箱的重心线与出运通道中心线一致，当出现沉箱走偏时，必须纠偏；纠偏时，可结合新摆放进沉箱底部的气囊斜摆一小角度来进行（与走偏方向相反）。注意纠偏不能过急，以防走“之”字形。当沉箱后面的气囊逐渐接近沉箱尾部（按移动方向）时，打开排气阀逐渐排气，最后才快速放气（应在气囊露出沉箱尾部一半之前），气囊放气过程中要尽量使沉箱处于直立状态。气囊放气完毕后将气囊搬运到沉箱前面预定位置备用，如此重复直到沉箱移至指定位置。5、斜坡段前移当沉箱移至出运通道斜坡段时，注意尽量控制好溜尾卷扬机与牵引卷扬机，使系统同步运行，确保沉箱平稳移动，同时要注意溜尾卷扬机钢丝绳受力情况，尽量做到受力均匀。沉箱前后方向高度要保持尽量接近，严禁利用自然斜坡滑行。在斜坡段更换或接长钢丝绳时，在沉箱前面底部要用枕木支垫，防止因意外时沉箱向前滑移，绝对不允许同时对两部溜尾卷扬机的钢丝绳进行更换或接长。6、沉箱纠偏横、纵移时，将采取如下纠偏措施：（1）将气囊摆放与横轴线（垂直通道纵轴线）形成一个偏角。即将后壁方向的气囊囊头向后摆一定距离，具体根据实际操作结合纠偏时通过实验获得。（2）通过控制卷扬机强制纠偏，但必须注意各钢丝绳受力情况，本措施在斜坡段必须慎重使用，一般不推荐使用。（3）纵移通道特别是码头混凝土面，宜在气囊囊头（前趾方向）经过的地方铺设细砂。3.2.5半潜驳1、半潜驳技术性能本工程沉箱水上运输是使用我公司的“四航湛江”号半潜驳。“四航湛江”号半潜驳的相关技术性能详见下表3-2-7。表3-2-7“四航湛江”号半潜驳有关技术性能最大下潜深度23.6米满载吃水（4500吨）4.35米全长67.8米压载舱数量22个宽37.2米载重量4500吨内幅30米最大沉深吃水23.6m型深5.6米满载排水量10758.5吨空载吃水2.4米压载水泵排量41200m3/h2、搭驳潮位：半潜驳选用四航“湛江”号，其空载吃水为t=2.4米，满载吃水T=3.63m，型深D=5.6m，出运码头面标高H=3.5m，要求搭驳潮位为：h上=H- D-(T+t)/2 =0.92m，因船甲板底面需高出码头搭接口面20cm时进行搭接，所以开始进行搭接潮水为h上+0.2=1.12m。根据2015年潮水表，低潮位时段均能搭驳。3、开始上驳潮位：当沉箱全部出运到半潜驳，浮坞吃水为2.4+3111.5/67.8/37.2=3.63米，此时需要潮位不低于：3.5-（5.6-3.63）=1.53米。沉箱从开始上驳到全部上到驳需时约1小时，潮位上升为0.30.4米，开始上驳潮位不低于1.53-0.3=1.23米。为确保码头结构安全，沉箱装驳选择在涨潮时段作业。4、半潜驳满载离驳潮高计算为保障不损坏搭接码头，在船头高于码头面0.2米时，满载离驳，半潜驳甲板面标高=0.2米+码头面标高=0.2+3.5=3.7米，潮水高度=甲板面标高-（船型深-吃水）=3.7-(5.6-3.63)=1.73米，取离驳潮高为1.73米。5、沉箱上驳操作施工（1）搭接方式图3-2-8 出运码头断面图沉箱上驳采用专用出运码头出运构件上船坞。出运码头宽54m，码头搭接面标高+3.50m，搭接处采用GB50钢轨、长50m（两个出运位以及跟半潜驳的搭接板长度对应）、钢轨面标高+2.5m，钢轨底面铺垫一块长43m、宽50cm、厚2cm的钢板，详见上图3-2-8；该出运码头搭接部位做成可调式；搭接时浮坞的首部搁置在钢轨上，浮坞的甲板面与码头面齐平，码头与浮坞间铺厚14mm搭接钢板过渡，搭接板的宽度0.5米。（2）浮坞的锚位及地牛浮坞前部左右利用码头上两个地锚的两条缆、控制船头左右移动对齐码头前沿，船尾左右抛两门锚。（3）搭接操作船坞靠近出运码头，将搭接板跨上码头搭接钢轨，船坞中心线对准上坞构件的中心，开始加水压载，保持搭接板自由地搁置在钢轨上。此时抓紧搬运气囊上坞，安放码头与船坞搭接板的连接钢板，连接船坞与构件的牵引。（4）沉箱上驳（a）沉箱经过气囊出运至出运码头上时，船坞停靠在出运码头上，并向船坞各个水仓内均匀的注入，使船坞搭接端水平地搁置在平台上。（b）涨潮过程中，开启气囊出运系统，当潮位达到1.23m时，沉箱底第一排气囊开始压上半潜驳，严格控制沉箱平移速度，每一排气囊上驳的时间间隔控制在8分钟以上，慢慢的将沉箱拖运到半潜驳上。从沉箱底第一排气囊压上半潜驳至沉箱底最后一排气囊全部压上半潜驳需要约1个小时，当沉箱完全上驳时潮位应大于1.53m。（c）沉箱上驳过程中，为了保证半潜驳的平衡，需要根据船体的倾斜，通过单个仓水的排放进行调节，沉箱到位后，枕木支垫好，用钢丝绳将沉箱系在船体上。（5）船坞离开码头当沉箱上驳完成，潮位达到+1.73m以上时，松开头缆、绞锚，使船坞离开搭接码头。3.2.6沉箱拖运沉箱从钦州港的金鼓江大桥西岸金鼓江预制场出运至防城港电厂二期扩建工程现场，全程约38海里，拖航时间约为8小时。1、拖绳强度及长度拖航方式采用吊拖，选用两根直径43mm钢丝缆作为拖缆，连接在拖轮的拖钩上，在出运航道航行时，拖带长度设为60米（拖带长度指从拖轮到被拖船的净空距离），拖缆长度调节由“四航湛江”号两台绞缆机控制。2、拟定航线，见图3-2-9。图3-2-9拟定拖航路线图计划航线及时间月日时分转向点计划航向航程（KN）海图号备注108。38250”E21。44098”N257。0.1416770起点108。38，101“E21。44，056”N187。3.00108。37716“E21。41081”N146。4.38108。40356“E21。37468”N209。3.95108。38323“E21。34008”N181。2.55108。38270“E21。31461”N262。15.71108。21651“E21。29258”N328。0.66108。21275“E21。29818”N000。3.33108。21，268“E21。33152”N019。1.52108。21790“E21。34588”N037。1.87108。22999“E21。36075”N123。0.46108。23421“E21。35712”N终点3、拖航水深条件“四航湛江”号半潜驳空载吃水为2.4米，装载沉箱后吃水为3.63米；配套拖轮吃水3.5米，航道宽度须达95米，根据拖航船组的吃水情况及富裕水深1.2米的要求，水深必须达到4.7米以上（当地理论基面）。由于拖运沿着原有航道水深可满足要求，不需要赶潮拖运。4、拖航拖力验算“四航湛江”号装载该批沉箱（单个长宽高28.3613.518.9米，单个重3111.5吨）时平均吃水为3.63m，被拖过程正向迎风面积为711m2（包括沉箱）。（1）海上拖航总阻力经验计算公式：（CCS海上拖航指南2011）Rt=1.15Rf+Rb+(Rft+Rbt)式中：Rf-被拖船（物）的摩擦阻力Rb-被拖船（物）的剩余阻力Rft-拖船的摩擦阻力Rbt-拖船的剩余阻力（2）被拖船（物）的阻力近似计算公式Rf=1.67A1V1.8310-3KNRb=0.147A2V 1.74+0.15VKN式中：A1-船舶或水上建筑物的水下湿表面积，m2V-拖航速度，m/s-方型系数A2-被拖船（物）浸水部分的中横面积，m2其中：A1如无详细资料，按下方法求：正常船舶；A1=L（1.7d+B）m2驳船/首尾有线形变化的箱型船；A1=0.92L（B+1.81d） m2无线形变化的箱型船及其他水上建筑A1=L（B+2d） m2L-被拖船（物）的长度，mB-被拖船（物）的宽度，md-被拖船（物）的吃水，m（3）拖轮的阻力计算-用拖轮的资料，如无详细资料，也可按被拖船（正常船舶）的近似公式计算。已知：V=5.5Kt（2.829m/s）（4）被拖物的阻力计算：表一：被拖船名L（m）B（m）d（m）四航湛江67.837.23.810.98表二：被拖船名A1（m2）A2（m2）V（m/s）Rf（KN）Rb（KN）四航湛江29111392.8290.9832.6190.1Rf + Rb=222.7KN=22.8t（5）拖轮阻力计算：表三：拖轮名LBd粤工拖41409.42640.51表四：拖轮名A1（m2）A2（m2）V（m/s）Rft（KN）Rbt（KN）粤工拖4137096282.8290.514.1520海上拖轮总阻力为： 29KNRt=1.15Rf+Rb+（Rft+Rbt）=29 t结论一：当船组在静水中拖带航速为5.5节时，拖航阻力为29t，小于拖轮拖力30t，满足规范要求。（6）对于受风面积特别庞大的钻井平台或其他水上建筑，其拖航阻力尚应按下式计算，取较大值：R=0.7（Rf + Rb）+ Ra KN式中：Rf 、Rb同上述（1）； Ra空气阻力，按下式计算：Ra=0.5V2CsAi 10-3 KN式中：空气密度，kg/m3，按1.22 kg/m3计算；V风速，m/s，取13.8 m/s（6级）； Ai受风面积，m2，按顶风计算； Cs受风面积Ai的形状系数，按拖航指南第3章表3.2.1（2）选取。（本计算按Cs取最大系数1.5）被拖船“四航湛江”号正向受风面积711m2，Ra=124KNR=0.7（Rf + Rb）+ Ra= 279.9KN=27.99tRt=1.15R +（Rft+Rbt）=t结论二：当船组受到正向迎风，风速为13.8m/s（6级）时，船组受到的总阻力为35t，大于拖力30t，不满足规范要求。本工程半潜驳沉箱拖运方案选择40t拖带力以上拖轮可满足施工要求。3.2.7沉箱的浮游安装1、施工方法施工过程包括两个步骤沉箱出运上驳之后出坞过程和沉箱定位安装过程，流程如下：图3-2-10沉箱安装流程图（1）压载稳定计算施工前，须根据施工规范和设计的有关要求，对沉箱进行浮游稳定和干舷高度验算，根据我公司以往的施工经验，定倾高度越高浮游越稳定。本工程沉箱型号相同。沉箱浮游稳定核算如下：部位体积V(m）质量（t）重心距箱底距离矩底板268.002 670.005 0.350 234.502 底座上部分8.856 22.140 0.837 18.531 箱壁1183.141 457.853 9.700 4441.169 箱壁2344.781 861.952 9.700 8360.934 加强角5.947 14.868 0.767 11.404 隔墙418.600 1046.500 9.700 10151.050 隔板加强部分25.920 64.800 9.900 641.520 总计1255.247 3138.118 7.603 23859.110 部位排水体积质量浮心距箱底距离矩底板268.002 274.702 0.350 96.146 底座上部分129.229 132.459 0.837 110.869 吃水深度8.437箱壁2628.761 2694.480 4.744 12781.356 总计3025.992 3101.642 4.188 12988.371 定倾高度I对中心的惯性距a重心到浮心的距离p定倾半径m定倾高度判断=bh3/12a=x-hp=I/Vm=p-am0.2,不稳定5404.624 3.415 1.786 -1.629 沉箱浮游不稳定，故需压载。压载采用加水压载方式，计算如下：（加水压载3米时计算）部位体积V(m）质量（t）重心距箱底距离力矩底板229.716 574.290 0.350 201.002 底座上部分8.856 22.140 0.837 18.531 箱壁1183.141 457.853 9.700 4441.169 箱壁2344.781 861.952 9.700 8360.934 加强角5.947 14.868 0.767 11.404 隔墙418.600 1046.500 9.700 10151.050 隔板加强部分25.920 64.800 9.900 641.520 压载水163.778 65.372 0.802 52.428 压载水22.981 3.055 0.833 2.545 压载水3867.001 888.676 2.300 2043.955 3999.506 6.482 25924.538 部位排水体积质量浮心距箱底距离力矩底板268.002 274.702 0.350 96.146 底座上部分129.229 132.459 0.837 110.869 吃水深度10.899 箱壁3504.726 3592.344 5.974 21461.760 总计3901.957 3999.506 5.418 21668.774 I对中心的惯性距a重心到浮心的距离p定倾半径m定倾高度判断=bh3/12a=x-hp=I/Vm=p-am0.2,稳定4974.526 1.064 1.275 0.211 故加水压载3米时，沉箱浮游稳定。（2）下潜水深要求根据“四航湛江”号半潜驳性能指标要求和沉箱下潜稳定吃水要求。下潜水深Hh+d+D+f= h +0.3+6.2+1式中：H下潜区水深h沉箱浮游稳定吃水d支垫枕木高度D半潜驳型深f富余水深。根据上式计算沉箱下潜水深要求如下；沉箱下潜水深H=10.9+0.3+5.6+1=17.8m半潜驳作业选择在码头停泊地进行下潜作业，码头停泊地标高为-15.7m，为保证沉箱安装施工时，半潜驳不能搁浅，沉箱出坞时潮位必须大于2.1m。根据防城港当地潮位，在沉箱安装期，能满足作业要求。（3）半潜驳下潜为确保半潜驳下潜作业顺利进行，在安装前对下潜区域位置进行扫海，确保水深满足作业条件。半潜驳拖航到现场后进行抛锚固定，方驳在半潜驳定好位后就半潜驳进行定位，大约离半潜驳50m左右。半潜驳协助方驳把水泵、安装架等安装好，并且对沉箱上下进行检查,包括围捆枕木钢丝绳,围缆捆绑、沉箱顶拉杆孔洞修补、潜水泵布置等都要检查清楚，半潜驳才能开始进行灌水下潜。半潜驳各水仓的灌水顺序及灌水量要满足整个船体的平衡和稳定要求。半潜驳定好位，将沉箱的6个进水阀全部打开，随着半潜驳的下潜，利用内外水头差自行对沉箱内进行加水压载。由于沉箱隔仓共18个，分为六排，相互之间的隔仓联通需考虑其浮游过程的平衡稳定。沉箱的通水孔、水阀布置见下图。图3-2-11沉箱进水孔、通水孔及安装拉环布置图待舱内压载水满足计算要求后，关闭进水孔阀门，压载水完成。（4）沉箱系缆在半潜驳刚开始灌水下潜时进行。沉箱预制时，其顶上对称预埋四个钢筋环，用作沉箱出坞及安装时带缆用。为了减少沉箱在下潜前其他工作的工作量并减少水上高空作业，在沉箱平移出运前，先用一段长为20m直径为50mm的尼龙缆绳和沉箱预埋钢环用卸扣连接好，在半潜驳下潜时把半潜驳上的四根尼龙缆分别和沉箱上的四根缆绳连接，同时牵引用的缆绳也在同一时间连接上，如下图示（沉箱出坞系缆示意图），在沉箱吃水比悬浮吃水线低1m时，同时收紧四根缆绳，牵引缆绳未受力。图3-2-12沉箱出坞系缆示意图在沉箱浮游稳定后，沉箱吃水为10.9m，此时将沉箱拖带出坞，按照JTS_167-2-2009_重力式码头设计与施工规范中规定，沉箱拖带力计算公式为其中式中：F拖带力标准值（kN）A沉箱受力水流阻力的面积(m2)w水的重度(kN/m3)，本工程取值10.25V沉箱对水流的相对速度(m/s) ，参照当地水文资料，本工程取值水流最大流速1.08K挡水形状系数，矩形取1.0，本工程取值1.0D沉箱的宽度(m) ，本工程取值28.36T沉箱吃水(m) ，本工程取值11箱前涌水高度(m)，取0.6倍航程中可能出现的波高，参照当地水文资料，本工程取值0.6。则 kN，本次出坞拖带沉箱，采用2根50mm的尼龙缆牵引，50mm的尼龙缆的极限破拉力为Fmax=0.5d2=0.5502=1250 kN，远大于拖带力的要求，因此2根50mm的尼龙缆牵引满足拖带要求。（5）沉箱悬浮随着半潜驳不断灌水下潜，当驳上沉箱吃水达到10.9m时，沉箱开始处于悬浮状态。半潜驳继续下潜，沉箱底板离半潜驳甲板面有1m的距离，继续下潜深度要根据现场的风浪情况确定，如浪高大于0.5米时，半潜驳不宜下潜。（6）沉箱出坞方驳上的两台锚机慢慢地用力绞两条牵引缆（1，2）此时半潜驳上后溜两条缆绳（3，4）也同时处在受力状态，方驳继续绞缆，缆1及缆2也同时慢慢收紧，缆3及缆4在受力的状态下慢慢同步放松，沉箱慢慢出坞。当沉箱继续出坞后，缆3及缆4继续作溜尾定向用，同时其他的辅助缆把沉箱调整为安装方向。当整个沉箱被牵引出半潜驳并靠至方驳边时，完成整个沉箱出坞工作，半潜驳可以进行排水上浮。（7）沉箱定位、灌水下沉安装沉箱出坞后可能存在顶面不平衡的情况，在沉箱靠着方驳时往沉箱内灌水调平。当沉箱靠上方驳后，解脱缆3及缆4，并用一条直径为50mm的缆绳把沉箱以捆绑式与方驳连接（如上图示）。利用沉箱顶安装好的缆绳将沉箱转至长边平行驳船，减小高潮水位流速较大对沉箱固定的影响，更有利于驳船进行移船定位。事先把每个沉箱的位置坐标计算出来，通过方驳移船，GPS系统定位，把沉箱移至预定的安装位置上，然后打开沉箱的进水阀门，对沉箱内进行灌水。开始灌水时要从小到大而进行，各个阀门的开和关要尽量做到同步。当沉箱内各隔仓灌水基本平衡，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小于50cm时，可用水泵给沉箱内继续进行灌水，直至沉箱底面离基床定面大约20cm时停止，这时拉好安装使用的缆绳及葫芦，通过陆上摆站仪器进行精确定位，测量控制来进行沉箱安装。当测量控制的偏差在规范允许范围内时，收紧所有的缆绳及葫芦，同时启动沉箱上布置的全部水泵向沉箱内灌水，让沉箱以最快的速度下潜至基床。确认沉箱座落稳基床后，仪器再次观测沉箱的偏位情况，如符合规范要求即可继续灌水压稳沉箱，如果出现了大偏差，并超过了规范要求时，需启动反抽水泵，把沉箱内的水抽出来，让沉箱重新起浮，重复以上的步骤进行安装，直至沉箱安装好为止。3.3施工进度计划及保证措施本工程沉箱出运安装计划2015年9月15日开始到2015年11月28日结束，工期75天，沉箱安装顺序先由南向北安装2件沉箱，为引桥施工通道尽早贯通提供作业条件，后续沉箱安装则由北往南进行。安装部位开始时间结束时间备注码头泊位9件2015年9月15日11月28日3.4主要资源配置方案及使用计划1、施工船机如下表：船机设备名称单位数量规格备注半潜驳艘1“四航湛江”号用于沉箱拖运及存放、安装拖