沉箱出运施工方案

北海港铁山港西港区北暮作业区5#、6#泊位水工工程沉箱出运安装施工方案 审 批 人： 审 核 人： 编 制 人： 日 期： 中交四航局北海工程项目经理部目 录1. 编制说明11.1. 编制依据11.2. 施工技术规范11.3. 编制原则12. 概况22.1. 施工特点分析22.2. 平面布置图72.3. 出运码头设计103. 进度计划及资源配置103.1. 进度计划103.2. 资源配置104. 施工流程及方法134.1. 施工流程134.2. 施工方法164.3. 测量控制285. 沉箱安装质量标准及保证措施296. 安健环保证措施306.1. 安全措施306.2. 环保措施327. 应急措施327.1. 应急措施说明327.2. 沉箱上驳应急措施337.3. 沉箱渗水或漏水时应急处理措施337.4. 沉箱临时存放要求341. 编制说明1.1. 编制依据北海港铁山港西港区北暮作业区5#、6#泊位水工工程施工图设计北海港铁山港西港区北暮作业区5#、6#泊位水工工程施工组织设计北海港铁山港西港区北暮作业区5#、6#泊位水工工程施施工总进度计划北海港铁山港西港区北暮作业区5#、6#泊位水工工程施施工合同沉箱预制平面布置图1.2. 施工技术规范重力式码头设计与施工规范 （JTS16722009）水运工程质量检验标准 （JTS257-2008）水运工程施工安全防护技术规范 (JTS 205-1-2008)港口装卸用钢丝绳吊索使用技术条件 (GB 14738-93)起重机械安全规程 (GB 6067.1-2010)建设工程施工现场供电安全规程 （GB 50194-93）建筑施工高处作业安全技术规范 （JGJ 80-91）1.3. 编制原则1、确保工程安全的原则充分认识本工程地质、水文特点，结合本工程的施工特点，使用可靠成熟的工法、施工工艺，实行信息化施工，确保工程安全。根据工程特点，吸取类似工程的设计、施工技术和管理经验，选择先进、可靠的施工技术方案与施工工艺。2、确保工期的原则精心策划组织，合理配置资源，选择可靠方法，确保节点工期的实现，努力提前总工期。认真研究、综合考虑工程地质、工程环境、场地条件及工期等各种因素，运用系统工程理论进行施工总体部署，利用网络技术组织分段平行流水作业，施工安排及工序衔接，体现工程施工系统性。3、注重文明施工，加强环保原则在施工中贯彻“以人为本”的原则，做到文明施工、爱护环境、千方百计减少扰民，创造良好的施工、生活环境，保证职工安全健康，达到公司四标三体系的标准要求。2. 概况北海港铁山港西港区北暮作业区5、6泊位码头水工工程施工建设规模为两个15万吨级散货泊位，码头总长度636.84m。码头结构采用钢筋混凝土沉箱结构。沉箱垂直码头线宽17.2m，前趾长2.0m，总宽19.2m，高度为20.9m，沉箱平行码头线长17.72m，沉箱共分33=9个腔，每个腔尺寸5.313m5.213m。沉箱底板厚 0.7m，前壁厚0.40m，侧壁厚 0.35m，后壁厚0.35m，纵隔板厚0.28和0.23m，横隔板厚0.23m。主体结构采用重力式钢筋混凝土（C40）矩形沉箱，共3种型号33件沉箱，分别为：C1型沉箱28件，单件沉箱约重2773t。C1沉箱尺寸长1920cm，宽1772cm，高为2090cm。纵横向分隔数为33格。C2型沉箱4件，单件沉箱约重2728t，C2沉箱尺寸外形均与C1相同，只在顶部中间一排仓格预留有2.86*2.86m的方形缺口，为排水涵安装位置。C3型沉箱1件，单件沉箱约重2710t，C3沉箱尺寸外形均与C1相同，只在顶部中间一排仓格预留有3.96*4.0m的方形缺口，为排水涵安装位置。由于预制场存放沉箱的数量有限，因此本工程出运分两个批次进行，第一批次出运15个，第二个批次出运18个。2.1. 施工特点分析2.1.1. 潮汐铁山港区潮水涨落速度较快，掌握潮水规律，合理安排施工，控制沉箱上驳时间及速度十分关键。1）各基准面之间的关系铁山港区验潮站设在铁山港湾中部西岸石头埠，各水准点之间的关系如下： 2）潮型及潮位特征值铁山港内的长期验潮站有石头埠站，地理坐标2136N，10906E，由广西水文总站设立。铁山港湾口西侧的营盘和东侧的草潭及沙田有短期潮位观测资料。此外，距铁山湾口门外约60km的涠洲岛海洋站也有长期验潮资料。北部湾是世界上典型的全日潮海区之一，铁山港位于北部湾的东北部，从其潮汐特征数来看，K=（HK1+HO1）/HM2=3.29，表明本港区的潮汐类型与北部湾其它海区略有不同，属不正规日潮。本区的潮汐作用较强，是华南沿海潮差最大的海区之一。潮波自湾外向铁山港内传播时，由于受地形影响，潮波发生变形，潮差沿程递增，而潮汐类型由湾外海区的正规日潮（每天一涨一落）向湾内的不正规日潮过渡（大潮汛时每天一涨一落，小潮汛时每天两涨两落）。根据中国科学院南海海洋研究所1992年12月2631日同步验潮资料分析，营盘K=4.53，草潭K=4.11，石头埠K=3.67。实测资料表明，最大流速发生在高潮位前后23小时，说明本港区的潮波属于以驻波为主，略具前进波性质的合成潮波。铁山港区为非正规全日潮，其从理论深度基准面起算的潮位特征值为：历年最高潮位： 6.31米历年最低潮位： -0.09米多年平均高潮位： 4.28米多年平均低潮位： 1.80米多年潮位： 3.00米多年平均潮差： 2.45米历年最大潮差： 6.25米（1986年7月21日）日潮平均涨潮历时： 8小时5分钟日潮平均落潮历时： 6小时25分钟设计高水位： 5.41m（潮峰累积频率10）设计低水位： 1.13m（潮谷累积频率90）极端高水位： 6.86m（重现期为50年一遇）极端低水位： -0.46m（重现期为50年一遇）铁山港区乘潮水位表保证率（%）102030405060708090水位1小时5.415.164.984.744.494.123.683.282.912小时5.265.064.874.634.394.013.563.212.853小时5.074.854.694.484.223.853.443.092.784小时4.834.634.484.294.023.653.292.972.672.1.2. 波浪铁山港区没有进行过波浪观测。本海区由于受雷州半岛掩护，波浪强度不大，对港区有影响的主要是SSW、SSE和S向的波浪。根据涠洲岛的长期海浪观测资料，港区波浪以风浪为主，较大的波浪都是由台风或强季风造成的。据涠洲岛的波浪推算表明，港区水域泊稳条件良好，湾口西侧大牛石区域2.0米的天数平均每年2天，1.5米的天数平均每年5天。铁山港区50年一遇波浪要素表波浪要素位置（m）（m）（m）H（m）T（m）L（m）波向湾口东侧3.53.12.61.87.856SSW湾口西侧4.03.53.02.17.860SSW湾中部2.92.52.01.37.970S湾顶2.62.21.81.25.344SSE根据河海大学交通学院、海洋学院北海市铁山湾海域波浪整体数学模型计算报告（2008年9月），涠洲岛海洋站对1962年至1982年共计21年分方向的年极值波浪资料和1983年至2001年SSWW五个方向的波浪年极值资料进行拟合得到分方向不同重现期的波浪要素。本工程位于铁山港区临港工业码头段H118点附近，因此取H118点的波浪要素为参照，其波浪要素详见下表。铁山港区50年一遇波浪要素表方向水位平均H(m)(m)(m)(m)平均T(s)平均L(m)E-ESE向极端高水位1.181.862.222.302.724.5627.71设计高水位1.131.782.122.202.604.4226.17设计低水位0.791.251.491.541.833.6317.87极端低水位0.420.660.790.820.982.649.48S-SSW极端高水位1.742.733.233.343.927.4075.04设计高水位1.572.462.923.023.547.4073.14设计低水位1.031.611.921.982.337.2063.30极端低水位0.620.981.171.211.447.2059.73SE-SSE极端高水位1.762.753.263.373.965.6140.58设计高水位1.612.512.983.083.615.3236.76设计低水位1.041.631.942.002.354.2023.41极端低水位0.681.071.271.321.563.4515.65SW-WSW极端高水位1.292.032.422.512.968.2086.86设计高水位1.171.852.202.282.708.2084.35设计低水位0.781.241.471.531.818.1073.61极端低水位0.380.600.720.750.898.1069.05W-WNW极端高水位1.021.621.942.012.387.3073.57设计高水位0.961.521.811.882.237.3071.73设计低水位0.711.131.351.401.657.1062.17极端低水位0.400.630.760.790.947.1058.682.1.3. 风况根据北海市气象站统计资料（见表2.11），北海地区风向季节性变化显著，冬季盛行偏北风，夏季盛行东南风。全年常风向为正北，次常风向为东南偏东，频率分别为22.1和10.8；频率加权年平均风速为3.0米/秒。强风向为东南，最大风速29米/秒，次强风向为东南偏东，最大风速为21米/秒，根据资料统计，每年风力6级的出现天数：平均11.8天，最多25天，最少3天。本区风向季节性变化显著，冬季多为偏北风，夏季多为东南风。另据涠洲站19561975年实测资料统计（表2.12），常风向为NNE向，频率为14，次常风向为ESE向和N向，频率分别为13和12。频率加权年平均风速为5.1米/秒。强风向为东南向，最大风速40米/秒。北海港风玫瑰图如下：2.1.4. 台风北海夏、秋两季受台风影响，每年发生2次，台风由南海进入北部湾时，因受到海南岛与雷州半岛的阻挡，风力减弱，一般为56级，10级以上少见，其延时24小时左右。第6页2.2. 平面布置图预制场平面布置总图沉箱安装平面布置图第38页预制厂5#6#泊位预制厂与沉箱安装位置示意图沉箱存放平面布置图如下：第一批沉箱存放平面布置图第二批沉箱存放平面布置图2.3. 出运码头设计出运码头平台长46m，宽13.6m，码头标高+5.05m，码头基础为80根800mmPHC桩，出运码头整体设计承载力为3300t，搭接端的设计承载力为1500t。与浮船坞搭接处标高+4.00m，宽1.2m，搭接处铺设30块5cm*50cm*100cm橡胶垫作为支垫。浮船坞搭驳完成后，浮船坞甲板面与码头面齐平，与码头交接间铺厚2mm搭接木板过渡，搭接板的宽度约0.9m。本预制场出运码头已成功出运安装广西北海铁山港3#、4#泊位码头工程40件3200t沉箱，为其他工程原有，出运码头结构图如下：3. 进度计划及资源配置3.1. 进度计划项目内容开始时间结束时间件数天数备注沉箱出运安装（第一批）2014.8.152014.9.3015件40d沉箱出运安装（第二批）2014.12.102015.1.3018件50d根据沉箱预制及安装总计划，沉箱横移及纵移计划安排如下表：3.2. 资源配置 在项目经理部统一管理下，委派2名工程技术人员，组建一个专业作业队实施沉箱出运安装作业，项目部的测量班、物资、安全、机务等部门协助施工。现场人员、机械设备及材料配置见下表：3.2.1. 人员配置人员安排表如下：序号岗位/工种名称 单位数量 工作内容 备注1技术员 人2负责控制整个施工过程2 安全员 人1负责整个出运安装作业的安全进行3机电人员 人2负责所有供电设备的接线，钢丝绳及卷扬机的维修等工作4作业队伍 人30负责气囊搬运、充气放气，枕木支垫等工作2测量工 人2沉箱定位4质检员 人1检测沉箱安装是否符合图纸及规范 要求3.2.2. 机械设备及材料配置机械设备及材料配置表如下：序号 设备名称 规格型号单位数量备注1卷扬机8t台4配500m28mm钢丝绳2滑轮组6匹个83滑柄单轮15T个154气囊1m10m个40配充气嘴40组5空压机 12m台26装载机30台27卸扣65t个308钢丝绳65mm（40m）条49钢丝绳65mm（20m）条210钢丝绳65mm（7m）条211钢丝绳65mm（5m）条412钢丝绳65mm（30m）条413枕木1m0.2mX0.2m条240014浮船坞3200t艘115拖轮3000匹艘116方驳1000t艘117履带吊50t台118发电机200kw台119潜水泵扬程20m台1220锚艇700匹艘121手拉葫芦8t个622交通船载重15人艘13.2.3. “防城港号”浮船坞有关技术性能： 最大下潜深度15.6米压载舱数量12个全长52米压载水容重6724m3宽32米装载重量3200吨内幅26米空载重量2330吨型深3.6米压载水泵排量2600m3/h3.2.4. “防城港号”防城港号压载舱布置：NO1右1025.5m3NO4329 m3NO7310 m3N10893.5 m3空气仓152.8 m3NO2488m3NO5371 m3空舱空舱NO8371 m3N11488 m3空气仓152.8 m3搭接端NO3923.5 m3NO6284 m3NO9240 m3N121000.5 m3加水管与排水管共用一条总管，通过阀门的转换来控制加水与排水，但不能同时加、排水，各压载舱间互相不能调水。4. 施工流程及方法4.1. 施工流程4.1.1. 沉箱出运安装流程准备工作气囊就位顶升并抽出工字钢及钢垫板支垫枕木并就位气囊气囊顶升并抽出枕木沉箱纵移移至斜坡前端，带上后溜钢丝绳溜坡至出运码头前沿浮船坞搭驳牵引卷扬机更换为浮船坞的牵引卷扬机沉箱上驳沉箱支垫浮船坞离泊浮船坞拖航浮船坞就位带缆安装方驳就位摆放沉箱安装设备、沉箱围捆加固浮船坞下潜沉箱压水浮游稳定沉箱出坞安装方驳移位使沉箱就位沉箱压水下沉测量控制下沉就位打开沉箱阀门4.1.2. 沉箱陆上移动施工原理所有沉箱出运均采用气囊出运,在沉箱的下面放置特制橡胶气囊，通过充气加压顶升沉箱，再在需移动的方向上施加足够的牵引力，在牵引力作用下沉箱对气囊产生摩擦力从而使气囊产生滚动，达到沉箱前移目的。在沉箱压力下气囊可以产生较大变形,增加气囊与沉箱及地面的接触面积,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，所有沉箱均采用双排气囊。4.1.3. 出运设备确定4.1.3.1. 卷扬机的确定牵引力公式F=fQ。F为牵引力，f为气囊与地面的滚动摩擦系数，根据我公司沉箱出运经验，取f为0.05，Q为沉箱重量，故F=0.052773t=138.65t。本工程沉箱移运由4台卷扬机完成，规格为8t，转速12m/min，全部统一采用同厂家同规格卷扬机，电动机统一型号是YZR251-8，功率是22KW，确保性能一致和尽量同步。卷扬机通过12倍率滑轮组对沉箱进行牵引或溜尾，则每台卷扬机牵引力为96t（未考虑机械效率及夹角的影响），合力可达192t，根据我公司沉箱出运经验及卷扬机转速，出运速度不应大于1.7m/min。卷扬机布置在码头前沿两侧设置的卷扬机台座上，码头前沿两侧分别设置牵引与溜尾8t卷扬机各一台；牵引卷扬机钢丝绳通过捆绑在前拉地锚上的两滑轮组与挂在沉箱上的两滑轮组，作沉箱纵向牵引用。溜尾卷扬机钢丝绳通过捆绑在通道后或通道中间的地锚上的两个滑轮组、挂在沉箱上的两个滑轮组，作沉箱纵移和下斜坡时溜尾用。4.1.3.2. 气囊的确定气囊受压变形后，可视为一种规则的形态，即气囊横截面呈正扁形态，根据本工程沉箱的规格，沉箱出运使用7排（14条）气囊。根据我公司出运构件使用气囊的经验，本次选用气囊公称直径：D=1m，额定工作压强为0.4MPa的气囊。沉箱纵移的工作高度：H=0.4m，气囊有效工作长度为L=9m，气囊净距：a0.5m；沉箱横移的工作高度：H=0.4m，气囊净距：a0.5m，根据气囊受压横截面图，可计算出L=（3.14-3.140.4）/2=0.94m。则每个气囊受压状态下与沉箱接触面积：B=0.949=9.63m气囊与沉箱底总接触面积：S=14B=149.63=134.8m 气囊所受压力：P= G/S=2773/134.8=20.57t/m=0.2Mpa安全系数：KP允许/ P0.4/0.2=21根据计算结果，假设气囊工作压强达到0.4MPa，需要多少条气囊才能把沉箱安全顶升？G/S=40t/m，S=G/40=2773/40=69.3m,S=N90.94=70.9m,N=69.3/90.94=7.238条因此至少需要9条气囊才能保证沉箱安全顶升。气囊受压截面、气囊结构及平面布置图如下：气囊受压横截面图气囊结构图沉箱出运气囊平面布置图4.1.3.3. 牵引及接长钢丝绳的确定本工程采用65mm（根据钢丝绳出厂使用标准：抗拉强度为1870N/mm,单条最小破断力为300t）作为牵引和溜尾接长用钢丝绳，安全系数大于6.67；用28mm（根据钢丝绳出厂使用标准：1670N/mm，单条最小破断力48.2T）作为卷扬机牵引用，使用8t卷扬机，最大牵引力为8t，安全系数大于6。4.1.3.4. 插销的确定本工程采用直径为140mm，长度为1m的Q345B圆钢作为牵引和溜尾插销，其抗剪强度=0.60.8抗拉强度，Q345B圆钢抗拉强度=51.6Kg/mm，140mm截面积=15394mm，最大抗剪强度=0.81539451.6=Kg=635.46t，最小抗剪强度=0.61539451.6=Kg=476.6t，因此两条插销最小抗剪力为953t，根据沉箱重力计算F=0.052773t=138.65t，满足牵引力要求。4.2. 施工方法4.2.1. 准备工作4.2.1.1. 技术准备：确定沉箱是否达到出运所要求的强度，第一层混凝土强度达到100%，第四层混凝土土强度达到80%，且横移完成后继续养护；技术负责人在出运前应对参加出运的所有作业人员进行技术交底；安全员在出运前应对参加出运的所有作业人员进行安全培训。4.2.1.2. 出运前准备：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，决定沉箱上浮船坞时间。出运前检查检查沉箱内腔是否有积水，若有积水必须把水抽干方能出运。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。检查沉箱检查沉箱底部有无棱角突出，有则先清除。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。连接牵引后溜沉箱钢丝绳在预留牵引后溜孔处插上直径140mm的插销，套上牵引及后溜钢丝绳。摆气囊工字钢及钢垫板抽完后，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。空压机及管路系统就位备用。4.2.2. 沉箱顶升系牵引及溜尾钢丝绳将牵引和溜尾卷扬机动滑轮组与沉箱插销系好，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）。气囊初充气初充：连接空气压缩机与气囊之间的气管，连接妥当并检查气压表是否正常后充气，对气囊充气时应均匀、缓慢，观察气压表读数，初次气囊充气压力控制在0.10.12Mpa停止充气。这时气囊与底模共同承受沉箱重量。继续充气：将沉箱顶升至运行高度0.4m，继续对气囊充气并应对称、缓慢进行（由阀门控制），气囊气压值控制在0.35Mpa。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混凝土。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。拖出支承工字钢把支承工字钢拆除并拖出，顺直拖出支承工字钢，防止支承工字钢刮伤气囊，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。支承工字钢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。4.2.3. 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。（1）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3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。（2）斜坡段前移当沉箱移至出运通道斜坡段时，沉箱行走至斜坡段后，不再通过牵引使沉箱前行，通过其自重引起的沿斜坡方向的分项力前移，通过后遛滑轮组控制沉箱前移速度，同时要注意溜尾卷扬机钢丝绳受力情况，使系统同步运行，确保沉箱平稳移动，尽量做到受力均匀。沉使沉箱缓慢沿出运斜坡前移，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，在沉箱前面底部有用枕木支垫，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。当沉箱行至出运码头水平部分后，停止前移，改用浮船坞牵引系统进行下一步沉箱装船移运。斜坡段出运沉箱示意图如下：如图所示，斜坡段坡度为3，沉箱水平分项力F1=sin3G=152t。（考虑沉箱内残留混凝土渣与积水，沉箱重量G取2900t），竖向分项力F2=cos3G=2896t，摩擦系数取0.05，摩擦力f=0.05F2=144.8tF1,因此后遛滑轮组系统可控制沉箱前移速度，使其缓慢前移。（3）沉箱纠偏纵移时，将采取如下纠偏措施：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。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。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。4.2.4. 沉箱上驳4.2.4.1. 沉箱上驳平面布置浮船坞通过出运码头前沿的搭接段与出运码头相连，在船尾抛设八字尾锚定位，在船头设两条锚缆，系在出运码头埋设好的两边地锚上，通过收紧锚缆即可将浮船坞固定位置，调整两边锚缆可对浮船坞的位置进行微调。沉箱上驳时，牵引卷扬机采用船尾两台卷扬机进行，通过滑轮组进行牵引。沉箱搭驳平面布置图如下：浮船坞搭驳平面布置图4.2.4.2. 沉箱上驳潮位选择从浮船坞开始搭接出运码头到浮船坞离泊，沉箱上驳过程约需3-4小时，且需要根据潮水涨速进行控制，因此需要判断出能够进行沉箱上驳施工的潮位。为保证沉箱上驳后，船体能够正常起浮离开出运码头搭接端，当天最高潮位必须满足如下要求：潮位d=（G船+G箱）/（52*32）+（5.05-3.6）G船为船自重2330t，G箱为沉箱重量，取2900t，因此潮位d=4.59，即当天最高潮位必须高于4.59m才能进行沉箱上驳施工。浮船坞搭驳时，潮位必须达到一定高度，以保证浮船坞的搭接端底面标高能够高于出运码头搭接端，即潮位dG船/（52*32）+（5.05-3.6）=2.85m。即沉箱上驳的潮位应选择在当天最大潮位高于4.59m，实际潮位大于2.85m时开始施工。4.2.4.3. 浮船坞就位涨潮过程中，在潮位达到2.85m时，浮船坞可靠近出运码头，将搭接端跨上码头搭接部位，收紧锚缆，调整浮船坞位置，使其中心正对沉箱中心，浮船坞随潮水的上涨加水压载，保持浮船坞甲板面与出运码头平。抓紧时间搬运气囊上驳，安放码头与浮船坞搭接板的过渡木板，浮船坞卷扬机系统与沉箱的牵引进行连接。浮船坞在沉箱上驳过程中需持续调节压载水，使浮船坞前后左右基本相平。该过程约需1小时。浮船坞就位后安排人员提前摆好沉箱前移的气囊，并在浮船坞上喷出沉箱的行走位置截止线，以及沉箱的两侧边线，保证沉箱行走到位后，其重心与浮船坞重心基本重合，从而保证浮船坞的稳定。4.2.4.4. 沉箱上驳牵引沉箱上驳过程需要根据潮水涨落情况进行，在沉箱上驳过程中，浮船坞承重吃水逐渐加大，为减少浮船坞对出运码头搭接段的压力，需要在涨潮过程中进行施工，随着潮水的上涨，浮船坞吃水逐渐加深，浮力增大，同时出运码头承受压力减少。沉箱出运平面图：启动浮船坞上的卷扬机牵引系统，牵引钢丝绳和带动沉箱及时上驳，当沉箱底部的第一排气囊上到浮船坞上时，浮船坞前舱开始排水，排水量以船艉不高于船艏30cm进行控制，直到沉箱到达浮船坞中心处，沉箱距离中心偏差前后不超过0.2m，左右不超过0.2m，以保证浮船坞前后左右压载水平衡。沉箱上驳过程中应同时带好后遛钢丝绳和，在沉箱前移上驳过程中，同时慢慢松后遛钢丝绳和，并保证后遛钢丝绳和持续受力，后遛钢丝绳和不得处于松弛状态，浮船坞的卷扬机牵引钢丝绳和带动沉箱缓慢前移。在沉箱牵引到码头上上驳前，观测一下沉箱与船坞各自中心线是否对齐，如未对齐，应通过调整沉箱走向或绞、松浮船坞锚缆，使浮船坞左右摆动，使之与沉箱对齐，偏差不超过0.2m。对齐后，浮船坞的卷扬机牵引钢丝绳和带动沉箱缓慢前移，直至沉箱完全上驳，中心偏差前后不超过0.2m。沉箱上驳过程需严格计算潮位控制表，必须在潮位足够的情况下才能行走气囊的，若潮水涨速较慢，必须等待潮水上涨到位后才能继续行走。该过程约需1小时。沉箱上驳过程受力计算详见第7节：沉箱安装相关计算。4.2.4.5. 沉箱支垫沉箱到浮船坞中心位置后，按陆上支垫方法在气囊空档处用枕木垫满底座，再将沉箱前排和后排的气囊放气，抽出气囊，增加支垫再次垫满底座，全部气囊放气，待沉箱坐落在枕木上，解除牵引及后溜系统，将气囊、卡环、钢丝绳等工具从浮船坞上撤回下一个待安装沉箱上。用于支垫沉箱的枕木全部设有马丁，采用1cm直径钢丝绳将枕木串联为整体后，锁定在浮船坞甲板面定好的拉环上。该过程约需1小时。4.2.5. 浮船坞离泊与拖航沉箱上驳完成后，随着潮水的上涨，浮船坞起浮，离开出运码头搭接部位，若潮水涨速较慢，可排空浮船坞内的压载水，使浮船坞离开出运码头搭接部位。此时浮船坞通过绞锚渐渐远离出运码头，同时解开出运码头的两条缆绳，拖轮靠近浮船坞系好拖航锚缆后即可开始拖航。浮船坞的拖航由一艘3000匹拖轮完成，单程拖航距离约10km，拖航速度为2节，拖航时间约为：T=10km/(2节*1.8km/节)=2.8小时，拖航路线示意图如下：码头位预制厂4.2.6. 沉箱安装平面布置与安装顺序沉箱安装的平面布置要综合考虑浮船坞的下潜及抛锚位置，安装方驳的移位及抛锚位置，以及沉箱出坞的方向，整个安装施工占用水域较广，船舶相互之间的锚缆存在部分交叉布置，合理布置施工船位，安排好各个工序的衔接，才能保证沉箱安装过程的顺利进行。沉箱安装相关船舶布置平面示意图如下：沉箱安装施工顺序如下图所示：安装方向说明：1、沉箱安装与5#泊位已建沉箱交接第一个开始，依次向后安装。4.2.7. 下潜区的选择根据沉箱浮游稳定特性，沉箱吃水达到11.357m，浮船坞型深3.6m，沉箱支垫木高0.4m，因此浮船坞需吃水15.357m方能起浮，浮船坞下潜区需预留0.5m富余深度。本工程设计低水位为+1.13m，沉箱下潜潮位选择在+2.00m以上，因此下潜区标高应在-13.357m以下。目前本工程从码头前沿线往外100m范围内的港区及调头区已基本开挖至-13.357m以下，因此下潜区选择在该范围内即可满足施工需要，保证下潜施工安全，无需另行开挖下潜区。下潜区选择如下图：4.2.8. 沉箱围捆浮船坞拖运沉箱至码头现场抛锚就位后，需要对沉箱进行围捆，以便浮游后对沉箱进行固定，使沉箱缓慢前行至安装方驳，进行围捆。采用两道加固方法。第一，先用尼龙缆将沉箱四角预埋拉环与船坞墙四角系缆墩连接收紧；第二，沿沉箱四周围捆尼龙缆一圈，围捆不要太紧，要求在沉箱下潜时，围捆尼龙缆可随水位上升，围捆尼龙缆在沉箱四角各处用一绳与船坞墙四角系缆墩连接。在下潜至沉箱将悬浮时，放松与沉箱顶拉环相连的尼龙缆，同时收紧与围捆沉箱尼龙缆相接的缆绳。如下图所示：4.2.9. 浮船坞下潜、选定下潜位置后，施工前进行水深测量，发现浅点及时清挖，确保浮船坞下潜时的吃水要求（低于标高-14.1m）。、在方驳和浮船坞都抛锚定位后，对沉箱上下进行检查,包括围捆枕木钢丝绳,围缆捆绑、潜水泵布置，人行通道吊放都要检查清楚。、一切准备工作完成后，浮船坞开始进行压水下潜，浮船坞各水仓的压水顺序及压水量要满足整个船体的平衡和稳定要求。、下潜到水位刚过沉箱底板时，检查沉箱底板是否漏水，继续下潜到预埋进水口时，检查进水阀是否漏水，如无漏水，并确保一切正常后，继续下潜，在下潜至沉箱吃水5m左右时，可打开进水阀门，对沉箱进行压水，后一排箱仓格压载水深3.649m，仓格压载水深1.55m，此时沉箱达到浮游稳定。、在浮船坞刚开始压载水下潜时进行，将方驳的拖缆与沉箱围捆尼龙缆绳相接。在下潜至沉箱吃水比悬浮吃水线低1m时，放松拉紧沉箱顶拉环的尼龙缆绳，同时收紧与沉箱围捆缆绳相连四根缆绳，牵引缆绳未受力。、随着浮船坞不断压载水下潜，沉箱受到浮力不断增大，因沉箱前后不对称，要加水使沉箱正浮。当后一排箱仓格压载水深3.649m，仓格压载水深1.55m，沉箱吃水11.357m，处于浮游稳定状态，且能够保证沉箱前后基本平稳。浮船坞继续下潜，沉箱底板离浮船坞甲板面有0.5m的距离时，此时沉箱底板已与浮船坞甲板面分离，具备沉箱出坞条件。、该施工过程约需要2小时。4.2.10. 沉箱出坞方驳上的两台锚机慢慢地用力绞两条牵引缆（5，6）此时浮船坞上的四条缆绳（1，2，3，4）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，沉箱前端移至与缆1及缆2平行时，缆1及缆2在受力的状态下同步放松。当沉箱继续出坞后，可解开缆1和缆2，缆3及缆4继续作溜尾定向用。当整个沉箱被牵引出浮船坞并靠至方驳边时，完成整个沉箱出坞工作，浮船坞可以进行排水上浮，方驳则收紧围捆钢丝绳，带着捆绑好沉箱慢慢绞锚移向待安装位置。浮船坞起浮至甲板面露出水面即可进行拖航，返回至预制场出运码头。该施工过程约需要1小时。4.2.11. 沉箱定位安装沉箱顶标高为+2.80，因此沉箱安装定位需要选择潮位在+2.80以下时方能进行安装。安装过程需约12小时，则需根据潮水位合理安排安装时间。通过方驳先把出坞的沉箱拖带至基床前沿位置，打开进水阀门压水使沉箱缓慢下沉，至沉箱底座离基床面至少2m时，调整方驳位置，通过收放方驳的锚缆，使沉箱定位在要安装的基床位置上。如下图示：用GPS使沉箱粗定位于安装位置，当偏差在1m以内时，打开沉箱的进水阀门，对沉箱进行压水下沉。直至沉箱底板离基床顶面1m时关闭进水阀门，再次校核沉箱的位置，并把沉箱与船上的四台手拉葫芦连接，并同时收紧方驳的锚缆。再次打开进水阀门，使沉箱下沉，在沉箱底板离基床面50cm时，再校核沉箱的位置，使其满足要求。沉箱继续压水并下沉，当沉箱底板离基床面距离为30cm时，停止压水，用全站仪进行精确定位，校核调整沉箱位置，大幅度的移动通过船上的锚缆进行，小幅度的移动通过船上布置的四台手拉葫芦进行。检查沉箱的缆绳及手拉葫芦是否收紧，调整完后即打开沉箱水阀让沉箱下沉至基床。然后使用全站仪检查沉箱的就位情况，如符合规范要求即完成一个沉箱的安装，如偏差较大需关闭水阀使用水泵抽水使沉箱起浮，重复以上的操作。4.3. 测量控制4.3.1. 安装测量方法安装测量控制采用GPS及全站仪控制，计算出沉箱安装位置4个角点的坐标，通过测量定位下沉到位。沉箱浮游至安装位置开始压水下沉，当沉箱下沉至距基床面1m位置时，利用沉箱顶预埋的吊环与4个手拉葫芦交叉连接,并随沉箱下沉不断将手拉葫芦收紧,沉箱下沉至基床面1m时，暂时停止加水，通过水平管观测沉箱四边的高差，沉箱左右应调整至高差相等，前后高差为5.76cm（即前后按基床坡度3放坡）。第一次粗定位调整完成后,继续向沉箱加压水,让沉箱下沉至基床面30cm,在30cm处再进行一次精确高差调整，精确调整时测量人员要不断观测沉箱4个角点，误差调整在2cm范围内，精确调整过程关键要做到，高差有偏差时通过沉箱内抽水或压水进行调整，偏位较大时先通过收放锚缆再通过手拉葫芦来调整沉箱。4.3.2. 沉箱安装后观测沉箱安装完成后，经测量合格后，打开进水阀门，使沉箱内外通水，经历1-2个潮位后，复测沉箱的位置及标高，测量人员做好观测记录，确认符合质量要求后，拆除进水阀门，堵塞堵头，及时回填箱内回填砂，并做好后续的观测记录。5. 沉箱安装质量标准及保证措施根据港口工程质量检验评定标准（JTJ 22198）的要求，沉箱安装允许偏差、检验数量和方法如下表：序号项 目允许偏差（mm）检验单元及数量单元测点检验方法1临水面与施工准线的偏差50逐个检查2全站仪观测2临水面错牙501用钢尺量3接缝宽度302用钢尺量顶部前后两端注：接缝的最大缝宽，当沉箱高度不大于10m 时，为80mm；沉箱高度大于10m 时，为8H/1000（20900*8/1000=167.2mm）为保证沉箱安装质量，需做好如下保证措施：1 沉箱出坞前由安装方驳先定位，由锚艇或拖轮抛锚定位，禁止使用自行起锚，避免破坏基床，缆绳保证有足够长度，保证沉箱出坞、安装一体完成。2 防城港号半潜驳抛前锚时，保证与基床有足够的安全距离，避免破坏基床。3 沉箱安装前，对已整平好基床进行水下探摸或打水测量，确定是否有回淤及沉积物，若发现有应首先进行清淤处理。4 沉箱与沉箱之间的缝隙应采用垫木支垫，防止沉箱间碰撞导致沉箱顶部被破坏。5 沉箱安装前，测量控制点应进行校核。6. 安健环保证措施6.1. 安全措施为确保安全，按照“预防为主、安全第一”的安全生产方针，结合本工程的具体情况，特制定如下安全技术措施。1）施工前要对所有参与人员进行详细的施工技术和安全交底。沉箱移运前，地锚、卷扬机、钢丝绳、卸扣、滑轮组、空压机必须进行全面检查，确保良好状态；移运时备用电源，备用空压机处于良好状态，保证随时投入运行。2）施工过程中，机械、电气设备严格按公司的安全操作规程进行。统一指挥口令。3）沉箱移运通道在移运前清除一切尖利杂物及障碍物。移运时，沉箱两侧约10m范围内设工作警戒围栏，警戒围栏内无关人员不准站立。4）现场施工人员按规定戴安全帽、穿工作鞋、高空作业时系安全带、临水作业穿救生衣。5）使用空压机充气安全技术措施。5.1）输气管应避免急弯、打折，打开送风阀前，必须事先通知工作地点的有关人员。5.2）空气压缩机出气口处不准有人工作。5.3）压力表、安全阀和调节器等应定期进行校验，保持灵敏有效。5.4）高压气囊充气与出运过程中，其它无关人员要远离气囊10m以上。沿途气管要有专人管理。6）进行气囊顶升或拆、支垫枕木时，沉箱未支垫稳固前，身体任何部位不得伸入沉箱底部范围。7）用卷扬机牵引沉箱的安全技术措施7.1）卷扬机应安装在平整结实，视线良好的地点，机身和地锚必须牢固。卷筒与导向滑轮中心线应垂直对正。7.2）作业前，应检查钢丝绳、制动器、传动滑轮等，确认安全可靠后方准操作。7.3）钢丝绳在卷筒上必须排列整齐，作业中最少需保留三圈以上。7.4）作业时，不准有人跨越卷扬机的滑轮组钢丝绳和牵引绳。7.5）作业时，严禁卷扬机手擅自离开岗位。7.6）沉箱牵引过程中，如发现滑轮组钢丝绳有气，应暂停止牵引，松气后再进行牵引。8）工作中要听从主指挥的指挥信号，信号不明应及时向主指挥反馈，其他人员听到反馈信号时，应暂停操作，等待主指挥发出另一次信号后方可操作运行。运行过程中如遇特殊情况或危险情况，需要马上暂停运行的，必须立即报告主指挥，并停止作业，其他操作人员听到响应信号后，也必须立即停止作业，待弄清情况并排除危险情况后由主指挥再次发出运行信号后方可继续作业。9）作业中途突然停电，应立即把开关回复停车状态。10）特殊工种人员，必须持