半潜驳就近坐滩预制及出运大型构件施工工艺

1、半潜驳就近坐滩预制及出运大型构件施工工艺 【摘 要】在水运工程建设中，半潜驳是大型预制构件从陆上转运到水下不可或缺的载体，利用半潜驳预制、出运大型构件在我国沿海及内河港口工程建设中先后得到成功的应用。结合浙江嘉兴电厂三期取水口工程实例，详细介绍了半潜驳就近坐滩预制、出运大型构件施工工艺。 【关键词】半潜驳；坐滩；预制出运；大型构件 半潜驳是一种带有压载水舱的大型平底船，既可以浮于水上，亦可以半潜入水下，在港口工程建设中，它是大型预制构件从陆上转运到水下不可或缺的载体，半潜驳作为大型预制构件出运的大型设备，大大促进了港口工程施工技术的提高和港口的建设发展。利用半潜驳预制大型构件在我国沿海及内河港

2、口工程建设中先后得到成功的应用。1-4结合施工现场实际情况，就近坐滩预制及出运大型构件更能充分利用半潜驳的使用效能，这一施工工艺也将得到更广泛地应用。 浙江嘉兴电厂三期取水口工程位于杭州湾海域，该处海况条件差、作业面狭窄，同时海上作业船机设备多，施工难度大、技术要求高、工艺复杂、工期紧，并受气象条件影响尤为显著。尤其本工程预制构件重量大，数量多，体积庞大，场地有限，而且预制场地必须满足大型船机设备作业水深要求。针对2座4300t大型取水头的预制及出运经综合考虑，多方论证，就近在施工区域附近滩涂上修建坐滩场坪，利用半潜驳就近坐滩预制及出运取水头。 1.工程概况 嘉兴电厂三期取水口工程，包括2座4

3、300t取水头（25m）的预制安装、浮运段22节引水箱涵预制安装等。 施工中就近在附近滩涂上修建坐滩场坪，坐滩场坪三面为挡土围堰， 围堰下部结构为钢骨架内筑砼（临海面）和填开山石（背海面），钢骨架采用100×6和50×3角钢焊接而成，外侧焊接3厚钢板，其中3m×6m×4m钢笼数量为3个，单个重为2.5t；3m×6m×3m钢笼数量为19个，单个重量为2.2t。坐滩场坪面积36m×36m，5000 t半潜驳（34m×33m）就地坐滩预制取水头，施工时借助半潜驳和吊船成功完成了取水头的出运及安装等。 2#取水头预制自20

4、10年8月27日开始，2010年10月10日结束，安装自2010年12月24日开始，2010年12月26日结束；1#取水头预制自2011年1月23日开始，2011年3月7日结束，安装自2011年4月18日开始，2011年4月19日结束。 2.施工工艺原理及特点 通过就近修建坐滩场坪，在坐滩场坪周围修建挡土围堰，利用安装在围堰后方的塔吊配合，在半潜驳注水坐滩后，即可在半潜驳上预制大型构件，将陆上预制转移到半潜驳上预制，从单纯的陆域施工转化为海域施工。如有若干个大型构件，则在附近水域抛石修建转运场坪，待半潜驳上预制构件砼强度达到设计要求，即将构件出运转移到转运场坪储存，之后半潜驳回位进行下批构件的

5、预制。 该施工工艺所涉及的关键技术主要包括：根据当地潮汐及验潮实测数据，结合半潜驳技术条件和大型构件重量，确定坐滩场坪标高；根据施工海域实际地质情况，进行坐滩场坪的基础处理；认真分析，详细计算，弄清坐滩场坪标高与潮位、半潜驳满载吃水三者间关系，弄清转运场坪标高与潮位及大型构件起浮时吃水三者间的关系。 该施工工艺的主要特点有：半潜驳就近坐滩预制大型构件，克服了水上长途拖运的风险，安全系数高；该工艺大大简化了大型构件上驳及下水的程序，施工周期短；在挡土围堰后侧进行回填后，即成为其它构件的临时预制场；半潜驳承载大型预制构件出运程序规范，施工便捷，可操作性强；可解决航道吃水不足问题，减少拖带工序。 3

6、.施工工艺流程及操作要点 3.1 施工工艺流程 半潜驳就近坐滩预制及出运大型构件施工工艺流程见图3.1所示。 3.2 施工要点 3.2.1 挡土围堰修建 3.2.1.1挡土围堰基础采用钢笼内填筑开山石，上部结构为现浇砼胸墙，可视现场情况修建13面围堰。 3.2.1.2首先用全站仪或经纬仪放出围堰前沿边线及角点位置。 3.2.1.3钢笼在临设区加工厂内提前下料加工，存放在临时加工区内。钢笼由100×6角钢、50×3角钢、3钢板及20光圆钢筋组成，采用人工手工电弧焊接而成。 3.2.1.4当现场潮位具备钢笼安装条件时，用运输车将加工好的钢笼运至施工地点附近，用16t汽车吊采用四

7、点吊方式将钢笼吊安到位，安装时钢笼的两个对角绑扎两条绳索，人工配合进行安装。 3.2.1.5 当34个钢笼安放完成后，及时用挖掘机往笼内回填开山石至笼高约三分之二，然后进行笼内临水面部位的c20混凝土浇注，顶面部分用木抹抹平，在潮水涨上来前，不少于1小时内刷水玻璃型速凝剂。 3.2.1.6胸墙混凝土施工按结构缝分段进行，趁低潮时施工，砼罐车运输，砼泵输送，人工安装组合钢模板。 3.2.1.7预先在胸墙上埋设好系缆柱。 3.2.2 坐滩场坪整平 3.2.2.1高潮时用空气吸泥器清除场坪表层软泥及浮渣。 3.2.2.2低潮时挖掘机在坐滩场坪区域抛理块石，由岸侧向海侧进行，局部挖除软泥，用块石置换，

8、施工时测量要密切配合，控制好场坪标高（坐滩场坪标高由潮位、半潜驳满载吃水能力决定）。 3.2.2.3铺设二片石细平，最后铺设10cm厚碎石（粒径24cm）极细平，以防半潜驳坐滩后对驳底造成损伤。 3.2.3 塔吊安装 3.2.3.1挡土围堰胸墙后侧回填完成后，进行塔吊基础施工。 3.2.3.2现浇混凝土塔吊基础砼强度达到设计要求后，将四个支架基础找平，钢板垫牢后安装底架。 3.2.3.3依次安装完成塔吊其它部位。 3.2.4 半潜驳坐滩 3.2.4.1高潮时通过绞缆，半潜驳移位至坐滩场坪，慢慢注水下沉坐滩。 3.2.4.2系好锚缆。 3.2.4.3半潜驳前艏往外海侧抛设两只八字锚，用以绞缆及移

9、位。 3.2.5 大型构件预制 3.2.5.1在半潜驳甲板上放出大型构件底板外侧和内侧边线，等间距在甲板上根据定位线焊接一定数量的角铁，用以固定外模和内膜。 3.2.5.2钢筋和模板在预制场加工成型，塔吊配合吊运至甲板上，现场进行绑扎和安装。 3.2.5.3垂直部位主筋采用电渣压力焊，水平部位主筋采用直螺纹套筒连接技术。 3.2.5.4内墙模利用满堂脚手架进行支撑加固，外墙模与内墙模采用14止水螺杆加固连接，设置间距450mm×450mm；梁、板模板及面板均采用15mm劲面多层板，龙骨采用100mm×100mm方木；梁、板模板支撑体系采用满堂脚手架加固支撑。 3.2.5.5

10、混凝土采用商品砼，砼罐车运输，砼泵车泵送入仓。在需留置施工缝处中部设置凹槽，下次浇筑前凹槽内设置20×30遇水膨胀止水条，混凝土保养采用喷涂t-r养生液法和覆盖塑料薄膜相结合。 3.2.6 构件出运 3.2.6.1待预制构件砼强度达到设计要求后，即可趁潮出运。出运前仔细检查半潜驳发电机、各阀门、锚机等是否处于正常状态，调整好锚缆。 3.2.6.2高潮时吊船移位至半潜驳一定距离，构件上穿挂钢缆与吊钩相连，吊钩收紧但不吃力。半潜驳最低底部距坐滩场坪20cm以上时，则满足出运水深。如果潮水不够，吊船起钩助浮，吊力确保船底离开坐滩场坪20cm以上又不超过吊鼻的允许拉力。 3.2.6.3在吊船

11、就位后，整体起浮前，将半潜驳与吊船用尼龙缆平行相连，当半潜驳起浮后，半潜驳与吊船同步绞锚移船出运。移船时，吊船和半潜驳上的指挥员在指挥绞缆时要步调一致，随时观察两船间的相对位置，适时调整锚缆。定好位后，放松吊船吊缆，放松长度要6m。 3.2.6.4待移至设计海域后，采用4台水泵向甲板注水，吊船将吊缆放松6-8m，并解除吊船与半潜驳相连的平行尼龙缆。当甲板水位高出坞门外水位5cm时，方可打开坞门，两侧同步放缆开门。压载舱注水时先将两中间舱注满水，后四角舱注满水，使半潜驳坐滩，且不随涨潮起浮。待大型构件底部离开半潜驳甲板约0.5m距离时，吊船绞缆移位携带构件移出坞室。 3.2.6.5大型构件出半潜

12、驳后，尽快由吊船按gps导航移到安装位置，调正方向进行安装。 3.2.6.6如有若干个大型构件，可在附近水域抛石整平修建转运场坪（转运场坪标高由潮位及大型构件起浮时吃水情况决定），将构件转移到转运场坪进行临时储存。 3.2.7 半潜驳回位坐滩 3.2.7.1大型构件移出半潜驳后，利用水泵先将四个角舱水排干，后将两个中间舱水排干。避免起浮时坞墙内存水。 3.2.7.2如果起浮过程中，出现倾斜超过0.8m时，则采取纠偏，纠偏时停止吃水较小压载舱的排水，尽量不采用反向注水纠偏。起浮时根据半潜驳浮态调整各舱排水速度，保持水平或轻度纵倾（艏艉吃水差不大于0.5-0.8m）状态。 3.2.7.3通过绞缆，

13、半潜驳移位至坐滩场坪。 3.2.7.4半潜驳坐滩后，清理完毕甲板上杂物，即进行下批构件预制。 4.材料与设备 运用本技术施工所需的主要船机设备及工器具详见表1所示。 表1 主要船机设备及工器具表 序号 设备名称 规格型号 单位 数量 用 途 1 半潜驳 艘 1 预制及出运大型构件 2 塔吊 台 1 材料吊运 3 汽车吊 16t 辆 1 材料吊运 4 砼罐车 8m3 辆 2 砼运输 5 砼泵车 36m 辆 1 砼浇筑 6 振捣棒 1.1kw 根 20 砼施工 7 电焊机 nx4-300-1 台 8 模板加工 8 钢筋弯曲机 40mm 台 1 钢筋加工 9 钢筋切断机 40mm 台 1 钢筋加工

14、10 钢筋对焊机 40mm 台 1 钢筋加工 11 全站仪 dtm-530 台 1 测量放线 5.质量控制 5.1 工程质量控制标准 整个施工过程中必须遵照水运工程测量规范（jtj203-94）、混凝土结构工程施工质量验收规范（gb50204-2002）、水运工程混凝土质量控制标准（jtj269-96）和水运工程质量检验评定标准（jtj257-2008）的要求执行。重点做好坐滩场坪地基处理，挡土围堰钢笼加工制作及安装，大型构件的预制等工作。 5.2 质量保证措施 5.2.1建立健全质量管理和质量保证体系，并以技术、质检、试验检测和材料为主线，纵向到底横向到边，层层定岗定人，落实质量责任和奖惩制

15、度。 5.2.2 测量工具和仪器必须有检定合格证明，并在有效期内。 5.2.3加强进场原材料的质量检验，所用的原材料必须具有出厂证明及试验单，否则不能使用。 5.2.4坐滩场坪的标高要符合要求，尤其要控制场坪平整度，切勿有不规则大块石凸出场坪，以防割伤半潜驳船底。 5.2.5熟悉施工图纸，针对施工特点编制技术先进、工期合理、质量优良的施工方案，并按要求严格执行。 5.2.6 钢筋、模板的加工和安装要严格执行相关标准和规范，控制好施工质量。 5.2.7 施工过程中严格执行“自检、专检、交接检”三检制度，质检员严格把好质量关。 6.安全措施 本施工工艺涉及到大型船舶、塔吊等，强化安全施工有极为重要

16、的意义，在施工的全过程中必须贯彻“安全第一、预防为主”的方针，制定详细可靠的安全措施，以保证作业人员的安全和施工船机设备的安全。 6.1 建立健全安全管理体系和安全保证体系，认真执行安全生产责任制，明确各级人员的安全职责，抓好安全生产教育，搞好安全技术交底。 6.2 水上作业人员必须穿好救生衣，做好施工船舶的防滑工作。 6.3 起重吊装的指挥人员及操作人员必须持证上岗，执行规定的指挥信号，严格遵守起吊操作规程。 6.4 在半潜驳上搭设脚手架必须按照相关规定进行，架子工必须持证上岗。脚手架搭设及拆除时必须有专人进行安全监护，使用的扣件等不允许抛递传送。在脚手架上施工时，必须采取必要的安全防护设施

17、。 6.5 加强施工现场的用电安全管理，严格按照施工现场临时用电安全技术规范的有关规范规定执行。 6.6 制定并按要求落实施工中的应急预案。 7.环保措施 7.1开工前对工程所涉及的海域范围进行环境影响评价，编制施工环境保护规程和做好环境监测。 7.2严格执行国家法律法规及工程所在地的地方环境保护规定。 7.3施工现场应做到随着工程的进展不断地对施工现场及使用的机具进行整理、整顿、清扫、清洁、保养。达到现场整洁，道路通，做到模板，材料按指定地点整齐堆放，不需要的及时运出现场。 7.4 生活垃圾及时处理，防止其腐烂后污染环境。 7.5 制定并按要求执行应急预案，一旦发生环境污染事故，应立即启动应

18、急预案。 8.效益分析 该施工工艺通过修建坐滩场坪，利用半潜驳就近坐滩预制及出运大型构件，较之干坞内预制或是专用预制场施工，大大降低了施工费用，有效缩短了工期，克服了大型构件上驳及长途拖运的风险，同时操作简单，施工便捷。以嘉兴电厂三期取水工程为例，由于采用半潜驳就近坐滩预制及出运2座4300t取水头，大大节约了成本，也缩短了工期，为7#、8#机组提前通水创造了条件，也为整个电厂提前投产奠定了基础。 参考文献： 1 赵佳波.半潜驳工程应用功能的新发展j. 中国港湾建设，2008（3）： 67-70. zhao jia-bo. the new development of semi-submers

19、ible barge engineering application functionj. china harbour engineering ，2008（3）： 67-70. 2 刘宝河， 李建明， 等. 半潜驳艏倾下潜加起重船吊扶出运大型沉箱工艺j. 中国港湾建设， 2009 （4）： 46-48. liu bao-he，li jian-ming，et semi-submersible barge trim descend with floating crane crane lifted shipment large caisson technique j. china harbour engineering，2009 （4）