大型沉箱溜放出运施工工艺及体会

1、大型沉箱溜放出运施工工艺及体会摘要文章介绍将1132吨重的沉箱，采用气囊顶升、滚动，利用卷扬机作为前后牵引，通过横、纵移到达下程度台，再沿着下水滑道，通过预先布置的水下气囊下水，直至沉箱完全自浮的施工工艺，概括施工中需要注意的一些事项，以及现场施工中的一些个人体会。关键词港区码头；沉箱；施工工艺一、工程概况某港区作业区南10#、11#泊位工程以下称本工程，工程规模为建立375长码头及相应的前方设施，建两个5000t级码头工程，其中新建5000dt通用泊位1个，5000dt重件泊位1个兼顾滚装靠泊。码头为重力大型沉箱构造，沉箱外形尺寸为：长17.02、宽10、高11.5，前趾宽1，重量约1132

2、t。原方案的沉箱出运方案为5000t半潜驳出运，由于工作期东北风起，外海风浪大，加上半潜驳业务繁忙，半潜驳北调本工程困难重重，无法满足节点工期要求。为确保本工程节点工期能如期完成，方案采用气囊顶升、滚动，利用卷扬机作为前后牵引，通过横、纵移到达下程度台，再沿着下水滑道，通过预先布置的水下气囊下水，直至沉箱完全自浮的工艺施工。二、出运平面布置一下程度台布置下程度台位于预制场靠近力通码头一侧，面积2015，为了与下水滑道更好地顺连，平台沿海向以2%坡度设置，靠陆端标高4.0，靠海端标高3.6，整体与沉箱预制场标高4.5以一段110斜坡过渡段相连，过渡段采用20厚砼硬化，沉箱横移时，不采用通长气囊，

3、而是在两端布置两排不同高度的较短气囊，滚动时可分别调节气囊高度，以保持沉箱整体平衡。下程度台根底回填海砂冲水密实，经强夯处理后，根底分别铺设100块石、30碎石，平层浇筑20厚30砼。二下水滑道布置采用多级过渡方案，第一段坡度140，总长12；第二段坡度120，总长12；第三段坡度110，至底标高-4.0，滑道宽20。滑道+1.0以上的部位采用20厚混凝土硬化处理，标高+1.0以下部位铺设10厚钢板。三地锚及卷扬机布置横移前地锚布置于下程度台外靠力通码头一侧，后地锚布置于沉箱预制平台9个预制沉箱中间两侧；纵移前地锚布置于下程度台前下水滑道两侧附近，后拉地锚布置于下程度台后约50处，两地锚相距1

4、2，以下水滑道中心线对称埋设。卷扬机相应布置于地锚附近适宜位置。四道路现状道路为本标段施工区域，为力通码头交通需要，修筑施工便道连通重件道路，便道宽8，根底回填海砂，面层回填50山皮土。三、溜放出运施工工艺及平安验算一溜放出运工艺流程1.横移沉箱工艺流程：气囊就位气囊充气顶升卷扬机抽出支垫枕木牵引沉箱前进、进入下程度台沉箱支垫方木气囊放气减压沉箱横移完毕。2.纵移下水工艺流程：二次顶升气囊就位气囊充气顶升连接前后牵引主钢丝绳、卷扬机抽出支垫枕木前牵引沉箱前进进入下水滑道后牵引钢丝绳张紧后撤除前牵引钢丝绳后牵引缓慢溜放沉箱沿滑道下滑到达设计低潮水位0.0暂停设计高潮水位3.0继续溜放沉箱自跟沉箱

5、出运完毕。二高压气囊的主要技术参数本工程拟采用直径d=1.0、长l=15的高压气囊进展沉箱顶升及横移；直径d=1.0、长l=11的高压气囊进展沉箱顶升及纵移。气囊规格形状及气囊构造、气囊工作参数详见图1及表1。三气囊顶升及平安验算1.顶升步骤1撤除沉箱底胎模围挡2025方木，利用高压水枪冲出底胎模砂垫层；2利用预制场四角的卷扬机和横移地锚，用滑轮组和钢丝绳与沉箱相对应的四角拉点相连接并使其受力；3沉箱底部布设小气囊充气顶升，高度到达30预制时的支垫木高度为25；4撤除沉箱底部支垫木，利用高压水枪冲出底胎模砂垫层剩余；5沿沉箱周边底局部垫调整枕木，小气囊放气使沉箱平稳降落枕木上。6沉箱底部纵穿布

6、设长气囊充气顶升，准备横移。2.气囊选用计算：详见表2，表3。3.平安验算1横移顶升顶升高度为30每条气囊承载长度l=15每条气囊承载宽度b=(3.14-0.33.14)2=1.099气囊总承载面积=751.099=82.42所需工作压强=113282.4=13.739.81000=0.134pa设计实际工作压力为：0.14pa2纵移顶升顶升高度为30每条气囊承载长度l=11每条气囊承载宽度b=(3.14-0.33.14)2=1.099气囊总承载面积=881.099=96.72所需工作压强=113296.7=11.719.81000=0.115pa设计实际工作压力为：0.12pa通过以上计算，

7、气囊的实际工作压强是额定工作压强的40%50%，所以顶升过程是平安可靠的。四移运步骤及平安测算1.移运步骤1横移步骤1利用沉箱预制场四角的卷扬机和地锚，用滑轮组和钢丝绳与沉箱前趾及横侧向相对应拉点相连接并使其受力；2将沉箱下面气囊充气，当沉箱被顶升完全脱离支垫枕木时，撤除四周枕木；3用对讲机指挥四台卷扬机同步启动，沿着横向17.2方向挪动，挪动过程中，将预备气囊和沉箱尾部滚动出来的气囊不断倒接；4当沉箱到达下程度台后，同步停顿牵引系统；5沿沉箱周边分点摆放好支垫枕木，然后放气使沉箱平稳降落枕木上。2纵移步骤1利用沉箱下程度台前后四角的卷扬机和地锚，用滑轮组和钢丝绳与沉箱纵侧向相对应四个拉点相连

8、接并使其受力；2将沉箱下面气囊充气，当沉箱被顶升完全脱离支垫枕木时，撤除四周枕木；3用对讲机指挥四台卷扬机同步启动，沉箱沿着纵向11方向挪动进入下水滑道，挪动过程中，将预备气囊和沉箱尾部滚动出来的气囊不断倒接；4当沉箱完全进入下水滑道，同步停顿前后牵引系统，解除前牵引系统后继续溜放；5当沉箱溜放到达设计低潮水位0.0标高后，同步停顿后牵引系统，等待高潮水位+3.0后，通过潜水员预置水下气囊继续溜放，直至沉箱完全自浮；6当沉箱完全自浮后，同步停顿后牵引系统，潜水员解除两侧后牵引钢丝绳，利用150t拔杆船吊将沉箱拖向安装现场就位安装。2.平安验算1横移横移沉箱气囊选用计算详见表4。移运高度：50每

9、条气囊承载长度：15每条气囊承载宽度=(1-0.5)3.142=0.785气囊总承载面积=750.785=58.8752所需工作压强=113258.875=19.229.81000=0.188pa设计实际工作压强为：0.2pa通过以上计算，气囊的实际工作压强是额定压强的62.7%，设计工作压强为0.20pa是额定压强66.7%，挪动过程是平安的。2纵移纵移沉箱气囊选用计算：详见表5。移运高度：50每条气囊承载长度：11每条气囊承载宽度=(3.14-0.53.14)2=0.785气囊总承载面积=880.785=69.082所需工作压强=113269.08=16.399.81000=0.16pa设

10、计工作压强为0.18pa通过以上计算，气囊的实际压强0.16pa是额定压强的53.3%，设计工作压强为0.18pa是额定压强60%，挪动过程是平安的。五程度移运前后牵引系统及平安验算沉箱在下程度台及预制场程度移运的前牵引：f1=?滋g=5%1132=56.6t考虑到滑轮组的机械效率0.85和3倍保险系数，那么牵引力：f2=56.60.8566.6tf3=366.6199.8t2个横移前牵主地锚各按牵引力60t设计，牵引系统采用2台j-10型卷扬机及其配套滑轮组n=4，牵引力为24100.85=94.1t，能满足气囊起步的牵引f=nf=1132t5%=56.6t的要求。其中摩檫系数f=3%5%，

11、与气囊的工作气压与地面的硬化参数有关，根据以往出运经历考虑取值为5%。牵引系统平安系数=94.1/56.6=1.66。沉箱在122140预制场至下程度台斜坡道移运，为沉箱溜放下水通过下水滑道积累施工经历考虑，2个横移后牵主地锚各按牵引力60t设计，后牵引地锚平安系数=120/27=4.44。牵引系统采用2台j-10型卷扬机及其配套滑轮组n=4，后牵引力f4=24100.85=94.1t，按118斜坡道后牵引复核计算：f1=gsin-?滋gs=27t，后牵引系统平安系数=94.1/27=3.49。施工中牵引速度宜控制在2/in内。程度移运前后牵引系统机具选择详见表6程度移运前后牵引系统机具表。六

12、溜放下水后牵引系统设计与计算沉箱在110下水滑道上后牵引：f1=gsin-?滋gs=79t考虑到滑轮组的机械效率0.85和3倍以上保险系数，那么牵引力：f2=790.8593tf3=393279t2个后牵主地锚各按后牵引力120t设计，后牵引地锚平安系数=240/79=3.04。后牵引系统采用2台j-20型卷扬机及其配套滑轮组n=6，牵引力f4=26200.85=282t，后牵引系统平安系数=282/79=3.56。施工中牵引速度宜控制在2/in内。溜放下水后牵引系统机具选择详见表7后牵引系统机具表。七供气系统气囊采用2台排气量为63/in的空压机，多管道空气分配阀，两边各2根高压管同时充气。

13、八出运下程度衡及防倾覆助浮计算1.水中平衡助浮计算前趾重量：0.5+0.8/217.022.527.66t前趾排水量：0.5+0.8/217.02111.06t助浮气囊计算：l27.66-11.064/3.14=21.14采用l=11气囊2条平衡助福气囊采用钢丝绳绑扎固定于沉箱前趾上方沉箱中心以下位置，下水时，沉箱前趾侧空仓略注水调节平衡。2.出运防倾覆助浮为防止沉箱水中倾覆，沉箱两侧各加设1条l=15气囊助浮，当沉箱纵移出运下滑至设计低潮水位位置时，暂停出运，等待设计高潮水位3.0继续。九沉箱浮游稳定计算经计算，沉箱前舱灌水2.2，后舱灌水3.71时，处于浮游稳定状态，这时沉箱吃水8.07空箱吃水6.27，重心4.65，浮心3.11，定倾半径0.85，定倾高度0.210.2，近海浮运，定倾高度容0.2。四、施工考前须知1.沉箱