沉箱施工方案

典型施工方案 一、沉箱上驳及出运方案南沙一期工程沉箱长17.84米、宽14米、高18.9米，重约2212吨。施工方案采用4100吨浮船坞搭接码头一一浮坞上的卷扬机拉沉箱上驳一一浮坞拖到施工区域一一浮坞下潜一一沉箱拖到安装位置就位。1.1船机配备及设备材料清单1.1.1船机配备清单序号船舶种类船名长X宽X型深空载平均吃水满载吃水主要性能用途1工程浮坞四航南沙号48X33.5X3.40.72坞内宽28米下潜深度15.4米装运沉箱，下潜使沉箱自浮2拖轮粤工拖2860.22X11.6X5.74.5252600HP拖力17吨拖浮坞3拖轮29.5X8X3.82.8900HP拖力12吨拖浮坞、沉箱1.1.2设备材料清单序号材料名称规格数量/单位备注1卷扬机10T22钢丝绳①282000米3横滚筒44系船柱6圆头型10t5动滑轮组26定滑轮组27卡环85T28卡环16T4

典型施工方案 9尼龙绳080440米10黑皮胶管5寸40米11钢丝绳025600米12水龙带06510条13水龙头06510个14弯管0656个15胶绳015300米16卡环0830个17铁线0820米18卡环10T8个1.2沉箱上浮坞1.2.1搭接方式本工程采用专用重型沉箱上驳码头，搭接部分码头面标高2.9米，搭接采用GD160钢轨、长20米、钢轨面标高1.5米，码头结构见”东江口预制场2000吨沉箱出运码头”。搭接时浮坞的首部搁置在钢轨上，浮坞的甲板面与码头面平，码头与沉箱间铺厚14毫米钢板，其总长度为20米，宽为1.5米。1.2.2浮坞的锚位及地牛如下图浮坞前部左右利用码头上系缆环系两条缆、控制船头左右移动对齐码头前沿，前部用一条缆带码头上新做的地牛、控制船舶顶住码头，

典型施工方案 船尾左右抛两门锚。图1-1浮坞搭接系缆图1.2.3搭接操作由于东江口潮差变化不大，要采用浮坞预压水，沉箱上驳后，浮坞抽水抵消沉箱压力来保证船头可离码头。为确保码头的安全，整个搭接上驳过程要在涨潮操作。进入搭接前，浮坞按图1-1在距离码头约4米处系缆、典型施工方案 抛锚就位，艏部压水调节到艏吃水1.3米，在船头高过码头面约0.2米时，移船进入搭接；进入后艏部继续加水，抵消船舶由于潮水上涨而上浮，使船头在沉箱上船前始终压住搭接钢轨。当沉箱移到船上1.5米时，浮坞要立即开始排水，直到将所有的压载水排空。等到潮水涨到使船头高过码头面0.2米时，浮坞移出离开搭接口。见图1-2图1-2浮坞进入'离开搭接状态示意图1.2.4拉沉箱上驳1.2.4.1沉箱就位由于沉箱高过船上10吨吊机，上驳前要将前吊机臂杆沿船纵向摆放好。浮坞后部墙上设有两台10吨电动卷扬机，通过导向滚筒到甲板面上，联接定滑轮组及动滑轮组。沉箱用气囊形式出运，岸上尽量将沉箱移到码头前沿，并使沉箱中线与出运通道中线一致（横向偏移不得超过1米）。浮坞搭接后，将沉箱上扣头接到浮坞上两动滑轮组，用浮坞上两台10吨卷扬机拉沉箱上驳（拉力120吨），移动程序同岸上出运（如图1-3）。注意沉箱应沿浮坞中线移动，

典型施工方案 就位时横向偏移不得超过1米。出运出运通道地札东江口预制场地札东江口预制场东江口预制场2000吨沉

箱码头前沿线码头前沿线图1-3拉沉箱上驳图沉箱后部，为确保安全，用岸上两台卷扬机溜尾，当船上卷扬机有故障时，可将沉箱反拉上岸。上驳过程，浮坞同时将压载水排空。典型施工方案 沉箱移到浮坞中部装载区就位，气囊放气，并垫入枕木，枕木要均匀排放，气囊间所有间隙都要放入枕木。1.2.4.2拖缆固定沉箱要准备两条①80拖缆，其中一条为备用拖缆，每条拖缆上套8节2米长的5寸黑皮胶管，胶管位置（如图1-4）：a=(L—116.2)/2 L为拖缆长度a17.8 a17.8 15 17.8图1-4拖缆在甲板上绕住沉箱，要使每个沉箱角位的缆绳都有黑皮胶管防护，围好拖缆后，将其拉起用胶绳挂到沉箱上，每个平面挂两点，使其保持在12.6米高，把拖缆的两个扣头拉到一边的坞墙上系牢。1.2.4.3沉箱系固围缆为了防止沉箱在下潜时倾斜，插四条2X18米，2X15米钢丝绳，扣头用四个10吨卡环联成圈围住沉箱，并用四条①25钢丝拉住并围住坞墙上缆桩（如图1-5）用4条胶绳将围缆吊在12.6米高。典型施工方案 1.2.4.4水龙带安放沉箱就位后，吊跳板架到沉箱与浮坞餐厅顶之间，使工作人员可以上沉箱，沉箱顶要预先放好安全网。沉箱内腔在浮坞下潜前要注水，使其下潜后可自浮。用船上6条①65消防水带加水，将6个加水弯头挂在沉箱顶，接上6条①65消防水带。1.3浮坞拖航浮坞移开码头后，粤工拖28接拖，由于浮坞受水流影响摆动较大，采用两条拖轮串拖，粤工拖28在沉箱前拖，900HP拖轮在沉箱后掉住，将浮坞从东江口预制场拖到南沙工地下潜坑区域，1.4浮坞下潜1.4.1下潜坑要求典型施工方案 下潜坑深度16米，底部要抛沙、平直，不能有尖锐异物，方向要顺水流方向，下潜坑尺寸为60米X50米，下潜坑标高-14.5m。下潜坑位置布置在距码头前沿线50m外，顺岸线方向布置，整个工程拟布置3个下潜坑。1.4.2下潜操作浮坞抛锚后，移船确定进入下潜区域，加压载水下潜，同时开启6条①65消防水带往沉箱内各隔舱加水至2.3米高，下潜过程要注意四条系固钢丝绳受力情况，受力要调节均匀，若钢丝绳在浮坞下潜12米前过紧，要适度松缆。沉箱在吃水11.67米时可以自浮。1.5沉箱拖出浮坞就位

典型施工方案 1.5.1沉箱拖出浮坞粤工拖27船进浮坞内，从浮坞的坞墙上把两条①80X20的尼龙拖缆扣头挂到拖钩上，拖沉箱出浮坞。尾部①25系缆要留尾逐渐松开。坞墙甲板坞墙甲板坞墙甲板坞墙甲板K粤工拖坞墙甲板坞墙甲板坞墙甲板坞墙甲板K粤工拖27图1-7粤工拖27接拖图1.5.2沉箱到安装位置就位900HP拖沉箱到预定安装位置，松开拖缆绳交安装组。1.6沉箱出运安装保证措施1.6.1沉箱上驳阶段1、 浮坞搭接码头时，船不能有横倾，浮坞的艏搭接部位与出运码头搭接部位的高差应大于0.2米。2、 沉箱移运上驳时，浮坞通过调整艉八字缆和艏码头系缆，让艏部始终紧贴岸壁，并使船垂直于出运码头，各缆受力要均匀。3、 覆盖码头与浮坞搭接部位间缝的钢板要相应固定，保证不会移动露出间缝。4、 沉箱移运上驳过程，要视潮水上涨情况，通过调整压舱水保持半潜驳甲板面与码头面平顺。5、 沉箱移运上驳过程，驳船要显示慢车信号，要有专人观察、报告海浪情况。6、 沉箱上驳时，沉箱重心轴线要与浮坞艏艉舯线一致，走偏不能大于1米，避免浮坞产生严重横倾。7、 为防止船上牵引系统在牵引沉箱到岸船之间时，突然故障又未能立即排除，制定如下应急措施：（1） 预先在陆上和船上准备导向滑轮座和相应钢丝绳、卸扣。（2） 岸上卷扬机连接船上导向滑轮座钢丝绳反拉沉箱上驳。（3） 船上卷扬机不能松缆时，在滑轮组死头部位砍断钢丝绳，断开与沉箱连接后，利用岸上溜尾卷扬机把沉箱拖回码头纵向通道。此时，要确保浮坞船艏搁在码头搭接部位和沉箱离驳时仍与码头平顺。1.6.2浮坞装运沉箱、下潜和沉箱出坞、拖运阶段1、 浮坞拖航前，浮坞上沉箱的四角要用缆绳系固在浮坞上2、 两艘拖轮共同拖带浮坞时，要明确一艘为主拖船，并明确拖带联系典型施工方案 办法。3、 下潜坑要按照浮坞下潜要求设置，并经常检查下潜坑的实际水深。4、 浮坞到达下潜坑应实测船边水深，调整好锚缆，确保浮坞定位在下潜坑位置才正式下潜。5、 浮坞下潜过程，要严格按照程序逐渐下潜和往沉箱注水，确保沉箱浮游稳定性符合要求。6、 沉箱浮离浮坞甲板和拖离浮坞时，适当调整系在沉箱上的缆绳，防止沉箱碰撞浮坞，待沉箱完全拖离浮坞后，才能解脱沉箱系缆。7、 拖沉箱的拖缆必须符合破断力要求，拖缆与沉箱边角接触位置要包扎保护，防止磨损。8、 沉箱拖运至安装现场的航道要有足够富余水深，拖轮顶拖沉箱时，受力部位要保证强度和有适当防护措施。9、 沉箱要逆水、缓慢靠泊已安沉箱/定位驳，防止碰撞，沉箱带好系缆后，拖轮才能解脱拖缆。典型施工方案 二、沉箱安装2.1基本情况2.1.1工程概述本工程需安装沉箱为2000t级大型沉箱，共需安装42件，沉箱主要尺寸为：17.84X14X18.90m（长X宽X高）。单件沉箱重2212t。典型施工安装首批沉箱2件。1、水文设计水位（当地理论最低潮面，下同）设计高水位：3.24m设计低水位：0.53m极端高水位：4.44m极端低水位：-0.10m潮流本地区潮流属不规则半日潮流，内伶仃岛以北海域落潮流大于涨潮流。南沙港区所在的海区涨落潮基本为与岸线平行的往复流，且靠近岸边的流速小于靠近伶仃西航道的流速。码头区设计流速取值0.43m/s。波浪各设计水位下的波浪要素详见下表港址处极端高水位条件下波浪要素表方向重现期H1%H4H5H13HmTmLESE21.571.321.281.060.663.4017.7E21.411.191.150.950.593.0014.2典型施工方案 港址处极端低水位条件下波浪要素表方向重现期H1%H4H5H13HmTmLESE21.251.051.010.840.533.4017.7E21.170.990.950.790.493.0014.2港址处设计高水位条件下波浪要素表方向重现期H1%H4H5H13HmTmLESE21.531.281.241.030.643.4017.7E21.381.161.120.930.583.0014.2港址处设计低水位条件下波浪要素表方向重现期H1%H4H5H13HmTmLESE21.321.111.070.890.563.4017.7E21.231.041.000.830.523.0014.22、基床技术资料沉箱顶设计标高+1.90m，基床顶面标高-17.00m。考虑预留沉降量0.15m和内向倒坡1%。故施工时，沉箱底面前址角点处标高-16.775m，沉箱底面后角点处标高-16.925m，沉箱顶面前沿线标高+2.115m，沉箱顶面后缘线标高+1.975m。2.1.2沉箱拖带至安装点处要求拖带沉箱到达安装点处，要求沉箱前趾在码头前沿线的外侧；距离已安沉箱约10m左右，当待安沉箱的围缆与已安沉箱的牵引钢缆对接，启动卷扬机，收紧牵引钢缆后，拖轮方可解缆。2.1.3安装沉箱主要准备工作1、 钢结构平台制作2套（每套2件），沉箱顶部缺口封水板制作2套；2、 1000t方驳上安装80t履带吊1台，120kW发电机组1台；3、 牵引设备、抽注水设施、钢结构平台、封水板装驳（1000t方驳）4、 沉箱测量定位基点，高程点等测量工作准备及就绪；5、 提供2件已验收合格基床及安装水域；6、 提供验收合格的两件沉箱。2.1.4沉箱安装工艺本工程沉箱安装采用无助浮的浮运安装工艺。2.2施工顺序本工程沉箱安装顺序、按施工组织设计总体安装顺序进行，即由上游往下游进行沉箱安装。典型施工安装3#泊位上游的①②编号的沉箱。有关沉箱布置、类别、安装顺序，详见“沉箱安装顺序示意图”（附后）。2.3施工方法2.3.1沉箱浮运、安装有关参数及取值1、沉箱浮游稳定计算计算结果如下表：压仓水（m）加水重力加水重力矩沉箱重力（含水）重心高度Yc总排水量v前仓中仓后仓g（KN）My(KN•m)G(KN)(m)(m3)2.303.1454.145645714773286076.672791典型施工方案 沉箱吃水浮心高度Ywa=Yc-Yw定倾半径定倾高度最大水头差T(m)(m)(m)p(m)(m)h(m)11.675.790.881.290.418.772、 沉箱浮运牵引力计算（安装点处）计算条件：流速：0.43m/s（设计图），流向与沉箱安装纵轴线平行，牵引速度为0.2m/s，牵引距离约10m，2台5t卷扬机牵引。计算结果：单台卷扬机牵引力F=3.0t。3、 沉箱安装锚缆力计算（八字缆）计算条件：流速：0.43m/s，流向与沉箱安装纵轴线平行，牵引速度为0.10m/s，锚缆平面夹角W45°，竖向夹角aW30°。计算结果：锚缆力Q=4.16t（单根）4、 沉箱下沉施工参数表沉箱下沉施工参数表附后5、 沉箱安装技术要求及质量控制标准①、设计技术要求：沉箱前仓内外水头差不应大于8.10m；沉箱隔仓间水头差1.0m；基床顶面预留150mm沉降量及1%向内倒坡；沉箱安装缝设计为80mm。②、质量控制标准广州港南沙港区一期工程3#、4#泊位2000t沉箱出运（上浮船坞）及浮运安装分项工程典型施工方案 中港四航局第二工程公司沉箱安装允许偏差、检验数量和方法序号项目允许偏差检验单兀和数量检验方法1临水面与施工准线的偏移50每个沉箱（逐件检查）用经纬仪和钢尺量前沿线两角顶部2临水面的错牙50用钢卷尺、钢尺量顶部、前后两端3接缝缝宽30最大缝宽：本工程设计缝宽80mm，按规范最大缝宽110mm。（本工程沉箱高度大于15m，其最大接缝宽度可会同设计单位确定后适当增加。）2.3.2钢结构工作平台及封水板制作和安装1、 钢结构工作平台制安钢结构工作平台平面尺寸及形状与沉箱箱体平面相对应，即17.84X14X0.3m（长X宽X高），采用I40、I30工字钢焊接，形成框架式钢结构。为了减轻单件吊重，将钢结构平台分为2件装拆，单件重约7t。沉箱顶上钢平台与沉箱顶部的连接：①、四周设钢牛腿伸入沉箱空箱内，并用木楔夯塞紧贴沉箱前、后、侧墙的内壁，隔墙部分采用夹板，穿孔螺栓与钢平台连接，从而钢平台与沉箱顶部形成整体连接结构。钢平台与沉箱连接结构详见“沉箱顶部钢平台结构图”及“预留孔平台布置图”（附后）。钢平台采用1000t方驳+80t履带吊吊装及拆卸，存放在1000t方驳上。钢平台共加工2套，即已安沉箱上1套，待安沉箱上1套。2、 封水板制安封水板指沉箱顶的预留护舷或舷梯的缺口，尺寸为3000X900mm,3#、4#泊位的沉箱多数为一个缺口，少数为2个缺口，沉箱各类缺口布设详见“沉箱安装顺序图”。封水模板采用型钢钢板拼制组合结构，内外侧各一件，用对穿螺柱固定。前板采用橡胶带止水。安装封水板时，在封水板顶部临时设置“一”形钢横梁。让封水板挂靠于沉箱前壁顶进行安装，安装完成后拆除“一”形钢横梁，封水板的安装，安排在坞内沉箱下潜前进行，利用浮船坞上吊机（10t）安装，拆除封水板利用1000t方驳吊机船，赶低潮拆除，暂存在1000t方驳，需安装时，运往浮船坞边（暂时考虑10t机动民船运送）。封水板结构详见“封水板结构图”。2.3.3牵引系统、抽水系统及相关设施安拆已安沉箱上设置4台5t卷扬机及相应导向滑轮，待安沉箱上设置2台5t卷扬机及相应配套导向滑轮。卷扬机、导向滑轮安设钢平台上。抽注水系统主要设备为100m3/h的潜水泵，共配置12台。为了在钢平台进行卷扬机、导向轮、潜水泵移动、装拆以及测量定位、操作人员工作，在钢平台上第一次设置型钢钢板的工作平台、围栏等。牵引系统、抽注水系统及相关设施，由1000t方驳吊机进行安拆。

典型施工方案 2.3.4沉箱安装工艺流程1、第1件沉箱安装工艺流程如下:第1件沉箱安装工艺流程图典型施工方案 2、第2、第2件沉箱及以后沉箱安装工艺流程如下:第2件及以后沉箱安装工艺流程图2.3.5.沉箱安装方法1、 第1件（3#泊位上游第一件）沉箱安装采用4100t浮船坞进行沉箱定位（粗定位）。4100t浮船坞先进行抛锚定位，沉箱拖运至安装点后系泊在浮船坞边，并利用1000t方驳上80t履带机在沉箱顶面安设工作平台、卷扬机、导向滑轮、抽水设备等，当箱顶牵引系统、抽水系统等设施安装完毕后，沉箱锚缆系统接电（发电机组安设在方驳上）（前后八字缆）开始抛锚带缆，启动沉箱顶面4台卷扬机，移动沉箱进行粗定位，开启水泵向沉箱内注水使沉箱下沉，当沉箱沉至距离基床顶面20-30cm时，暂停注水，用两台经纬仪前方交会，进行定位，1台全站仪校核对角线两角点坐标，进行精确定位，精确定位后锁定各锚系缆，再均匀灌水至沉箱坐落于基床上，再复核沉箱的安装误差值。若不满足误差值，则抽水沉箱起浮，重复上述工作一次，沉箱的安装误差接近允许误差范围，完成沉箱粗安装就位工作。待第2件沉箱精安完成后，调整第1件沉箱就位。详见附图“第1件沉箱安装定位示意图”，附图第1件沉箱安装示意图”。2、 第2件及以后的沉箱安装以第1件已安装的沉箱为依托，进行第2件沉箱的安装。已安沉箱上预先安装上4台5t卷扬机，并与1000t方驳上的发电机组接线，当待安沉箱拖带至安装点后，将沉箱围缆与两台卷扬机拉缆相接，启动卷扬机，让沉箱稳妥系泊于已安沉箱一侧。此时，拖带（或顶推）拖轮卸缆离开沉箱。1000t方驳移船系泊定位在待安沉箱一侧。在待安沉箱顶面，安装卷扬机2台、工作平台、导向滑轮、抽注水设备等，1000t方驳上的发电机组供电，当沉箱顶面设施安装完毕后，沉箱牵引系统进行抛系锚缆及转换已安沉箱的牵引钢丝绳至待安沉箱的顶部。启动沉箱上6台卷扬机，移动沉箱进行典型施工方案 粗定位，启动水泵向沉箱内注水，使沉箱下沉，当沉箱沉至距离基床顶面20-30cm时，暂停注水，1台经纬仪对沉箱码头前沿方向线定位，另一台全站仪对沉箱前进方向两角点进行校核坐标，并进行精确定位，精确定位后锁定各锚、系缆，再均匀灌水至沉箱坐落于基床上，再复核沉箱的安装尺寸误差值，若不能满足，则抽水沉箱起浮，重复上述工作，直到沉箱安装的误差值在允许范围，则第2件沉箱安装工作全部完成。第2件以后沉箱的安装与第2件沉箱安装方法相同，详见附图“第2件及以后沉箱安装示意图”。在沉箱安装过程中，以下情况处理：1、 当日低潮位待安沉箱未能就位，需次日低潮位才能安装沉箱时，抽水沉箱起浮，干舷高度2.90m，浮游状态存放待安沉箱在已安沉箱一侧，两沉箱间距控制在10m左右（派人值班）。2、 当日低潮位待安沉箱未能就位，较长时间才能安装沉箱时，或临时一段时间将沉箱存放在基床面时，才用落水坐底存放沉箱。2.4船机配置1、主要船机设备序号主要船机名称规格数量单位备注1拖轮441kW1艘第1件定位船采用4100t浮船坞21000t+80履带吊1艘3锚艇启锚力2t1艘4交通艇15座/艘2艘5潜水组1组

典型施工方案 6卷扬机5t6台每台机配180m钢丝绳中21.5mm，钢架底坐。7锚2t4只8潜水泵100m3/h12个配管，配套进出水管。9发电机120kW1台现场配风电焊各一套。2、主要设施序号主要设施规格数量单位备注1钢平台2套每套2件，每套重12.6t,单件重7t。2操作平台板、栏杆、拉环等2套每套重2.5t，合计5t3导向滑轮10t级单滑轮组8个4封水板钢结构2套每套重0.80t，合计1.6t。5预埋拉环4个每个沉箱数量6预留通水孔6个每个沉箱数量7预留孔46个每个沉箱（第一批沉箱）8手拉葫芦5t2个9YHC橡套电缆70mm2150m10尼龙缆绳单根设计拉力F=5t150m11钢爬梯L=7.0m2挡沉箱浮运状态上沉箱顶面需要。典型施工方案 12导向钢质牙口6个2.5.施工计划按照施工组织设计安排，平均每月安装8件沉箱；3-4天安装1件沉箱。典型施工第1件沉箱安装时间：2003.7.25至2003.8.3，第2件沉箱安装时间：2003.8.3至2003.8.7；典型施工安装2件沉箱，计划14天完成。典型施工（含准备工作）作业计划如下：待定。2.6控制要点及保证措施2.6.1质量控制要点及保证措施1、 安装前，检查基床整平面有无扰动或障碍物；查询沉箱有无粘底及其清除；2、 根据沉箱预制尺寸偏差情况，选定缝宽控制值；3、 第1件沉箱精安有困难时，先粗安，待第2件沉箱精安后，再进行第1件沉箱精安装。4、 待安沉箱系泊在已安沉箱边时，要采取橡胶球或木枋（板）防撞设施，保护好沉箱。5、 在条件许可情况下，已安沉箱停置1~2天，复测其位置，如仍合格，才填箱内填料。6、 沉箱在坐落基床前，调整压仓水，使沉箱底面与基床倒坡相吻合，同时考虑水流的影响及涨落潮因素；7、 沉箱安装的抽注水过程，满足设计内外水位差的要求；8、 安装沉箱测量人员要全过程监控，满足规范允许偏位范围之内；9、 沉箱注水下沉要对称灌水，沉箱前后、左右高差控制在10cm以内，坐底之前控制在5cm以内，注水安装沉箱潮位控制在（暂定）+1.4（退潮）至1.0m（涨潮）时段