重力式码头沉箱出运安装施工工艺雷霆
重力式码头沉箱出运安装施工工艺
（中交一航局第一工程有限公司雷霆）
摘要：重力式码头沉箱安装与施工准线偏差过大，会影响上部结构胸墙的竖直度
要求，沉箱与沉箱间安装的缝隙过大也会影响后方回填结构的稳定性，进而影响
码头的观感质量。影响沉箱安装质量的因素很多，如基础整平质量、海况的好坏、安装设备是否先进等。本文结合赤道几内亚巴塔港二万吨、五万吨通用码头实际
情况，简要介绍沉箱出运安装施工技术。
关键词：沉箱出运安装
巴塔港位于非洲赤道几内亚大陆的巴塔市，地理坐标北纬1°52′、东经9°46′。巴塔港扩改建工程主要包括新建港口防护设施、新建码头、增加码头装卸设施、增加码头配套设施、改造现有码头等。
二万吨、五万吨通用码头采用沉箱重力式的码头结构形式，它具有工期短、结构整体性强、耐久性较好的特点。随着非洲地区经济高速发展的步伐和施工技
术的日新月异，工程施工周期越来越短，已经形成了一个市场的大趋势。沉箱出
运安装也是影响影响项目工期一个关键工序，它直接影响沉箱上部的码头的结构
的施工进度与质量，因此沉箱安装的快慢与好坏，也影响整个码头的进度与质量。本文赤道几内亚巴塔港扩改建工程二万吨、五万吨通用码头为例，介绍沉箱出运
安装的施工工艺技术。
一、工程概况
1．-14.5m通用码头:
码头全长570.5m，宽163.65m，共5个泊位，2个5万t泊位，2个3.5万t
泊位，以及1个位于突堤码头端头的1万t泊位（码头配备的门机无法在此泊位
进行装卸作业）。码头采用重力式沉箱结构，沉箱计45个，沉箱尺度为：长26.65m，宽16m，高度17.25m，沉箱重量约3880t。码头可停靠滚装船、散货船、杂货船。
2．-12.0m通用码头
码头全长626.55m，宽150.9m，共6个泊位，其中4个2万t泊位，2个1.5
万t泊位。码头采用重力式沉箱结构，沉箱计58个，共有三种沉箱尺度：长26.65m，宽16.0m，高度14.75m，沉箱重量约3150t，共49个；长13.5m，宽16.0m，高度14.75m，沉箱重量约3138t，共5个；长13.5m，宽10.25m，高度8.1m，沉箱重量约762t，共4个；在码头南端东西两侧分别设置了斜坡道，以适应客货滚装船作业的需要。
二、沉箱的出运
沉箱使用胶囊进行沉箱顶升，以及使用胶囊移动沉箱至出运码头。沉箱运输和下水使用浮坞105#。
1．沉箱出运工艺流程图
2．沉箱出运各工序施工方法
2.1浮船坞定位
浮船坞采取座底方式，浮坞105#座底时，船上和陆上要设标志与码头对中，陆上埋地牛供船舶带缆，浮坞105#注水，整体下沉，当浮坞距座底平台20cm左右时，准确调整船位，使船上和岸上标志重合，然后继续注水使浮坞平稳坐于座底平台上。浮坞与陆地之间缝隙用钢板找平。
2.2胶囊充气顶升、移动沉箱
沉箱台座砼面层厚度400mm,表面预留顶升沟槽,用钢盖板与台座找平,顶升沉箱时使用5条1.5m直径胶囊，然后用木枋垫起300mm，顶升胶囊排气后穿入8条1m直径出运胶囊进行横移，沉箱移到纵移道后，用木枋垫起300mm，胶囊变换方向后纵移至出运码头上浮船坞105#。
气囊顶升沉箱达到理论高度后，按规定间距及要求垫入30cm厚的枕木，枕木垫好后顶升胶囊放气，抽出顶升胶囊的同时，沟盖板复位进入顶升沟槽。
在沉箱底部按照移动沉箱所需使用的胶囊条数穿入出运胶囊。按照给顶升气囊充气相同的方法对直径1m的出运胶囊进行充气。沉箱离地面理论高度为50cm 时停止充气，抽离枕木，沉箱移动进入最后的准备阶段。出运气囊充气后沉箱的顶升高度原则上按沉箱行进方向表示即前高后低。沉箱前部较后部要高10～20cm左右，在遇到斜坡时此高度差取最大值。
在预制沉箱之间及纵移道上按照出运要求埋有地牛,在沉箱底部的四角部位分别埋设拉环,使用2台15t卷扬机及2组五五滑轮组进行牵引, 总拉力约按构件重量的3%考虑，并以此考虑钢丝绳的选用；另外2台15t卷扬机通过滑轮组负责防溜。出运时牵引速度以1～2米/分控制。利用卷扬机对沉箱进行横移到纵移道后，用木枋垫起300mm，出运胶囊变换方向后纵移至出运码头。（见沉箱出运布置图）
陆上设置4台卷扬机，利用浮坞105#的转向滑轮组，进行牵引，将沉箱“倒拉”上浮坞。沉箱上船后要对船中停放，胶囊放气前垫好300mm高支墩并加以固定。将沉箱稳定于浮船坞上的沉箱固定装置上，沉箱顶部用交叉缆绳和浮坞系
好，确保沉箱在浮船坞运至现场途中稳定。
2.3拖运浮船坞
浮船坞抽水，离开底座平台。浮船坞乘潮抽水，当水位达到浮船坞浮起水位时，松开与码头连接的两个缆绳，浮船坞离开座底平台。浮船坞每次运输一个沉箱，4000匹拖轮作为主拖轮，1670匹拖轮作为辅助拖轮。
沉箱出运布置图
三、沉箱的安装
1.施工工艺流程图
2. 沉箱安装各工序施工方法
2.1施工准备
2.1.1进水阀门的布置
在沉箱预制过程就在沉箱墙体下部设置进水阀门，阀门上设置伸长的操作杆，以便操作人员在沉箱顶部能够操作。见下图
沉箱阀门布置图
2.1.2基床整平结果的整理分析
基床的实际高程与设计值总会有出入，要认真分析基床整平的自检数据，做为安装时控制沉箱前后沿高差的重要数据。重力式码头基床整平后，基床不会绝对平整，也要根据基床整平的实际情况来安装沉箱。基床整平完后，不及时安装沉箱，应在安装沉箱前，派潜水班组，对基床进行检查，检查是否存有超出规范要求的淤泥等异物，如果有应当清除后再进行沉箱安装。
2.1.3沉箱吊靠方驳 定位方驳
沉箱安装定位简图 图5-3已安沉箱待安沉箱
沉箱安装定位见图
拖轮拖沉箱缓缓靠近方驳，沉箱上和方驳上的工作人员迅速给沉箱带缆。待沉箱绑牢后，将沉箱的阀门口打开，注水后关好阀门，为沉箱的大体就位作准备。沉箱注水过程中，应不断将缆绳收紧。
2.1.4沉箱大体就位
待已安好的沉箱露出水面，工作人员在已安好的沉箱上固定好闸板。方驳绞动缆绳，带沉箱缓缓靠近已安好的沉箱。打开沉箱阀门，沉箱顶面与相邻沉箱高60cm左右，迅速关紧阀门。沉箱抽水前，将进水阀门封堵严实，并由潜水员检查沉箱下面四周淤泥情况，发现异常应及时报告，以便采取措施，可考虑清淤挖泥的方案。
2.2沉箱安装
2.2.1安放手拉葫芦
沉箱安装使用4个额定起重量10吨的手拉葫芦，两钩间可调整距离在0.95m 至3.95m之间。为了更好控制沉箱的缝宽与前沿线，用φ25钢丝绳将相邻沉箱的吊鼻与手拉葫芦相连，人工调整手拉葫芦两钩间距在2.5m左右。手拉葫芦的布置如下图所示：
码头前沿
手拉葫芦布置图
根据预留基床倒坡并结合基床整平验收资料，用水准仪控制沉箱相对标高，通过沉箱一侧少量开阀门注水，分别调出与基床顶面相一致的倒坡。
2.2.2沉箱就位
测量人员用经纬仪控制沉箱前沿线位置，并指挥沉箱上工作人员拉动已安好的手拉葫芦，使沉箱前后、左右移动，直至沉箱就位施工准线。
2.2.3注水下沉
待沉箱位置调整完成后，操作人员同时打开进水阀门，向沉箱内注水。在注水过程中，测量人员通过经纬仪不断观察沉箱位置，如果沉箱偏位较大，则迅速关紧阀门，停止注水。通过手拉葫芦对沉箱进行微调，再注水下沉，使沉箱稳落在基床上。
沉箱安装完成后，需停置1～2天，再复测其位置，如安装偏差在设计和规范范围内，沉箱安装合格；如果超出设计和规范要求，需重新抽水起浮，进行二次安装。
2.3沉箱安装后的沉降观测
沉箱安装完成后，测量人员在沉箱四个角点设置沉箱位移观测点，开始进行沉降、位移观测，并做好观测记录，沉箱安装后每周对沉箱进行一次沉降位移观测，待稳定后每2周观测一次。沉箱内填料完成之后要继续有计划的进行沉降、位移观测，第一个月每2天观测一次，第二个月每周观测一次，稳定后每2周观测一次，做好详细的记录，为以后的上部结构施工提供充分的资料。当胸墙施工后停止沉箱沉降位移观测。
结语
本文以赤道几内亚巴塔港二万吨、五万吨通用码头为例，简要介绍码头沉箱出运安装工艺，由于以上两码头处于海域条件较好，施工过程利用气囊出运、浮坞托运安装，节省了施工费用和周转工期。
沉箱安装需乘潮作业，不论采用何种方式安装，准备工作必须充分。