沉箱出運(yùn)施工方案

北海港鐵山港西港區(qū)北暮作業(yè)區(qū) 5#、6#泊位水工工程沉箱出運(yùn)安裝施工方案審 批 人： 審 核 人： 編 制 人： 日 期： 中交四航局北海工程項(xiàng)目經(jīng)理部目 錄1. 編制說明 .11.1. 編制依據(jù) .11.2. 施工技術(shù)規(guī)范 .11.3. 編制原則 .12. 概況 .22.1. 施工特點(diǎn)分析 .22.2. 平面布置圖 .72.3. 出運(yùn)碼頭設(shè)計(jì) 103. 進(jìn)度計(jì)劃及資源配置 103.1. 進(jìn)度計(jì)劃 103.2. 資源配置 104. 施工流程及方法 134.1. 施工流程 134.2. 施工方法 164.3. 測(cè)量控制 285. 沉箱安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及保證措施 296. 安健環(huán)保證措施 306.1. 安全措施 306.2. 環(huán)保措施 327. 應(yīng)急措施 327.1. 應(yīng)急措施說明 327.2. 沉箱上駁應(yīng)急措施 337.3. 沉箱滲水或漏水時(shí)應(yīng)急處理措施 337.4. 沉箱臨時(shí)存放要求 34第 0 頁1. 編制說明1.1. 編制依據(jù)北海港鐵山港西港區(qū)北暮作業(yè)區(qū) 5#、6#泊位水工工程施工圖設(shè)計(jì)北海港鐵山港西港區(qū)北暮作業(yè)區(qū) 5#、6#泊位水工工程施工組織設(shè)計(jì)北海港鐵山港西港區(qū)北暮作業(yè)區(qū) 5#、6#泊位水工工程施施工總進(jìn)度計(jì)劃北海港鐵山港西港區(qū)北暮作業(yè)區(qū) 5#、6#泊位水工工程施施工合同沉箱預(yù)制平面布置圖1.2. 施工技術(shù)規(guī)范重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范 （JTS16722009）水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) （JTS257-2008）水運(yùn)工程施工安全防護(hù)技術(shù)規(guī)范 (JTS 205-1-2008)港口裝卸用鋼絲繩吊索使用技術(shù)條件 (GB 14738-93)起重機(jī)械安全規(guī)程 (GB 6067.1-2010)建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)供電安全規(guī)程 （GB 50194-93）建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范 （JGJ 80-91）1.3. 編制原則1、確保工程安全的原則充分認(rèn)識(shí)本工程地質(zhì)、水文特點(diǎn)，結(jié)合本工程的施工特點(diǎn)，使用可靠成熟的工法、施工工藝，實(shí)行信息化施工，確保工程安全。根據(jù)工程特點(diǎn)，吸取類似工程的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，選擇先進(jìn)、可靠的施工技術(shù)方案與施工工藝。2、確保工期的原則精心策劃組織，合理配置資源，選擇可靠方法，確保節(jié)點(diǎn)工期的實(shí)現(xiàn)，努力提前總工期。認(rèn)真研究、綜合考慮工程地質(zhì)、工程環(huán)境、場(chǎng)地條件及工期等各種因素，運(yùn)用系統(tǒng)工程理論進(jìn)行施工總體部署，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組織分段平行流水作業(yè)，施工安排及工序銜接，體現(xiàn)工程施工系統(tǒng)性。3、注重文明施工，加強(qiáng)環(huán)保原則在施工中貫徹“以人為本”的原則，做到文明施工、愛護(hù)環(huán)境、千方百計(jì)第 1 頁減少擾民，創(chuàng)造良好的施工、生活環(huán)境，保證職工安全健康，達(dá)到公司四標(biāo)三體系的標(biāo)準(zhǔn)要求。2. 概況北海港鐵山港西港區(qū)北暮作業(yè)區(qū) 5、6泊位碼頭水工工程施工建設(shè)規(guī)模為兩個(gè) 15 萬噸級(jí)散貨泊位，碼頭總長(zhǎng)度 636.84m。碼頭結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土沉箱結(jié)構(gòu)。沉箱垂直碼頭線寬 17.2m，前趾長(zhǎng) 2.0m，總寬 19.2m，高度為 20.9m，沉箱平行碼頭線長(zhǎng) 17.72m，沉箱共分 33=9 個(gè)腔，每個(gè)腔尺寸5.313m5.213m。沉箱底板厚 0.7m，前壁厚 0.40m，側(cè)壁厚 0.35m，后壁厚0.35m，縱隔板厚 0.28 和 0.23m，橫隔板厚 0.23m。主體結(jié)構(gòu)采用重力式鋼筋混凝土（C40）矩形沉箱，共 3 種型號(hào) 33 件沉箱，分別為：C1 型沉箱 28 件，單件沉箱約重 2773t。C1 沉箱尺寸長(zhǎng) 1920cm，寬1772cm，高為 2090cm。縱橫向分隔數(shù)為 33 格。C2 型沉箱 4 件，單件沉箱約重 2728t，C2 沉箱尺寸外形均與 C1 相同，只在頂部中間一排倉(cāng)格預(yù)留有 2.86*2.86m 的方形缺口，為排水涵安裝位置。C3 型沉箱 1 件，單件沉箱約重 2710t，C3 沉箱尺寸外形均與 C1 相同，只在頂部中間一排倉(cāng)格預(yù)留有 3.96*4.0m 的方形缺口，為排水涵安裝位置。由于預(yù)制場(chǎng)存放沉箱的數(shù)量有限，因此本工程出運(yùn)分兩個(gè)批次進(jìn)行，第一批次出運(yùn) 15 個(gè)，第二個(gè)批次出運(yùn) 18 個(gè)。2.1. 施工特點(diǎn)分析2.1.1. 潮汐鐵山港區(qū)潮水漲落速度較快，掌握潮水規(guī)律，合理安排施工，控制沉箱上駁時(shí)間及速度十分關(guān)鍵。1）各基準(zhǔn)面之間的關(guān)系鐵山港區(qū)驗(yàn)潮站設(shè)在鐵山港灣中部西岸石頭埠，各水準(zhǔn)點(diǎn)之間的關(guān)系如下：第 2 頁2）潮型及潮位特征值鐵山港內(nèi)的長(zhǎng)期驗(yàn)潮站有石頭埠站，地理坐標(biāo) 2136N，10906E，由廣西水文總站設(shè)立。鐵山港灣口西側(cè)的營(yíng)盤和東側(cè)的草潭及沙田有短期潮位觀測(cè)資料。此外，距鐵山灣口門外約 60km 的潿洲島海洋站也有長(zhǎng)期驗(yàn)潮資料。北部灣是世界上典型的全日潮海區(qū)之一，鐵山港位于北部灣的東北部，從其潮汐特征數(shù)來看，K=（HK1+HO1）/HM2=3.29，表明本港區(qū)的潮汐類型與北部灣其它海區(qū)略有不同，屬不正規(guī)日潮。本區(qū)的潮汐作用較強(qiáng)，是華南沿海潮差最大的海區(qū)之一。潮波自灣外向鐵山港內(nèi)傳播時(shí)，由于受地形影響，潮波發(fā)生變形，潮差沿程遞增，而潮汐類型由灣外海區(qū)的正規(guī)日潮（每天一漲一落）向?yàn)硟?nèi)的不正規(guī)日潮過渡（大潮汛時(shí)每天一漲一落，小潮汛時(shí)每天兩漲兩落） 。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所 1992 年 12 月 2631 日同步驗(yàn)潮資料分析，營(yíng)盤 K=4.53，草潭 K=4.11，石頭埠 K=3.67。實(shí)測(cè)資料表明，最大流速發(fā)生在高潮位前后 23小時(shí)，說明本港區(qū)的潮波屬于以駐波為主，略具前進(jìn)波性質(zhì)的合成潮波。鐵山港區(qū)為非正規(guī)全日潮，其從理論深度基準(zhǔn)面起算的潮位特征值為：歷年最高潮位： 6.31 米歷年最低潮位： -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 米歷年最大潮差： 6.25 米（1986 年 7 月 21 日）日潮平均漲潮歷時(shí)： 8 小時(shí) 5 分鐘第 3 頁日潮平均落潮歷時(shí)： 6 小時(shí) 25 分鐘設(shè)計(jì)高水位： 5.41m（潮峰累積頻率 10）設(shè)計(jì)低水位： 1.13m（潮谷累積頻率 90）極端高水位： 6.86m（重現(xiàn)期為 50 年一遇）極端低水位： -0.46m（重現(xiàn)期為 50 年一遇）鐵山港區(qū)乘潮水位表保證率（%） 10 20 30 40 50 60 70 80 901 小時(shí) 5.41 5.16 4.98 4.74 4.49 4.12 3.68 3.28 2.912 小時(shí) 5.26 5.06 4.87 4.63 4.39 4.01 3.56 3.21 2.853 小時(shí) 5.07 4.85 4.69 4.48 4.22 3.85 3.44 3.09 2.78水位4 小時(shí) 4.83 4.63 4.48 4.29 4.02 3.65 3.29 2.97 2.672.1.2. 波浪鐵山港區(qū)沒有進(jìn)行過波浪觀測(cè)。本海區(qū)由于受雷州半島掩護(hù)，波浪強(qiáng)度不大，對(duì)港區(qū)有影響的主要是 SSW、SSE 和 S 向的波浪。根據(jù)潿洲島的長(zhǎng)期海浪觀測(cè)資料，港區(qū)波浪以風(fēng)浪為主，較大的波浪都是由臺(tái)風(fēng)或強(qiáng)季風(fēng)造成的。據(jù)潿洲島的波浪推算表明，港區(qū)水域泊穩(wěn)條件良好，灣口西側(cè)大牛石區(qū)域 2.01/0H米的天數(shù)平均每年 2 天， 1.5 米的天數(shù)平均每年 5 天。1/0H鐵山港區(qū) 50 年一遇波浪要素表波浪要素位置（ m1%）（4m）（13%m）H（m）T（m）L（m） 波向?yàn)晨跂|側(cè) 3.5 3.1 2.6 1.8 7.8 56 SSW灣口西側(cè) 4.0 3.5 3.0 2.1 7.8 60 SSW灣中部 2.9 2.5 2.0 1.3 7.9 70 S灣頂 2.6 2.2 1.8 1.2 5.3 44 SSE根據(jù)河海大學(xué)交通學(xué)院、海洋學(xué)院北海市鐵山灣海域波浪整體數(shù)學(xué)模型計(jì)算報(bào)告 （2008 年 9 月） ，潿洲島海洋站對(duì) 1962 年至 1982 年共計(jì) 21 年分方向的年極值波浪資料和 1983 年至 2001 年 SSWW 五個(gè)方向的波浪年極值資料第 4 頁進(jìn)行擬合得到分方向不同重現(xiàn)期的波浪要素。本工程位于鐵山港區(qū)臨港工業(yè)碼頭段 H118 點(diǎn)附近，因此取 H118 點(diǎn)的波浪要素為參照，其波浪要素詳見下表。第 5 頁鐵山港區(qū) 50 年一遇波浪要素表方向 水位 平均 H13%(m)5(m)4%(m)1H(m)平均 T(s)平均 L(m)極端高水位 1.18 1.86 2.22 2.30 2.72 4.56 27.71設(shè)計(jì)高水位 1.13 1.78 2.12 2.20 2.60 4.42 26.17設(shè)計(jì)低水位 0.79 1.25 1.49 1.54 1.83 3.63 17.87E-ESE 向極端低水位 0.42 0.66 0.79 0.82 0.98 2.64 9.48極端高水位 1.74 2.73 3.23 3.34 3.92 7.40 75.04設(shè)計(jì)高水位 1.57 2.46 2.92 3.02 3.54 7.40 73.14設(shè)計(jì)低水位 1.03 1.61 1.92 1.98 2.33 7.20 63.30S-SSW極端低水位 0.62 0.98 1.17 1.21 1.44 7.20 59.73極端高水位 1.76 2.75 3.26 3.37 3.96 5.61 40.58設(shè)計(jì)高水位 1.61 2.51 2.98 3.08 3.61 5.32 36.76設(shè)計(jì)低水位 1.04 1.63 1.94 2.00 2.35 4.20 23.41SE-SSE極端低水位 0.68 1.07 1.27 1.32 1.56 3.45 15.65極端高水位 1.29 2.03 2.42 2.51 2.96 8.20 86.86設(shè)計(jì)高水位 1.17 1.85 2.20 2.28 2.70 8.20 84.35設(shè)計(jì)低水位 0.78 1.24 1.47 1.53 1.81 8.10 73.61SW-WSW極端低水位 0.38 0.60 0.72 0.75 0.89 8.10 69.05極端高水位 1.02 1.62 1.94 2.01 2.38 7.30 73.57設(shè)計(jì)高水位 0.96 1.52 1.81 1.88 2.23 7.30 71.73設(shè)計(jì)低水位 0.71 1.13 1.35 1.40 1.65 7.10 62.17W-WNW極端低水位 0.40 0.63 0.76 0.79 0.94 7.10 58.682.1.3. 風(fēng)況根據(jù)北海市氣象站統(tǒng)計(jì)資料（見表 2.11） ，北海地區(qū)風(fēng)向季節(jié)性變化顯第 6 頁著，冬季盛行偏北風(fēng)，夏季盛行東南風(fēng)。全年常風(fēng)向?yàn)檎?，次常風(fēng)向?yàn)闁|南偏東，頻率分別為 22.1和 10.8；頻率加權(quán)年平均風(fēng)速為 3.0 米/秒。強(qiáng)風(fēng)向?yàn)闁|南，最大風(fēng)速 29 米/秒，次強(qiáng)風(fēng)向?yàn)闁|南偏東，最大風(fēng)速為 21 米/秒，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，每年風(fēng)力6 級(jí)的出現(xiàn)天數(shù)：平均 11.8 天，最多 25 天，最少3 天。本區(qū)風(fēng)向季節(jié)性變化顯著，冬季多為偏北風(fēng)，夏季多為東南風(fēng)。另據(jù)潿洲站 19561975 年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)（表 2.12） ，常風(fēng)向?yàn)?NNE 向，頻率為 14，次常風(fēng)向?yàn)?ESE 向和 N 向，頻率分別為 13和 12。頻率加權(quán)年平均風(fēng)速為 5.1 米/秒。強(qiáng)風(fēng)向?yàn)闁|南向，最大風(fēng)速 40 米/秒。北海港風(fēng)玫瑰圖如下：2.1.4. 臺(tái)風(fēng)北海夏、秋兩季受臺(tái)風(fēng)影響，每年發(fā)生 2次，臺(tái)風(fēng)由南海進(jìn)入北部灣時(shí)，因受到海南島與雷州半島的阻擋，風(fēng)力減弱，一般為 56 級(jí)，10 級(jí)以上少見，其延時(shí) 24 小時(shí)左右。第 7 頁2.2. 平面布置圖預(yù)制場(chǎng)平面布置總圖沉箱安裝平面布置圖第 8 頁89TCK24123456789TCK25123456789TCK2612 0預(yù)制廠5#6#泊位預(yù)制廠與沉箱安裝位置示意圖第 9 頁沉箱存放平面布置圖如下：第一批沉箱存放平面布置圖第二批沉箱存放平面布置圖第 10 頁2.3. 出運(yùn)碼頭設(shè)計(jì)出運(yùn)碼頭平臺(tái)長(zhǎng) 46m，寬 13.6m，碼頭標(biāo)高+5.05m，碼頭基礎(chǔ)為 80 根800mmPHC 樁，出運(yùn)碼頭整體設(shè)計(jì)承載力為 3300t，搭接端的設(shè)計(jì)承載力為1500t。與浮船塢搭接處標(biāo)高+4.00m，寬 1.2m，搭接處鋪設(shè) 30 塊5cm*50cm*100cm 橡膠墊作為支墊。浮船塢搭駁完成后，浮船塢甲板面與碼頭面齊平，與碼頭交接間鋪厚 2mm 搭接木板過渡，搭接板的寬度約 0.9m。本預(yù)制場(chǎng)出運(yùn)碼頭已成功出運(yùn)安裝廣西北海鐵山港 3#、4#泊位碼頭工程 40 件 3200t 沉箱，為其他工程原有，出運(yùn)碼頭結(jié)構(gòu)圖如下：3. 進(jìn)度計(jì)劃及資源配置3.1. 進(jìn)度計(jì)劃根據(jù)沉箱預(yù)制及安裝總計(jì)劃，沉箱橫移及縱移計(jì)劃安排如下表：3.2. 資源配置在項(xiàng)目經(jīng)理部統(tǒng)一管理下，委派 2 名工程技術(shù)人員，組建一個(gè)專業(yè)作業(yè)隊(duì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容 開始時(shí)間 結(jié)束時(shí)間 件數(shù) 天數(shù) 備注沉箱出運(yùn)安裝（第一批） 2014.8.15 2014.9.3015 件 40d沉箱出運(yùn)安裝（第二批） 2014.12.10 2015.1.3018 件 50d第 11 頁實(shí)施沉箱出運(yùn)安裝作業(yè)，項(xiàng)目部的測(cè)量班、物資、安全、機(jī)務(wù)等部門協(xié)助施工?，F(xiàn)場(chǎng)人員、機(jī)械設(shè)備及材料配置見下表：3.2.1. 人員配置人員安排表如下：序號(hào) 崗位/工種名 稱 單位 數(shù)量 工作內(nèi)容 備注1 技術(shù)員 人 2 負(fù)責(zé)控制整個(gè)施工過程2 安全員 人 1 負(fù)責(zé)整個(gè)出運(yùn)安裝作業(yè)的安全 進(jìn)行3 機(jī)電人員 人 2 負(fù)責(zé)所有供電設(shè)備的接線，鋼 絲繩及卷揚(yáng)機(jī)的維修等工作4 作業(yè)隊(duì)伍 人 30 負(fù)責(zé)氣囊搬運(yùn)、充氣放氣，枕 木支墊等工作2 測(cè)量工 人 2 沉箱定位4 質(zhì)檢員 人 1 檢測(cè)沉箱安裝是否符合圖紙及 規(guī)范 要求3.2.2. 機(jī)械設(shè)備及材料配置機(jī)械設(shè)備及材料配置表如下：序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格型號(hào) 單位 數(shù)量 備注1 卷揚(yáng)機(jī) 8t 臺(tái) 4 配 500m28mm 鋼絲繩2 滑輪組 6 匹 個(gè) 83 滑柄 單輪 15T 個(gè) 154 氣囊 1m10m 個(gè) 40 配充氣嘴 40 組5 空壓機(jī) 12m 臺(tái) 26 裝載機(jī) 30 臺(tái) 27 卸扣 65t 個(gè) 308 鋼絲繩 65mm（40m） 條 49 鋼絲繩 65mm（20m） 條 210 鋼絲繩 65mm（7m） 條 211 鋼絲繩 65mm（5m） 條 4第 12 頁12 鋼絲繩 65mm（30m） 條 413 枕木 1m0.2mX0.2m 條 240014 浮船塢 3200t 艘 115 拖輪 3000 匹 艘 116 方駁 1000t 艘 117 履帶吊 50t 臺(tái) 118 發(fā)電機(jī) 200kw 臺(tái) 119 潛水泵 揚(yáng)程 20m 臺(tái) 1220 錨艇 700 匹 艘 121 手拉葫蘆 8t 個(gè) 622 交通船 載重 15 人 艘 13.2.3. “防城港號(hào)”浮船塢有關(guān)技術(shù)性能： 最大下潛深度 15.6 米 壓載艙數(shù)量 12 個(gè)全長(zhǎng) 52 米 壓載水容重 6724m3寬 32 米 裝載重量 3200 噸內(nèi)幅 26 米 空載重量 2330 噸型深 3.6 米 壓載水泵排量 2600m3/h3.2.4. “防城港號(hào)”防城港號(hào)壓載艙布置：NO1 右1025.5m3NO4329 m3NO7310 m3N10893.5 m3空氣倉(cāng)152.8 m3NO2488m3NO5371 m3空艙空艙NO8371 m3N11488 m3空氣倉(cāng)152.8 m3搭接端NO3923.5 m3NO6284 m3NO9240 m3N121000.5 m3加水管與排水管共用一條總管，通過閥門的轉(zhuǎn)換來控制加水與排水，但不能同時(shí)加、排水，各壓載艙間互相不能調(diào)水。第 13 頁4. 施工流程及方法4.1. 施工流程4.1.1. 沉箱出運(yùn)安裝流程準(zhǔn)備工作氣囊就位頂升并抽出工字鋼及鋼墊板支墊枕木并就位氣囊氣囊頂升并抽出枕木沉箱縱移移至斜坡前端，帶上后溜鋼絲繩溜坡至出運(yùn)碼頭前沿浮船塢搭駁牽引卷揚(yáng)機(jī)更換為浮船塢的牽引卷揚(yáng)機(jī)沉箱上駁沉箱支墊浮船塢離泊浮船塢拖航浮船塢就位帶纜安裝方駁就位擺放沉箱安裝設(shè)備、沉箱圍捆加固浮船塢下潛沉箱壓水浮游穩(wěn)定沉箱出塢安裝方駁移位使沉箱就位沉箱壓水下沉測(cè)量控制下沉就位打開沉箱閥門4.1.2. 沉箱陸上移動(dòng)施工原理所有沉箱出運(yùn)均采用氣囊出運(yùn),在沉箱的下面放置特制橡膠氣囊，通過充氣加壓頂升沉箱，再在需移動(dòng)的方向上施加足夠的牽引力，在牽引力作用下沉箱對(duì)氣囊產(chǎn)生摩擦力從而使氣囊產(chǎn)生滾動(dòng)，達(dá)到沉箱前移目的。在沉箱壓力下氣囊可以產(chǎn)生較大變形,增加氣囊與沉箱及地面的接觸面積,使單位面積的壓力減少,且受力較均勻,故對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng)，所有沉箱均采用雙排氣囊。4.1.3. 出運(yùn)設(shè)備確定4.1.3.1. 卷揚(yáng)機(jī)的確定牽引力公式 F=fQ。F 為牽引力，f 為氣囊與地面的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，根據(jù)我公司沉箱出運(yùn)經(jīng)驗(yàn)，取 f 為 0.05，Q 為沉箱重量，故F=0.052773t=138.65t。本工程沉箱移運(yùn)由 4 臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)完成，規(guī)格為 8t，轉(zhuǎn)速 12m/min，全部統(tǒng)一采用同廠家同規(guī)格卷揚(yáng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)統(tǒng)一型號(hào)是 YZR251-8，功率是 22KW，確保性能一致和盡量同步。卷揚(yáng)機(jī)通過 12 倍率滑輪組對(duì)沉箱進(jìn)行牽引或溜尾，則每臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)牽引力為 96t（未考慮機(jī)械效率及夾角的影響） ，合力可達(dá) 192t，根據(jù)我公司沉箱出運(yùn)經(jīng)驗(yàn)及卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)速，出運(yùn)速度不應(yīng)大于1.7m/min。卷揚(yáng)機(jī)布置在碼頭前沿兩側(cè)設(shè)置的卷揚(yáng)機(jī)臺(tái)座上，碼頭前沿兩側(cè)分別設(shè)置牽引與溜尾 8t 卷揚(yáng)機(jī)各一臺(tái)；牽引卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩通過捆綁在前拉地錨上的兩滑輪組與掛在沉箱上的兩滑輪組，作沉箱縱向牽引用。溜尾卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩第 14 頁通過捆綁在通道后或通道中間的地錨上的兩個(gè)滑輪組、掛在沉箱上的兩個(gè)滑輪組，作沉箱縱移和下斜坡時(shí)溜尾用。4.1.3.2. 氣囊的確定氣囊受壓變形后，可視為一種規(guī)則的形態(tài)，即氣囊橫截面呈正扁形態(tài)，根據(jù)本工程沉箱的規(guī)格，沉箱出運(yùn)使用 7 排（14 條）氣囊。根據(jù)我公司出運(yùn)構(gòu)件使用氣囊的經(jīng)驗(yàn)，本次選用氣囊公稱直徑：D=1m，額定工作壓強(qiáng)為 0.4MPa 的氣囊。沉箱縱移的工作高度：H=0.4m，氣囊有效工作長(zhǎng)度為 L=9m，氣囊凈距：a0.5m；沉箱橫移的工作高度：H=0.4m，氣囊凈距：a0.5m，根據(jù)氣囊受壓橫截面圖，可計(jì)算出 L=（3.14-3.140.4）/2=0.94m。則每個(gè)氣囊受壓狀態(tài)下與沉箱接觸面積：B=0.949=9.63m氣囊與沉箱底總接觸面積：S=14B=149.63=134.8m 氣囊所受壓力：P= G/S=2773/134.8=20.57t/m=0.2Mpa安全系數(shù)：KP 允許/ P0.4/0.2=21根據(jù)計(jì)算結(jié)果，假設(shè)氣囊工作壓強(qiáng)達(dá)到 0.4MPa，需要多少條氣囊才能把沉箱安全頂升？G/S=40t/m，S=G/40=2773/40=69.3m,S=N90.94=70.9m,N=69.3/90.94=7.238 條因此至少需要 9 條氣囊才能保證沉箱安全頂升。氣囊受壓截面、氣囊結(jié)構(gòu)及平面布置圖如下：氣囊受壓橫截面圖第 15 頁囊 咀氣 囊 結(jié) 構(gòu) 圖囊 頭 囊 體 安 全 閥氣囊結(jié)構(gòu)圖沉箱出運(yùn)氣囊平面布置圖4.1.3.3. 牽引及接長(zhǎng)鋼絲繩的確定本工程采用 65mm（根據(jù)鋼絲繩出廠使用標(biāo)準(zhǔn)：抗拉強(qiáng)度為 1870N/mm,單條最小破斷力為 300t）作為牽引和溜尾接長(zhǎng)用鋼絲繩，安全系數(shù)大于 6.67；用28mm（根據(jù)鋼絲繩出廠使用標(biāo)準(zhǔn)：1670N/mm，單條最小破斷力 48.2T）作為卷揚(yáng)機(jī)牽引用，使用 8t 卷揚(yáng)機(jī)，最大牽引力為 8t，安全系數(shù)大于 6。4.1.3.4. 插銷的確定本工程采用直徑為 140mm，長(zhǎng)度為 1m 的 Q345B 圓鋼作為牽引和溜尾插銷，第 16 頁其抗剪強(qiáng)度=0.60.8 抗拉強(qiáng)度，Q345B 圓鋼抗拉強(qiáng)度=51.6Kg/mm，140mm截面積=15394mm，最大抗剪強(qiáng)度=0.81539451.6=635464Kg=635.46t，最小抗剪強(qiáng)度=0.61539451.6=476598Kg=476.6t，因此兩條插銷最小抗剪力為953t，根據(jù)沉箱重力計(jì)算 F=0.052773t=138.65t，滿足牽引力要求。4.2. 施工方法4.2.1. 準(zhǔn)備工作4.2.1.1. 技術(shù)準(zhǔn)備：確定沉箱是否達(dá)到出運(yùn)所要求的強(qiáng)度，第一層混凝土強(qiáng)度達(dá)到 100%，第四層混凝土土強(qiáng)度達(dá)到 80%，且橫移完成后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)；技術(shù)負(fù)責(zé)人在出運(yùn)前應(yīng)對(duì)參加出運(yùn)的所有作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底；安全員在出運(yùn)前應(yīng)對(duì)參加出運(yùn)的所有作業(yè)人員進(jìn)行安全培訓(xùn)。4.2.1.2. 出運(yùn)前準(zhǔn)備：出運(yùn)時(shí)間選擇根據(jù)施工計(jì)劃確定移運(yùn)時(shí)間；根據(jù)實(shí)際潮水水位情況，決定沉箱上浮船塢時(shí)間。出運(yùn)前檢查檢查沉箱內(nèi)腔是否有積水，若有積水必須把水抽干方能出運(yùn)。對(duì)牽引系統(tǒng)中的卷揚(yáng)機(jī)、鋼絲繩、滑輪組、導(dǎo)向輪及其卸扣、繩卡等，應(yīng)逐 項(xiàng)認(rèn)真檢查運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常、轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活、鋼絲繩是否纏繞，并排除一切隱患。檢查空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，檢查氣囊充氣各管件、閥門、壓力表是否完好，是否漏氣；各地錨、卸扣是否磨損，是否超負(fù)荷；備用空壓機(jī)、備用電源處于良好狀態(tài)。檢查沉箱檢查沉箱底部有無棱角突出，有則先清除。清理通道、場(chǎng)地平整清理通道上一切尖銳物、石頭及障礙物，并對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平。連接牽引后溜沉箱鋼絲繩在預(yù)留牽引后溜孔處插上直徑 140mm 的插銷，套上牽引及后溜鋼絲繩。擺氣囊第 17 頁工字鋼及鋼墊板抽完后，進(jìn)行氣囊擺放工作，每個(gè)氣囊的軸線與移運(yùn)方向垂直，沉箱邊用紅漆標(biāo)上氣囊就位線和枕木安放線，以便氣囊迅速就位。氣囊露出沉箱兩側(cè)長(zhǎng)度相等?？諌簷C(jī)及管路系統(tǒng)就位備用。4.2.2. 沉箱頂升系牽引及溜尾鋼絲繩將牽引和溜尾卷揚(yáng)機(jī)動(dòng)滑輪組與沉箱插銷系好，并啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)使各鋼絲繩處于受力狀態(tài)，然后稍微放松，放松程度以使氣囊充氣頂升沉箱至運(yùn)行高度時(shí)不致受限制進(jìn)行控制（宜在充氣頂升過程中進(jìn)行調(diào)整） 。氣囊初充氣初充：連接空氣壓縮機(jī)與氣囊之間的氣管，連接妥當(dāng)并檢查氣壓表是否正常后充氣，對(duì)氣囊充氣時(shí)應(yīng)均勻、緩慢，觀察氣壓表讀數(shù)，初次氣囊充氣壓力控制在 0.10.12Mpa 停止充氣。這時(shí)氣囊與底模共同承受沉箱重量。繼續(xù)充氣：將沉箱頂升至運(yùn)行高度 0.4m，繼續(xù)對(duì)氣囊充氣并應(yīng)對(duì)稱、緩慢進(jìn)行（由閥門控制） ，氣囊氣壓值控制在 0.35Mpa。原則上要讓沉箱下各氣囊高度一致，并使沉箱處于直立狀態(tài)，沉箱底面完全脫離支承混凝土。實(shí)施時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)氣囊壓力值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使之滿足運(yùn)行要求。拖出支承工字鋼把支承工字鋼拆除并拖出，順直拖出支承工字鋼，防止支承工字鋼刮傷氣囊，同時(shí)派專人觀察各氣囊氣壓值，發(fā)現(xiàn)異常，立即采取措施解決。支承工字鋼完全離開沉箱底部后，對(duì)沉箱底部再次檢查有無棱角突出，檢查正常后進(jìn)入沉箱移運(yùn)準(zhǔn)備階段。4.2.3. 沉箱前移調(diào)整氣囊至運(yùn)行高度、沉箱準(zhǔn)備前移，檢查與調(diào)整各氣囊的壓力，使氣囊高度一致?，F(xiàn)場(chǎng)指揮檢查各項(xiàng)準(zhǔn)備工作無誤后，下令啟動(dòng)牽引卷揚(yáng)機(jī)組，拉緊牽引鋼絲繩，沉箱處于移運(yùn)臨界狀態(tài)時(shí)，暫停牽引，再次檢查觀察鋼絲繩張緊程度，各滑輪組、導(dǎo)向輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，氣囊及沉箱平穩(wěn)情況，同時(shí)啟動(dòng)溜尾卷揚(yáng)機(jī)組，使溜尾鋼繩稍處于松弛狀態(tài)。當(dāng)一切處于正常狀態(tài)時(shí)，指揮員才第 18 頁指令拉動(dòng)沉箱緩慢向前移動(dòng)。移運(yùn)時(shí)，注意觀察沉箱平穩(wěn)和移動(dòng)情況，同時(shí)注意氣囊滾動(dòng)和壓力情況，通過調(diào)整氣壓使各氣囊高度一致。運(yùn)行中，溜尾鋼絲繩跟進(jìn)，既不與牽引鋼絲繩抗衡，又能限制沉箱前傾。沉箱前進(jìn)時(shí)要隨時(shí)注意沉箱的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)走偏時(shí)及時(shí)采用合適的糾偏措施進(jìn)行糾偏。在沉箱移動(dòng)過程中，如發(fā)現(xiàn)氣囊漏氣導(dǎo)致影響出運(yùn)時(shí)，必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充充氣，必要時(shí)更換氣囊。（1）移運(yùn)中氣囊交替當(dāng)沉箱前移方向端部至第一根氣囊囊咀中心，擺進(jìn)氣囊并進(jìn)行充氣，注意充氣時(shí)氣囊一定要全部張開并達(dá)到一定的氣壓后再啟動(dòng)運(yùn)行。沉箱前進(jìn)方向始終保持 3 根待工作氣囊。在牽引移動(dòng)過程中，讓沉箱的重心線與出運(yùn)通道中心線一致，當(dāng)出現(xiàn)沉箱走偏時(shí)，必須糾偏；糾偏時(shí)，可結(jié)合新擺放進(jìn)沉箱底部的氣囊斜擺一小角度來進(jìn)行（與走偏方向相反） 。注意糾偏不能過急，以防走“之”字形。當(dāng)沉箱后面的氣囊逐漸接近沉箱尾部（按移動(dòng)方向）時(shí)，打開排氣閥逐漸排氣，最后才快速放氣（應(yīng)在氣囊露出沉箱尾部一半之前） ，氣囊放氣過程中要盡量使沉箱處于直立狀態(tài)。氣囊放氣完畢后將氣囊搬運(yùn)到沉箱前面預(yù)定位置備用，如此重復(fù)直到沉箱移至指定位置。（2）斜坡段前移當(dāng)沉箱移至出運(yùn)通道斜坡段時(shí)，沉箱行走至斜坡段后，不再通過牽引使沉箱前行，通過其自重引起的沿斜坡方向的分項(xiàng)力前移，通過后遛滑輪組控制沉箱前移速度，同時(shí)要注意溜尾卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩受力情況，使系統(tǒng)同步運(yùn)行，確保沉箱平穩(wěn)移動(dòng)，盡量做到受力均勻。沉使沉箱緩慢沿出運(yùn)斜坡前移，箱前后方向高度要保持盡量接近，嚴(yán)禁利用自然斜坡滑行。在斜坡段更換或接長(zhǎng)鋼絲繩時(shí)，在沉箱前面底部有用枕木支墊，防止因意外時(shí)沉箱向前滑移，絕對(duì)不允許同時(shí)對(duì)兩部溜尾卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩進(jìn)行更換或接長(zhǎng)。當(dāng)沉箱行至出運(yùn)碼頭水平部分后，停止前移，改用浮船塢牽引系統(tǒng)進(jìn)行下一步沉箱裝船移運(yùn)。斜坡段出運(yùn)沉箱示意圖如下：第 19 頁如圖所示，斜坡段坡度為 3，沉箱水平分項(xiàng)力 F1=sin3G=152t。 （考慮沉箱內(nèi)殘留混凝土渣與積水，沉箱重量 G 取 2900t） ，豎向分項(xiàng)力 F2=cos3G=2896t，摩擦系數(shù)取 0.05，摩擦力 f=0.05F2=144.8tF1,因此后遛滑輪組系統(tǒng)可控制沉箱前移速度，使其緩慢前移。（3）沉箱糾偏縱移時(shí)，將采取如下糾偏措施：將氣囊擺放與橫軸線（垂直通道縱軸線）形成一個(gè)偏角。即將后壁方向的氣囊囊頭向后擺一定距離，具體根據(jù)實(shí)際操作結(jié)合糾偏時(shí)通過實(shí)驗(yàn)獲得。通過控制卷揚(yáng)機(jī)強(qiáng)制糾偏，但必須注意各鋼絲繩受力情況，本措施在斜坡段必須慎重使用?？v移通道特別是碼頭混凝土面，宜在氣囊囊頭（前趾方向）經(jīng)過的地方鋪設(shè)細(xì)砂。4.2.4. 沉箱上駁4.2.4.1. 沉箱上駁平面布置浮船塢通過出運(yùn)碼頭前沿的搭接段與出運(yùn)碼頭相連，在船尾拋設(shè)八字尾錨定位，在船頭設(shè)兩條錨纜，系在出運(yùn)碼頭埋設(shè)好的兩邊地錨上，通過收緊錨纜即可將浮船塢固定位置，調(diào)整兩邊錨纜可對(duì)浮船塢的位置進(jìn)行微調(diào)。沉箱上駁時(shí)，牽引卷揚(yáng)機(jī)采用船尾兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行，通過滑輪組進(jìn)行牽引。沉箱搭駁平面布置圖如下：第 20 頁浮船塢搭駁平面布置圖4.2.4.2. 沉箱上駁潮位選擇從浮船塢開始搭接出運(yùn)碼頭到浮船塢離泊，沉箱上駁過程約需 3-4 小時(shí)，且需要根據(jù)潮水漲速進(jìn)行控制，因此需要判斷出能夠進(jìn)行沉箱上駁施工的潮位。為保證沉箱上駁后，船體能夠正常起浮離開出運(yùn)碼頭搭接端，當(dāng)天最高潮位必須滿足如下要求：潮位 d=（G 船 +G 箱 ）/（52*32）+（5.05-3.6）G 船 為船自重 2330t，G 箱 為沉箱重量，取 2900t，因此潮位 d=4.59，即當(dāng)天最高潮位必須高于 4.59m 才能進(jìn)行沉箱上駁施工。浮船塢搭駁時(shí)，潮位必須達(dá)到一定高度，以保證浮船塢的搭接端底面標(biāo)高能夠高于出運(yùn)碼頭搭接端，即潮位 dG 船 /（52*32）+（5.05-3.6）=2.85m。即沉箱上駁的潮位應(yīng)選擇在當(dāng)天最大潮位高于 4.59m，實(shí)際潮位大于 2.85m時(shí)開始施工。4.2.4.3. 浮船塢就位漲潮過程中，在潮位達(dá)到 2.85m 時(shí)，浮船塢可靠近出運(yùn)碼頭，將搭接端跨上碼頭搭接部位，收緊錨纜，調(diào)整浮船塢位置，使其中心正對(duì)沉箱中心，浮船塢隨潮水的上漲加水壓載，保持浮船塢甲板面與出運(yùn)碼頭平。抓緊時(shí)間搬運(yùn)氣囊上駁，安放碼頭與浮船塢搭接板的過渡木板，浮船塢卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)與沉箱的牽引進(jìn)行連接。浮船塢在沉箱上駁過程中需持續(xù)調(diào)節(jié)壓載水，使浮船塢前后左右基本相平。該過程約需 1 小時(shí)。第 21 頁浮船塢就位后安排人員提前擺好沉箱前移的氣囊，并在浮船塢上噴出沉箱的行走位置截止線，以及沉箱的兩側(cè)邊線，保證沉箱行走到位后，其重心與浮船塢重心基本重合，從而保證浮船塢的穩(wěn)定。4.2.4.4. 沉箱上駁牽引沉箱上駁過程需要根據(jù)潮水漲落情況進(jìn)行，在沉箱上駁過程中，浮船塢承重吃水逐漸加大，為減少浮船塢對(duì)出運(yùn)碼頭搭接段的壓力，需要在漲潮過程中進(jìn)行施工，隨著潮水的上漲，浮船塢吃水逐漸加深，浮力增大，同時(shí)出運(yùn)碼頭承受壓力減少。沉箱出運(yùn)平面圖：?jiǎn)?dòng)浮船塢上的卷揚(yáng)機(jī)牽引系統(tǒng)，牽引鋼絲繩和帶動(dòng)沉箱及時(shí)上駁，當(dāng)沉箱底部的第一排氣囊上到浮船塢上時(shí)，浮船塢前艙開始排水，排水量以船艉不高于船艏 30cm 進(jìn)行控制，直到沉箱到達(dá)浮船塢中心處，沉箱距離中心偏差前后不超過 0.2m，左右不超過 0.2m，以保證浮船塢前后左右壓載水平衡。沉箱上駁過程中應(yīng)同時(shí)帶好后遛鋼絲繩和，在沉箱前移上駁過程中，同時(shí)慢慢松后遛鋼絲繩和，并保證后遛鋼絲繩和持續(xù)受力，后遛鋼絲繩和不得處于松弛狀態(tài)，浮船塢的卷揚(yáng)機(jī)牽引鋼絲繩和帶動(dòng)沉箱緩慢前移。在沉箱牽引到碼頭上上駁前，觀測(cè)一下沉箱與船塢各自中心線是否對(duì)齊，第 22 頁如未對(duì)齊，應(yīng)通過調(diào)整沉箱走向或絞、松浮船塢錨纜，使浮船塢左右擺動(dòng)，使之與沉箱對(duì)齊，偏差不超過 0.2m。對(duì)齊后，浮船塢的卷揚(yáng)機(jī)牽引鋼絲繩和帶動(dòng)沉箱緩慢前移，直至沉箱完全上駁，中心偏差前后不超過 0.2m。沉箱上駁過程需嚴(yán)格計(jì)算潮位控制表，必須在潮位足夠的情況下才能行走氣囊的，若潮水漲速較慢，必須等待潮水上漲到位后才能繼續(xù)行走。該過程約需 1 小時(shí)。沉箱上駁過程受力計(jì)算詳見第 7 節(jié)：沉箱安裝相關(guān)計(jì)算。4.2.4.5. 沉箱支墊沉箱到浮船塢中心位置后，按陸上支墊方法在氣囊空檔處用枕木墊滿底座，再將沉箱前排和后排的氣囊放氣，抽出氣囊，增加支墊再次墊滿底座，全部氣囊放氣，待沉箱坐落在枕木上，解除牽引及后溜系統(tǒng)，將氣囊、卡環(huán)、鋼絲繩等工具從浮船塢上撤回下一個(gè)待安裝沉箱上。用于支墊沉箱的枕木全部設(shè)有馬丁，采用 1cm 直徑鋼絲繩將枕木串聯(lián)為整體后，鎖定在浮船塢甲板面定好的拉環(huán)上。該過程約需 1 小時(shí)。4.2.5. 浮船塢離泊與拖航沉箱上駁完成后，隨著潮水的上漲，浮船塢起浮，離開出運(yùn)碼頭搭接部位，若潮水漲速較慢，可排空浮船塢內(nèi)的壓載水，使浮船塢離開出運(yùn)碼頭搭接部位。此時(shí)浮船塢通過絞錨漸漸遠(yuǎn)離出運(yùn)碼頭，同時(shí)解開出運(yùn)碼頭的兩條纜繩，拖輪靠近浮船塢系好拖航錨纜后即可開始拖航。浮船塢的拖航由一艘 3000 匹拖輪完成，單程拖航距離約 10km，拖航速度為 2 節(jié)，拖航時(shí)間約為：T=10km/(2 節(jié)*1.8km/節(jié))=2.8 小時(shí)，拖航路線示意圖如下：第 23 頁4.2.6. 沉箱安裝平面布置與安裝順序沉箱安裝的平面布置要綜合考慮浮船塢的下潛及拋錨位置，安裝方駁的移位及拋錨位置，以及沉箱出塢的方向，整個(gè)安裝施工占用水域較廣，船舶相互之間的錨纜存在部分交叉布置，合理布置施工船位，安排好各個(gè)工序的銜接，才能保證沉箱安裝過程的順利進(jìn)行。沉箱安裝相關(guān)船舶布置平面示意圖如下：碼頭位預(yù)制廠第 24 頁 沉箱安裝施工順序如下圖所示：安裝方向Comment A1: 第 25頁說明：1、沉箱安裝與 5#泊位已建沉箱交接第一個(gè)開始，依次向后安裝。4.2.7.下潛區(qū)的選擇根據(jù)沉箱浮游穩(wěn)定特性，沉箱吃水達(dá)到 11.357m，浮船塢型深 3.6m，沉箱支墊木高 0.4m，因此浮船塢需吃水 15.357m方能起浮，浮船塢下潛區(qū)需預(yù)留0.5m富余深度。本工程設(shè)計(jì)低水位為+1.13m，沉箱下潛潮位選擇在+2.00m 以上，因此下潛區(qū)標(biāo)高應(yīng)在-13.357m 以下。目前本工程從碼頭前沿線往外 100m范圍內(nèi)的港區(qū)及調(diào)頭區(qū)已基本開挖至-13.357m以下，因此下潛區(qū)選擇在該范圍內(nèi)即可滿足施工需要，保證下潛施工安全，無需另行開挖下潛區(qū)。下潛區(qū)選擇如下圖：4.2.8.沉箱圍捆浮船塢拖運(yùn)沉箱至碼頭現(xiàn)場(chǎng)拋錨就位后，需要對(duì)沉箱進(jìn)行圍捆，以便浮游后對(duì)沉箱進(jìn)行固定，使沉箱緩慢前行至安裝方駁，進(jìn)行圍捆。采用兩道加固方法。第一，先用尼龍纜將沉箱四角