沉箱出運以及安裝過程的施工質量控制

盧新露

摘要：重力式碼頭沉箱具有操作性強、整體穩定性高、耐久性高與施工進度快等優點，在水工建筑中廣泛應用。沉箱的出運和安裝質量直接影響重力式碼頭主體的施工質量和耐久性，本文以三航局在阿爾及利亞奧蘭港集裝箱碼頭工程項目為例探討了沉箱出運與安裝過程中的質量控制措施。

關鍵詞：重力式碼頭沉箱；出運；安裝

沉箱是重力式碼頭中常用的結構形式，一般沉箱多數在專業預制場預制，由滑道小車滑入海中浮運或由軌道橫移至潛水駁浮運。在目前水工工程建設中，外海施工工程增多，重力式碼頭的沉箱尺寸明顯加大。預制沉箱的預制質量、出運安裝問題，較難解決。

一、工程概況

1、對奧蘭港Skikda港池進行圍海造陸，用42個共計640米長的圓柱式沉箱改造現有的結構，達到擴大現有碼頭的目的。沉箱體積為Φ15.0m×15.8m，重量為1300t。

2、建設一座500m長的斜坡拋石消浪堤和一個約112米長由7個圓柱體的沉箱組成的沉箱結構的護岸。

3、對約510m長的Tessala防波堤采用拋投預制的塊體方式進行加固。堤頭上部為現澆混凝土沉箱擋土墻結構。

二、沉箱出運施工質量控制

（一）沉箱浮游穩定設計

因為本工程沉箱為異型沉箱，沉箱浮游穩定計算結果不穩定，即沉箱不能起浮，一般施工考慮加水來保證沉箱浮游穩定，根據計算加水浮游穩定后，沉箱吃水在7米以上，沉箱在半潛駁內不能起浮，為了減少沉箱浮游穩定時的吃水，我們考慮在沉箱單側用砼塊加載，沉箱在浮運時要在沉箱單側加載30T，以保持沉箱平衡及浮游穩定，此時沉箱吃水6.4米。

（二）出運條件及布署

由于地中海氣候條件穩定，奧蘭港沒有國內的潮差情況出現并且港區內浪涌較小，故直接在出運軌道上考慮在出運碼頭前沿處設置兩臺10T卷揚機，配合半淺駁上兩臺同一軌道上的卷揚機（35T）。

（三）沉箱出運準備

制作鋼木結構施工平臺及施索掛藍，要求能承受2kN/m2施工荷載，可作整體安放設計，數量2套。以方便施工人員施索及沉箱出運。四角設ф30圓鋼拉環，用于系帶風纜。沉箱內外用油漆刻畫水尺。爬梯19只，每個沉箱外側掛一只，以供施工人員上下預制5T砼塊12塊，保證沉箱壓載。

（四）沉箱頂升

沉箱位移方向前用一部35噸卷揚機牽引，其后用兩部10噸卷揚機制動?？赏ㄟ^調整氣囊氣壓來達到沉箱啟動時牽引力減少和制動的要求。位移中減小氣壓，即可增加滾動阻力，實現減速；在沉箱前擺放充氣的氣囊也可達到制動的目的。

（五）沉箱水平縱移

1、氣囊就位充氣

（1）高壓水清理沉箱底部、周圍的雜物，檢查沉箱底部有無漏漿、尖銳突起、底部邊緣有無棱角、氣囊有無損傷，送氣管路暢通；

（2）檢查牽引卷揚機和制動卷揚機工作狀態正常，滑輪組、鋼絲繩等機具符合規定；準備好氣囊；

（3）在沉箱上距底部約80cm高處捆綁直徑與牽引力相匹配的一條鋼絲繩，鋼絲繩的兩個頭與φ43（6*37）牽引鋼絲繩用卡環連接，牽引鋼絲繩定滑輪與地錨連接，開啟牽引和制動卷揚機使鋼絲繩稍稍拉緊；

（4）按預定位置在沉箱底部穿入氣囊，氣囊軸線應垂直于沉箱移動方向，5條氣囊擺放應盡量平行，以保證沉箱水平位移時不跑偏，在沉箱前方擺放4條同規格的接應氣囊；

（5）氣囊充氣，充氣時要循序漸進，注意5條氣囊的氣壓均衡，頂升穩后，撤出支墊枕木。

2、沉箱水平位移到出運碼頭前沿

（1）在沉箱前面按預定位置擺放好接應氣囊；

（2）先開動制動卷揚機放松牽制鋼絲繩，再開動牽引卷揚機，要注意各卷揚機同步、協調，要嚴格控制沉箱的行進速度；

（3）沉箱后端的氣囊滾動到臨近沉箱邊緣時應迅速放氣，嚴禁氣囊帶氣壓蹦出來；

（4）沉箱前部接近沉箱底部的氣囊迅速充氣，當沉箱底部完全壓在前端氣囊上時，該氣囊的氣壓應達到與其他氣囊相同的氣壓；

（5）將沉箱后面的氣囊搬運到前面并按規定擺放；

（6）沉箱到達預定位置后，再把沉箱底部按預定位置擺放枕木，各個氣囊緩慢放氣，使沉箱平穩地坐落在枕木上；

（7）待氣囊完全排氣后，抽出氣囊；

（8）解開沉箱上的卸扣，各卷揚機收好鋼絲繩。

三、沉箱安裝過程的施工質量控制

（一）第一件沉箱安裝

安裝前，檢查基床整平面有無擾動或障礙物；檢查沉箱底有無粘底及其清除情況，如有將采取處理措施。第一件沉箱要求精度較高，沉箱安裝采用300t起重船輔助定位，沉箱灌水下沉落床的施工工藝。半潛駁壓水下潛同時用水泵向沉箱內灌水，使得沉箱同時進水下沉。根據之前的計算，當半潛駁下潛至水深約17m左右時，沉箱達到浮游穩定（G型沉箱內水深約為3m～4.8m），此時關閉水泵停止灌水，沉箱不再下沉從而與半潛駁脫離，沉箱脫駁離開后，用拖輪將300t起重船和沉箱一起拖至安裝現場附近（防波堤掩護范圍內風浪較小的地方），拖運過程中用鋼絲繩使沉箱與起重船船頭貼緊，連接成一體，并加墊橡膠輪胎，避免起重船與沉箱之間發生碰撞，造成沉箱崩角損壞；然后將起重船的錨拋好，起重船的錨位要選擇在合適的地點，要便于起重船輔助安裝定位。起重船采取船尾頂風頂浪，船頭對準待安裝的基床的方向駐位，使得起重船抵消一部分風浪對沉箱安裝的影響；最后通過起重船收放錨纜，將起重船和沉箱一起移運至安裝現場，進行安裝。

起重船和沉箱一起移運至安裝現場后，打開水泵，沉箱灌水緩慢下沉，下沉的同時，放松起重船吊索鋼絲繩。當沉箱下沉至距基床頂面約50cm時，停止灌水，調整沉箱前后平衡后，開始沉箱精確定位。安裝時，測量采取雙控的手段，一是準備2套GPS在沉箱上做點進行控制；二是利用全站儀在沉箱上做點，在老碼頭的控制點進行測量。之所以采用雙控手段是由于老碼頭在有船舶?？康臅r候會阻礙全站儀的測量。

（二）第二個沉箱安裝

第二個沉箱安裝時采用第一個沉箱作為依托進行安裝，定位方駁駐位于待安沉箱一側，按照安裝要求將船艏或船艉的錨纜放長，以便與避讓已經安裝好的沉箱，使待安沉箱順利頂靠方駁。沉箱與沉箱，沉箱與方駁的帶纜方式，纜繩通帶完成后打開注水閥門并目測調平沉箱，當沉箱底距基床還有60cm時關閉注水閥門，進行精準定位。通過測量報數，一人負責指揮收緊和放松纜繩，一人負責指揮打開和關閉注水閥門，兩沉箱間通過硬木控制縫寬，經過反復調整，最終使沉箱平穩的沉放到正確的位置。

沉箱安裝后，應派潛水員下水檢查沉箱安裝誤差，與基床面的接觸是否吻合，與相隔沉箱的底縫寬、錯牙情況。在安裝穩定后，應重新測量檢查，重新安裝直到達標，否則將會出現嚴重的累計超差。

四、結束語

采用上述質量控制措施，成功的出運沉箱，且在出運過程中無沉箱質量、安全事故發生，對駁船體也未造成任何影響。說明該工藝施工效率高，同時施工安全、可靠。

參考文獻

[1]黃金龍.沉箱出運安裝的安全控制研究[D].水利工程：天津大學，2013.

[2]劉剛唐，亮林偉.外埠地區新建沉箱預制場情況下沉箱出運、拖運及安裝[J].黑龍江科技信息，2015年17期.