沉箱横移上驳专项施工方案优秀工程方案Word文档下载推荐.docx
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宽为19.18×
13米,选用长度为19.8米和13米（有效长度）两种,施工过程顶升高度取430米米,工作高度取350米米.考虑出运过程中气囊转换时采用800×
400×
300米米（L×
B×
H）垫木,所以气囊净距取0.56米以保证转换气囊时垫木顺利插入.
气囊工作的相关数据按如下公式计算:
单个气囊承压面宽度:
B=п（D-H）/2
气囊承压面积:
S=n×
L=nпL（D-H）/2
气囊气压:
P=Q/S=2Q/[nпL（D-H）/2]
式中:
D———气囊直径H———气囊工作高度
L———气囊有效承压长度L=（L总-2）×
0.866×
D
N———气囊个数Q———构件重量
气囊净距（a）取0.56米.单个气囊占据的宽度为（a+H+B）,取1.9米.
对长度（横移）为19.18米的沉箱,重量为Q米ax=20581KN,采用10条13.6米（有效长度）长气囊进行搬运,气囊垂直沉箱横轴线布置.考虑出运过程中气囊转换时可能只有9条气囊受力.
对宽度（纵移）为13米的沉箱,重量为Q米ax=15000KN,采用7条19.8米（有效长度）长气囊搬运,气囊垂直沉箱纵轴布置.考虑出运过程中气囊转换时可能只有6条气囊受力.
根据上列计算公式,并根据各型沉箱尺寸,计算施工过程中气囊的工作参数如下表:
表3.3.8-1:
施工过程中气囊的工作参数表
型
号
工
程
量
（件）
沉箱
重量
（KN）
顶升/脱模板
拖运过程
备
注
工作
高度
H（米米）
气囊总承压面积S（米米2）
气囊
气压
P（米Pa）
P
米Pa
沉箱CX2
3
15000
430
94844018
0.158
350
108155459
0.138
横移
92058728
0.163
104979251
0.142
纵移
沉箱CX1
44
20581
109591318
0.188
124972556
0.165
106368044
0.193
121296892
0.170
从上述计算结果可见,气囊各工作阶段的气压均小于其正常使用许用压力值0.30米pa,可以满足本工程施工要求.
垫木的横纹受压强度验算:
考虑出运过程中气囊转换时采用800×
H）垫木,垫木横移方向为16个,纵移方向为20个,共36个（每个垫木下面支垫30米米厚、1米×
1米钢板）.考虑沉箱横移至出运通道时受气囊影响,垫木实际位置为每个方向减少4个,计算时按32个进行计算.
单个垫木的承压面积S=800×
400=320000米米2
沉箱重量为Q米ax=20581KN=20581000N
P=Q米ax/S=20581000/（320000*32）=2.010米pa
杂木的横纹承压P取3.6米pa
安全系数:
a=3.6/2.010=1.79
经过计算采用32块垫木能够承受沉箱重量.
5、设备选型及场区内布置
沉箱搬运设备分供气系统及牵引系统.
供气系统采用集中供气体系,供气系统由2套10米3空压机组及各自配套的高压气管、气阀组成,高压气管沿沉箱预制场及出运码头轴线两测对称布置,固定部分采用φ48米米钢管,每6米设置一个供气阀;
加气时从供气阀用高软压管气囊.
在预制场地、出运码头前沿上各配备2套75t牵引系统,主要包括10t卷扬机、75t地牛、2个75t定滑轮组2个75t动滑轮组;
分别负责沉箱在预制区、出运码头段、由码头上半潜驳段的牵引.牵引力一般约为构件重量的5%,本工程所须最大牵引力为102.9t,施工过程采用4套牵引系统同时进行,前进速度按1.5米/米in进行控制,预制区内配备6台10t卷扬机供沉箱横移使用.
在施工场地内共布置20个75t地牛,预制区18个、出运码头前沿2个,所有地牛采用暗埋方式,其顶标高低于地面标高,以方便沉箱出运,在沉箱拖运至地牛位置时临时在其上铺钢板以方便气囊滚过.（详见沉箱预制场地牛平面布置图）
表3.3.8-2:
沉箱出运机械设备表
设备名称
规格或型号
数量
空压机
10米3
2套
卷扬机
10t
6台
地牛
75t
16个
定滑轮组
4组
动滑轮组
高压气囊
φ1000米米,有效长度19.8米
14条
φ1000米米,有效长度13.6米
6、沉箱移运
a、准备工作
出运时间选择
①根据施工计划确定横移和纵移时间.
②根据实际潮水水位情况,决定沉箱上半潜驳时间.
b、出运前检查
检查空压机运转是否正常,检查气囊充气各管件、阀门、压力.
①检查沉箱内腔是否有积水,若有积水超过10厘米的,必须把水抽至低于10厘米方能出运.（避免重心受积水的影响无法控制）
②对牵引系统中的卷扬机、钢丝绳、滑轮组、导向轮及其卸扣、绳卡等,应逐项认真检查运转是否正常、转动是否灵活、钢丝绳是否缠绕表是否完好.是否漏气.
③各地锚、卸扣是否磨损,是否超负荷.
④备用空压机、备用电源处于良好状态.
发现隐蔽应及时排除.
摆气囊
每个气囊的轴线与移运方向垂直,沉箱边用红漆标上气囊就位线,以便气囊迅速就位.气囊穿入时严格采用气囊夹,绳索须系于气囊夹上,严禁直接系于气囊嘴上操作.由于沉箱纵移存在偏心力,气囊采用不对称摆放.具体参见沉箱横、纵移气囊布置图.运行时应使沉箱保持尽量直立.
空压机及管路系统就位备用.
沉箱顶升
系牵引及溜尾钢丝绳
将牵引和溜尾卷扬机动滑轮组与沉箱纵移用的钢丝绳系好,并启动卷扬机使各钢丝绳处于受力状态,然后稍微放松,放松程度以使气囊充气顶升沉箱至运行高度时不致受限制进行控制（宜在充气顶升过程中进行调整）.
气囊初充气
初充:
连接空气压缩机与气囊之间的气管,连接妥当后充气,对气囊充气时应均匀、缓慢,每条气囊充气压力达到沉箱预定顶升初始压力值时,停止充气.这时气囊与底模共同承受沉箱重量.
气囊充气,将沉箱顶升至运行高度
继续对气囊充气并应对称、缓慢进行（由阀门控制）,各气囊气压值必须现场试验确定.原则上要让沉箱下各气囊高度一致,使沉箱处于直立状态,沉箱底面完全脱离支承型钢.实施时应根据实际情况对气囊压力值进行适当调整,使之满足运行及工作要求.
拖出支承型钢及底模厚木板
把支承型钢拆除并拖出,拖支承型钢过程要顺直拖出,防止支承型钢刮伤气囊,同时派专人观察各气囊气压值,发现异常,立即采取措施解决.支承型钢完全离开沉箱底部后,支垫放气、抽出气囊及底模厚木板,对沉箱底部再次检查有无棱角突出.
清理通道、场地平整
清理通道上一切尖锐物、石头及障碍物,并对场地进行整平,高差不超过±
2厘米.
系钢丝绳
用钢丝绳系好沉箱（与预先埋设的吊环连接）,调整钢丝绳长度至两侧相等,再连接牵引及溜尾钢丝绳.
c、沉箱横移
调整气囊至运行高度、沉箱横移
检查与调整各气囊的压力,使气囊高度一致.现场指挥（副指挥配合）检查各项准备工作无误后,下令启动牵引卷扬机组,拉紧牵引钢丝绳,沉箱处于移运临界状态时,暂停牵引,再次检查观察钢丝绳张紧程度,各滑轮组、导向轮的转动是否灵活,气囊及沉箱平稳情况,同时启动溜尾卷扬机组,使溜尾钢绳稍处于松弛状态.当一切处于正常状态时,指挥员才指令拉动沉箱缓慢向前移动.移运时,注意观察沉箱平稳和移动情况,同时注意气囊滚动和压力情况,通过调整气压使各气囊高度一致.运行中,溜尾钢丝绳跟进,既不与牵引钢丝绳抗衡,又能限制沉箱前倾.沉箱前进时要随时注意沉箱的运行状态,当出现走偏时及时采用合适的纠偏措施进行纠偏.
在沉箱移动过程中,如发现气囊漏气导致影响出运时,必须及时进行补充充气.必要时更换气囊.
d、移运中气囊交替
当沉箱前移方向端部至第一根气囊囊咀中心1.8～2.2米（根据实际需要确定）时,摆进气囊并进行充气,注意充气时气囊一定要全部张开并达到一定的气压（一般为0.04米Pa左右）后,再启动运行.
沉箱前进方向始终保持1～2根待工作气囊.在牵引移动过程中,当出现沉箱走偏时,必须纠偏;
纠偏时,可结合新摆放进沉箱底部的气囊斜摆一小角度来进行（与走偏方向相反）.注意纠偏不能过急,以防走“之”字形.
当沉箱后面的气囊逐渐接近沉箱尾部（按移动方向）时,打开排气阀逐渐排气,最后才快速放气（应在气囊露出沉箱尾部一半之前）,气囊放气过程中要尽量使沉箱处于直立状态.气囊放气完毕后将气囊搬运到沉箱前面预定位置备用,如此重复直到横移完成.
e、横移-纵移衔接
在沉箱横移过程中,注意调整气囊摆放距离,必要时在横移过程中遂步调整,以适应出运通道上横移-纵纵转换位处支垫的排距.并且尽量使各个气囊平行及有合适的支垫空间（特别是沉箱周围）,以保证有足够支承面积和位置.
当沉箱重心线到出运通道中轴线位附近时停止,沉箱暂时停止牵引,观察沉箱位置周围情况,对照原来确定的转换支垫位置,根据具体情况对沉箱位置做适当调整.将各气囊充气,顶升沉箱到离地面距离超过支垫高度（40厘米）5～10厘米后,根据支垫要求放置枕木,支垫枕木布置完备后,气囊缓慢排气至沉箱平稳降落在支垫上,停止排气,观察地面无明显沉降后才快速放气,抽出气囊.进入纵向移运准备工作.
f、沉箱纵移
由于沉箱纵移工作与横移工作内容基本类似,可参照横移工作进行.
g、支垫、摆气囊、系纵移钢绳
沉箱在转换位置用枕木支垫完毕后,在支垫的间隙放进纵移气囊,将牵引和溜尾卷扬机动滑轮组与沉箱围捆钢丝绳系好,并启动卷扬机使各钢丝绳处于受力状态,然后稍微放松,放松程度以使气囊充气顶升沉箱至运行高度时不致受限制进行控制.（宜在充气顶升过程中进行调整）
然后将各气囊气压充至0.08～0.1米Pa,使气囊与枕木同时承受沉箱荷载.
检查卷扬机等牵引系统及相关地锚情况,确定无异常情况后将气囊压力充至运行工作压力值此时,沉箱处于运行高度.
（纵移具体操作方法和注意事项与沉箱横移基本相同）.
h、牵引与溜尾速度的协调及同步
由于纵移距离较长,应注意牵引和溜尾滑轮组及其钢丝绳是否缠绕,并及时使用转环组放气.另外根据沉箱移动的距离,及时更换长度适当的钢丝绳.纵移出运时,两个牵引卷扬机组与两个溜尾卷扬机组都要做到步骤一致.
在纵移过程中,如发现气囊漏气,以致影响出运时,必须及时补充充气或更换气囊.并且在沿途中慢慢让沉箱的重心线与出运通道中心线一致.
i、纵移—横移衔接
当沉箱移运至出运通道转角处时,由纵移转为横移,方法与横移—纵移的衔接相同.
j、斜坡段纵移
当沉箱移至出运通道斜坡段时,注意尽量控制好溜尾卷扬机与牵引卷扬机,使系统同步运行,确保沉箱平稳移动,同时要注意两部溜尾卷扬机钢丝绳受力情况,尽量做到受力均匀.沉箱前后方向高度要保持尽量接近,严禁利用自然斜坡滑行.
在斜坡段更换或接长钢丝绳时,在沉箱前面底部有用枕木支垫,防止因意外时沉箱向前滑移,绝对不允许同时对两部溜尾卷扬机的钢丝绳进行更换或接长.
7、沉箱偏心采取的技术措施及纠偏
沉箱的纵断面（13米方向）沉箱偏心,往后壁方向.必须解决沉箱偏心问题.
本方案采用气囊不对称摆放,使气囊承重中心与沉箱重心一致的办法,作为解决沉箱偏心问题的主要措施.由于气囊不对称摆放,沉箱纵移时,将造成沉箱向前及前趾方向扭转,并向前趾方向逐步走偏.横移时,将采取如下纠偏措施:
a、将气囊摆放与横轴线（垂直通道纵轴线）形成一个偏角.即将后壁方向的气囊囊头向后摆一定距离,具体根据实际操作结合纠偏时通过实验获得.
b、调整气囊横向摆放位置,使气囊充气时沉箱前趾一则比后壁略高,这时沉箱将产生轻微倾斜.
c、通过控制卷扬机强制纠偏,但必须注意各钢丝绳受力情况,本措施在斜坡段必须慎重使用,一般不推荐使用,
d、纵移通道特别是码头混凝土面,宜在气囊囊头（前趾方向）经过的地方铺设细砂.
沉箱出运工艺示意图
图:
沉箱横移气囊平面布置图
沉箱纵移气囊平面布置图
沉箱纵向出运工艺示意图
9、沉箱上半潜驳
1.南沙号半潜驳性能参数表
主尺寸L×
48×
33.5×
16.4
载重量
3613t
坞内宽
28米
甲板有效面积
1344米2
坞内深
13米
最大注水下沉时间
3.5h
空载吃水
0.72米
最大抽水上浮时间
满载吃水
3.255米
吊机
10t×
35米2台
最大下沉吃水
15.4米
发电机
125KwA2台
主水泵
900米2/h×
15米2台
辅水泵
75米2/h×
15米2台
2.出运码头断面图
3、出运码头面标高及上驳、离驳潮位选择
3.1最小理论搭接、离驳潮位计算
3.1.1南沙号搭接码头最小理论潮位H1米in计算
南沙号空载平均吃水约为1.8米,亚婆角码头沉箱出运通道码头前沿标高为+2.0米,则进入搭接前,H1米in=1.0-（3.4-1.8）=-0.6米.
即:
南沙号在亚婆角码头出运沉箱的最小理论搭接潮位为涨潮时-0.6米（2011年大亚湾潮汐表数据为+0.6米）.
3.1.2沉箱离驳最低潮位H2米in计算
沉箱重量:
2050吨,上驳后舱内残余水、调载水重量取:
850吨,船自重1216吨,预制压载块重量160吨,离开搭接码头时搭接头与橡胶垫富余高度取0.1米,沉箱上驳就位后:
排水量=2050+850+1216+160=4276吨
查看排水曲线图,平均吃水为2.8米
则H2米in=1.0-（3.4-2.8）=0.4米
得出:
离驳潮位选择:
考虑0.2米离驳潮水富余量,起浮离开搭接的最小理论潮位为0.6米（2011年大亚湾潮汐表数据为1.8米）
3.4沉箱上驳过程控制
南沙号在+0.1米潮位搭接码头后,根据以往施工经验,大约需要1～1.5小时才能做好沉箱牵引上驳的准备工作.也就是说,到第一条纵移气囊上驳时,潮水将会上涨一定高度,此时南沙号上驳指挥人员应随时观测实际潮位变化、船头搭接情况及船的浮态,指挥船舶适当压水,并调平船的浮态（潮水每上涨0.1米,将对南沙号产生约160吨的浮力,）,并保持船头对橡胶压力始终控制在200~300吨左右.
在沉箱上驳过程中,搭岸接头及搭接码头的受力安全必须绝对保证,搭岸接头对码头的静水压力控制在1200吨以内.
上驳时,既要保持船的正浮浮态,又要减小搭接头受力.沉箱第一条纵移气囊一旦全部上驳,南沙号必须立即启动2台泵排水.沉箱上驳过程中要根据船舶的实际情况调节压载水及沉箱上驳速度,适时抽出压载水以抵消沉箱对船的压力.不考虑潮水的变化时,沉箱上驳速度≤0.6米/米in.
排水顺序必须从船头压载舱往船尾压载舱顺序排空各舱压载水:
NO4——NO3——NO2——NO1.
从船艏往船艉方向抽水,这样可以在调平船的浮态的前提下尽量多排出压载水,以最大限度减小搭接头受力.
注意:
沉箱上驳的整个过程,都是在控制船的基本正浮浮态的前提下（艉倾控制在0~0.1度以内）,进行船艏往船艉方向各压载舱的顺序排水作业.若在沉箱上驳中,船上水泵抽水速度不能克服沉箱上驳和潮水变化对船浮态的影响而及时地调平船的浮态,则必须放慢沉箱上驳移动速度或停止上驳等待抽水,待船调平到要求的浮态后再继续上驳.浮船坞船长（或当班指挥）在上驳过程中,必须站在船艏甲板指挥船上操作,并协助项目部沉箱牵引上驳现场指挥人员,控制沉箱上驳速度以满足船坞抽水调平要求,避免搭岸接头受力超载.
3.5沉箱离驳潮位选择及离驳过程控制
在实际作业中,根据大亚湾潮水数据,要求上驳作业当日最大潮高要大于+0.6米（2010年大亚湾潮汐表数据为1.8米）.特别强调的是+0.6只是沉箱离驳的最小理论要求潮位,实际沉箱上驳作业的离驳潮位选择应根据作业当天潮水的实际数据进行选择,选定实际作业离驳潮位时必须同时满足以下三个条件:
1、选定的实际作业离驳潮位＞+0.6（潮汐表数据）米;
2、从搭接潮位-0.6米到选定的实际作业离驳潮位的潮水上涨持续时间必须大于4小时;
3、潮水持续时间必须处于涨潮时段内;
因为亚婆角码头出运码头水域缺乏每日潮时数据供上驳作业时参考,因此必须安排专人加强上驳作业前至少1个月的潮水连续观测和数据记录,掌握潮水每小时的数据和变化规律,并在此基础上,按上面列出的三个条件,选定上驳作业当天的搭接和离驳潮位,并通知有关作业人员.
半潜驳进入出运码头,半潜驳甲板面与出运码头面调平后,在码头前沿与半潜驳甲板面相接处铺设宽1米,厚20米米的钢板.沉箱上半潜驳的牵引滑轮组安装于半潜驳上,卷扬机采用与岸上同型号同厂家的产品,使牵引和溜尾卷扬机组同步.具体操作与纵移相同.详见图:
沉箱移运上半潜驳工艺示意图.
沉箱通过气囊滚动方式移动到半潜驳甲板上装载区,沉箱与甲板之间用300米米×
300米米的枕木支垫,枕木要尽可能的多,以增大半潜驳甲板的受力面积,为操作方便,每载枕木长度控制在1.5米左右,填满相邻气囊之间的空档.
沉箱在甲板上的放置位置必需是沉箱中心线与半潜驳甲板装载区中心线对齐,误差范围控制在0.5米之内,半潜驳的装载区为甲板上黄线标出的区域.
4、上驳施工过程简述
（一）准备工作
1、多观察掌握实际潮水规律.
2、开工前要检查出运的船舶机械、电气设备、起重设备、卷扬机、钢丝绳、地锚、托板、滑轮组、钢丝绳夹、卸扣等工具,符合要求才能使用.
3、在出运期间对出运区全面封闭,除施工人员外严禁其他人员上船,以策安全.
4、开工应检查绞缆机的冷却水,润滑油,液压油是否正常,需加油的部位要加油,检查刹车、离合器是否正常后才能启动运转使用.
5、牙口、导缆孔的滚筒、滑轮要保持转动.
6、掌握天气动态,台风前或雷雨天气不得安排作业,不得压驳.
（二）上驳操作说明
A、搭接方式
采用专用重型沉箱上驳码头,长22米,码头结构为阶梯形,搭接时半潜驳的首部搁置在工字钢上,半潜驳的甲板面与码头面平,码头与沉箱间铺厚10米米钢板,其总长度为20米,宽为1.0米.
B、半潜驳的锚位及地牛
半潜驳前部左右利用码头上的地牛系两条缆,以操控船头左右移动对齐码头前沿,船尾左右抛两门锚.
C、搭接操作
沉箱距码头前沿3米,沉箱施工预期移动速度为15～16米/小时,预期沉箱上驳总时间约为6小时（其中准备工作1.5小时,沉箱移到装载区2小时,收回工具2.5小时）.要采用半潜驳预压水,等沉箱上驳后,半潜驳抽水抵消沉箱压力来保证船头可离开码头.进入搭接前,半潜驳在距码头4米处系缆、抛锚就位,艏部压水调节艏吃水,艏吃水的多少要根据码头标高来确定.在船头持平码头面时,移船进入搭接;
搭接后艏部压载舱继续加水,以抵消船舶由于涨潮而上浮,使船头在沉箱上船前始终压住搭接钢轨.当沉箱开始上船时,半潜驳要立即开始排水,直到将所有的压载水排空.等到潮水位退至+1.1米前,半潜驳移出离开搭接口.
D、牵引沉箱上驳
半潜驳提供两台15t卷扬机通过滑轮组联接定80t、8倍率滑轮组及动滑轮组,可提供240t拉力.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50厘米）.半潜驳搭接后,将沉箱上钢丝绳扣头接到半潜驳上动滑轮组,用船上两台15t卷扬机牵引拉沉箱上驳,移动程序同纵移.注意沉箱应沿半潜驳中线移动,进入装载区域就位时横向偏移不得超过50厘米.为确保安全,在沉箱后部用岸上两台10t溜尾卷扬机,通过滑轮组联接定80t、8倍率滑轮组及动滑轮组,可提供160t拉力,当船上卷扬机有故障时,可将沉箱反拉上岸.上驳过程,半潜驳同时将压载水排空.
假如整个沉箱移到船舶上后,潮水已差不多退至离驳水位,此时,垫入沉箱前进方向第一排枕木（密布）,枕木规格:
100×
20×
35厘米,对前面两条气囊进行缓慢放气,让沉箱稍微受力在前排35厘米高的枕木上面,保持沉箱不再产生晃动.
此时,把两台溜尾卷扬机稍微受力牵紧,再和船上锚机手联系,统一指挥,半潜驳缓慢收紧尾锚并松出前锚,岸上溜尾卷扬机也缓慢松出钢丝绳,过程须密切注意沉箱支垫的枕木,让驳船离开码头3米即可.全过程由负责出运人员统一指挥.
沉箱移到半潜驳装载区就位后,在气囊间所有间隙均匀排放枕木,再同时打开各气囊气阀放气,枕木规格:
35×
100厘米.定位后要将所有枕木用马丁钉起来并用钢丝绳串起,以免下潜安装时遗失.
E、工作协调
沉箱上驳总指挥由预制厂负责,半潜驳船长作副指挥,如果施工会毁坏船舶,船长可勒令停止作业.船长指挥半潜驳移船定位及船舶压载水加停.船上提供牵引设备,项目部人员负责操作,牵引沉箱上驳并支垫枕木、回收出运工具.吊机设备也请船上提供并操作.
六、人员配备要求
工种
人数
工作内容
指挥
2
总指挥、副指挥
机械工
6
操作卷扬机4人、空压机1人,充气1人
电工
1
机械供电等
修理工
解决机械故障
普工
16
搬运、转移气囊
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