第 18 卷 第 3 期 2018 年 3 月
中国水运 China Water Transport
Vol.18 March
No.3 2018
大型沉箱出运及安装施工关键技术
温文峰 1，杨文忠 2，严志娟 3
（
摘 要：结合某重力式码头工程 3,000t 级沉箱的出运及安装工程实例，介绍了大型沉箱的陆上平移、装驳及水上
关键词：沉箱；出运；半潜驳；装驳；安装
中图分类号：U655.54
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2018）03-0165-03
引言 沉箱结构的水上工作量小、施工速度快、整体稳定性好， 被广泛应用于码头、桥梁等工程[1，2]。随着我国码头泊位的 大型化发展，大型沉箱越来越多地被采用， 其相应的出运、 安装工艺也不断地创新与改进。 结合某重力式码头 3,000t 级沉箱的出运及安装工程实 例，介绍了大型沉箱的陆上出运、装驳及水上安装施工工艺， 并对实施过程中的操作要点及注意事项进行了总结，为类似 工程提供借鉴。 一、工程概况 某电厂 15 万 t 级煤码头工程采用重力墩式透空结构，码 头泊位长 280m，码头面宽 26.5m，上部结构采用预应力 T 梁，轨道梁为钢箱梁，重力墩采用沉箱结构，沉箱尺寸为长 ×宽×高＝13.5m×26.5m×20.8m，前后址各长 1m，共 9 个沉箱，单个沉箱砼方量为 1,218m3，砼强度等级为 C40， 单个沉箱重 3,084t。 沉箱施工方案如下：沉箱选择在现场分层预制，预制工 艺采用龙门吊结合混凝土汽车泵工艺，采用 25 号工字钢作 底模支架，工字钢间充填砂，并振捣密实，砂上铺设夹板作 底模，沉箱采用气囊陆上搬运，3,000t 半潜驳海上装运，安 装采用灌水沉放结合 300t 起重船吊装法施工。沉箱出运及 安装工艺流程如图 1 所示。 二、沉箱陆上平移 气囊搬运技术具有场地及设备要求低、安全、经济等众 多优点，在大型预制构件的陆上搬运中运应用广泛[3，4]。本 项目沉箱陆上平移采用 3 条 11m 长的高压气囊及 11 条 13.5m 长的超高压气囊作为出运气囊，出运过程中沉箱底摆 放 12 条气囊，气囊参数如表 1 所示。 沉箱陆上气囊平移的工艺为：在沉箱混凝土强度达到设 计要求后，及时掏出底模支垫（工字钢）间的回填砂，并在
支垫的间隔槽内穿设气囊，气囊充气顶升沉箱后抽出底模支 垫，然后利用前方牵引系统牵引沉箱向临时出运码头移动。
表 1 出运气囊参数
气囊类型 直径 d （m）
许用压力 （MPa）
工作高度 （cm）
工作压力 （MPa）
单条承载力 （KN）
高压
1.0
0.2
28
0.15
1,650
超高压ห้องสมุดไป่ตู้
1.0
0.3
28
0.20
2794
安装的施工方案，并对施工过程中的注意事项和质量控制要点进行了详细的阐述。沉箱装驳、浮游及水上定位等是
出运和安装的关键环节，其方案制定综合考虑了各种影响因素及可能存在的风险，采取了应对措施，并在实施过程
中进行了严格的把控，顺利完成了该工程 9 个 3,000t 级沉箱的出运及安装，达到了预期的质量和安全目标。
牵引系统设臵于半潜驳船上，牵引系统采用 2 台 JM-15 型卷扬机及相应的滑轮组，牵引速度控制为 2~3m/min。
图 1 沉箱出运及安装工艺流程图 三、沉箱装驳及下潜 1．半潜驳接驳 半潜驳在沉箱下水和浮运施工中均具有明显优势，半潜
收稿日期：2017-12-25 作者简介：温文峰（1980–），男，广东广州人，广东水利电力职业技术学院高级工程师，主要从事岩土及港口航道工
程方面的研究及教学工作。
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中国水运
第 18 卷
驳出运大型沉箱是港口工程施工技术的一大进步[5，6]。本工 程沉箱海上运输采用 3,000t 级半潜驳装运，半潜驳长 54m， 宽 33.6m，满载吃水 3.4m，搭板长 1.0m，宽 22m，高 1.2m， 中心区装载尺寸为 22m×30m，每次可装载 1 个沉箱。临 时出运码头前沿设臵凹槽（用于搁臵搭板），半潜驳正对出运 沉箱，通过调水使半潜驳的搭板搁臵于临时出运码头前沿的 凹槽上，并使船甲板面与出运码头面平齐。
2．沉箱装驳 沉箱采用气囊平移技术乘中高潮位装驳，装驳时通过调 节半潜驳压载水，使甲板面与码头面始终保持水平。为防止 沉箱平移装驳时出现前冲与滑移，在平移过程中尽可能使沉 箱处于微爬坡状态。为防止沉箱起浮时出现转动或漂浮，在 沉箱的四角设臵了拉环与系缆，沉箱到位后，缆绳系挂在四 角的浮柱上。 沉箱装驳操作要点如下： （1）大型沉箱装驳时，易出现半潜驳的调水速度跟不上 加载速度，发生纵倾，在有正面涌浪影响与或潮位偏低时， 需防止前气囊滑出与后气囊弹出所产生的前冲力，此时应设 臵倒拉地锚，涌浪较大时应暂停装驳作业。半潜驳的抽水调 平应严格按计算的各舱抽水量进行，既要控制抽水过快，也 需防止过慢，必要时可适当调节沉箱的装驳平移速度，增加 半潜驳的调水时间。 （2）搭板搁臵处的处理。在搭板搁臵处的码头凹槽面上 设臵简易调平的钢轨支垫，在钢轨下设臵橡胶垫板，以消除 半潜驳侧向摇晃时在搭板的一侧产生局部应力集中。另外， 钢轨面与搭板接触面的摩擦系数较小，在潮差与涌浪影响下， 容易产生相对滑动甚至滑脱，因此相应的系泊地锚拉力要足 够大，系泊钢缆应收紧。此外，若搭板出现滑脱，可能导致 钢缆绷断，因此应引起高度重视，采取必要的防滑脱措施， 或适当减少钢轨面的净高，使搭板出现滑脱时，移动距离在 钢丝缆绳的伸长值以内。 （3）沉箱上驳落枕，其前后趾的两边侧位不宜放臵枕木， 防止高差引起枕木支垫力的不均，导致壁板与前后趾连接处 的外缘出现应力集中，引起混凝土开裂。 （4）半潜驳甲板表面比较光滑，而且在施工中甲板易受 油污与浮泥污染，使得气囊与甲板面的摩擦系数明显减小， 气囊极易出现打滑及扭结现象，从而增加平移的难度，因此 应在每次沉箱出驳后冲洗甲板。 3．下潜与出驳 沉箱驳运至指定位臵后，半潜驳下潜，沉箱出驳。下潜 前的准备工作主要有：下潜坑的开挖与验收，沉箱安装进出 航道的开挖与扫浅，沉箱浮游稳定计算，沉箱四角标示水尺。 半潜驳的下潜定位采用 GPS 移动站定位，半潜驳下潜的同时 进行沉箱的分格仓灌水，满足沉箱压水要求后，继续下潜， 以满足起重船的起吊高度与跨度要求，在挂好起重吊索后再 次下潜，直至沉箱起浮，此时及时进行沉箱四角拉绳的收放， 控制沉箱的转动与漂移，减少沉箱的碰撞，使沉箱在起重船