陸域預(yù)制沉箱采用半潛駁出運(yùn)下水新工藝

永泰長(zhǎng)榮

本文介紹陸域預(yù)制沉箱的一種新的出運(yùn)下水方法。該方法采用設(shè)有異型船艏的半潛駁及搭岸結(jié)構(gòu)，可使 沉箱安全、平穩(wěn)牽引上船，且無需對(duì)船體吃水進(jìn)行即時(shí)調(diào)整。該工藝投資省、投產(chǎn)快、效率高、通用性強(qiáng)，為遠(yuǎn) 離專用沉箱預(yù)制場(chǎng)的工程建設(shè)項(xiàng)目采用沉箱結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件。具有較好的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：沉箱；半潛駁：出運(yùn)下水

New  Technology  of launching  Ca  isson  s  Prefabrica  ted  on

Land Using  Sem i subm erged Barge

Abstract A  naw method of launching caisons prefabricated on land is introduced in thepaper The  sem rsubmerged barge w  ith  specal-shaped bow  and  the  structure  link  ing  up w  ith bank was used  in thismethod  The  caisonswere towed  on  barge  steadily  and  safely  and  the  draught  of barge  hull  needn't  to  adjust  timehy  The  techno  lbgy  is  of generality,save  inve  stnent,going  into  operaton  quckly  and  high   effcency  and  ereates  favours  conditons  for  the

onstruction  site  far  from  the  specialiced  caisson  prefabricating  yard  It  has  good  popularivred  value Key words  caissons   san  i-sulm  erged  barge,    lhunching

1  前言

沉箱結(jié)構(gòu)由于其整體穩(wěn)定性好，水下作業(yè)量小，施工 速度快，工程造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于碼頭、棧橋、防 波堤、海上孤立墩等海工建筑物。但由于受預(yù)制條件的限 制，通常需要在專用場(chǎng)地預(yù)制沉箱，其下水設(shè)施建設(shè)周期 長(zhǎng)，費(fèi)用高，因而在遠(yuǎn)離專用沉箱預(yù)制場(chǎng)的地區(qū)就難以采 用沉箱結(jié)構(gòu)。因此，在工程建設(shè)地點(diǎn)設(shè)置臨時(shí)預(yù)制場(chǎng)，采 用簡(jiǎn)單、方便、價(jià)廉的下水設(shè)施是長(zhǎng)期研究探討的課題。

1994年10月，為了開拓經(jīng)營(yíng)的需要，我公司正式向局 提交了“采用半潛駁運(yùn)載沉箱下水新工藝”的方案，并獲 準(zhǔn)實(shí)施。該方案系用舊方駁改造起步。1995年11月完成了 將一艘舊方駁(方駁85)改造成可出運(yùn)沉箱的半潛駁，并 進(jìn)行了空載和重載下潛試驗(yàn)。

水，至1999年2月底，已順利下水1200t沉箱47個(gè)，半 潛駁各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，采用半潛駁運(yùn)載沉箱 下水工藝實(shí)用可靠。

2 陸域預(yù)制沉箱的常用下水方法

以往陸域預(yù)制沉箱的常用下水方法主要有三種，但這

些方法若用于臨時(shí)預(yù)制場(chǎng)，則存在許多不足：

(1)斜坡滑道溜放下水

首先將沉箱牽引到臺(tái)面水平的斜架車上，然后通過卷 揚(yáng)機(jī)釋放牽引鋼絲繩，沉箱隨同斜架車在重力作用下，沿  水下滑道徐徐入水，達(dá)到一定吃水深度后，沉箱起浮下水。

這種方法需要預(yù)先建造長(zhǎng)達(dá)一百余米的水下滑道，相 應(yīng)的深水航道，以及斜架車等專用設(shè)備。投資高，施工準(zhǔn) 備期長(zhǎng)，且工程完工后水下滑道無法回收。

1998年5月半潛駁正式用于煙臺(tái)港三期工程沉箱下

(2)座底浮船塢運(yùn)載下水

首先將沉箱牽引到與岸壁連接的座底浮船塢上，浮塢 排水起浮連同沉箱一起拖至深水區(qū)駐位，浮塢注水下沉， 至一定吃水深度，沉箱起浮下水。該法需要建造堅(jiān)固的水下浮塢座底基礎(chǔ)(含基礎(chǔ)梁),基礎(chǔ)梁頂標(biāo)高的精度要求 高，以及購(gòu)置價(jià)格高昂的浮塢，設(shè)備投資高而利用率低，工 程完工后水下基礎(chǔ)也無法回收。當(dāng)岸壁前水深較深或地質(zhì) 較差時(shí)，水下基礎(chǔ)的費(fèi)用很高。特別是有現(xiàn)成岸壁可利用 時(shí)，該方法也不適宜采用。

(3)起重船吊運(yùn)下水

用起重船將沉箱從岸壁上吊起放入水中，該法需購(gòu)置 大型的起重船和建造深水港池，投資費(fèi)用高，設(shè)備利用率

低。

總之，上述方法都不能以較短的時(shí)間、較低的造價(jià)形

筑箱上組

成沉箱下水的施工能力，故不宜在遠(yuǎn)離固定沉箱預(yù)制場(chǎng)的 地區(qū)設(shè)置臨時(shí)預(yù)制場(chǎng)， 一次性建造沉箱重力式水工工程。 3 半潛駁運(yùn)載沉箱下水新工藝介紹

采用半潛駁運(yùn)載沉箱的下水新工藝，是針對(duì)已有沉箱 下水方法存在的不足，為陸域預(yù)制沉箱提供了一種通用性 強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)工程量小、投資低、施工準(zhǔn)備期短、適宜流動(dòng) 施工的下水方法。新工藝中(圖1)所用的半潛駁設(shè)有可搭 岸的、縱剖面為矩形的異型船艏，岸壁設(shè)有與之匹配的承 臺(tái)和支座。整個(gè)船體尺度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設(shè)備配置均按要求 出運(yùn)下水的最大沉箱尺寸、重量及吃水等指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

元箱下水起

圖1 沉箱下水示意圖

承臺(tái)由砼或鋼筋砼構(gòu)成。支座可用重軌、型鋼等材料制作。

陸域預(yù)制沉箱的上船及下水程序如下：

(1)半潛駁垂直靠岸，初步就位。

(2)半潛駁注水調(diào)整船舶艏艉的吃水，當(dāng)船艏高于支座 面20m  左右時(shí)，準(zhǔn)確調(diào)整船位使船與岸的臺(tái)車軌道對(duì)接， 然后注水使船艏支承于岸壁承臺(tái)支座，同時(shí)將船體調(diào)平。

(3)將運(yùn)輸臺(tái)車牽引至提前頂起的沉箱下就位，并使沉箱 坐于臺(tái)車上。用設(shè)于半潛駁上的卷揚(yáng)機(jī)通過滑輪組，將其牽引 至半潛駁船艏甲板上，并用螺栓鐵楔將臺(tái)車與船體固定。

(4)調(diào)整壓載艙內(nèi)的壓載水，使艏部離開臺(tái)座，船舶離岸， 然后拖運(yùn)至選定的下潛水域。該水域應(yīng)有足夠的水深，海底應(yīng) 較平整。水深不足時(shí)可適當(dāng)挖泥并拋砂墊層找平。

(5)按半潛駁下潛程序要求向壓載艙注水，使船體傾斜 下水至沉箱達(dá)到起浮吃水要求時(shí)，沉箱與船體分離，沉箱浮 于水中，即可用拖輪拖走。

(6)半潛駁排水起浮，當(dāng)干舷達(dá)到0.5m 以上時(shí)，即可 拖帶返航進(jìn)行下一輪作業(yè)。

在本工藝中，沉箱從岸端牽引上半潛駁時(shí)，船系處于漂浮 狀態(tài)，如何使沉箱能安全平穩(wěn)地上船十分關(guān)鍵。解決的思路是：

似一直角三角形的棱柱體，直角三角形的底邊為支座至船艉的 距離，高為艉吃水增加值，棱柱體長(zhǎng)為船寬。其浮力力臂等于 浮心至支座的距離，即上述直角三角形底邊長(zhǎng)的2/3,由于船 體較長(zhǎng)，浮力力臂比沉箱的重力力臂大得多，因而船舶艉吃水 增加不大?？v傾也小。同時(shí)船艉至支座的距離遠(yuǎn)比支座至艏端 的距離大。故實(shí)際船岸軌頂錯(cuò)牙極小。

以半潛駁長(zhǎng)70m, 寬20.8m, 沉箱重1200t, 沉箱重心 至臺(tái)車尾輪(即岸端)間距6m 為例，簡(jiǎn)化計(jì)算如下：