淺析沉箱出運(yùn)安裝的工藝優(yōu)化

永泰長榮

在重力式碼頭施工中，沉箱出運(yùn)安裝需要配備大型施工機(jī)械及船舶，且需要趕潮 作業(yè)，因此在重力式碼頭施工中始終作為一個關(guān)鍵性施工分項。本文著重介紹沉箱出運(yùn)安 裝施工過程中，插銷孔牽引出運(yùn)及沉箱進(jìn)水閥門的工藝技術(shù)優(yōu)化，相比以往的鋼絲繩圍捆 沉箱出運(yùn)及沉箱壓載水的施工工藝，大大提高出運(yùn)安裝施工的效率及節(jié)省人力，為項目降 低成本。

? 關(guān)鍵詞：沉箱出運(yùn)  插銷孔  進(jìn)水閥門  工藝優(yōu)化設(shè)計  節(jié)省人力

在重力式沉箱碼頭施工中，沉箱 出運(yùn)安裝施工作為一個重要性的關(guān)鍵 分項，施工中涉及大型船機(jī)、人員的 配合施工，且相比其他分項作業(yè)風(fēng)險 較高，從項目成本控制和安全控制方 面，均作為重點分項進(jìn)行控制。在以 往的沉箱出運(yùn)安裝施工工藝中，出運(yùn) 時采用鋼絲繩圍捆沉箱進(jìn)行出運(yùn)，耗 費人力較多，時間較長。安裝沉箱時， 采用傳統(tǒng)開關(guān)水閥，需要配備幾個潛 水員在水下進(jìn)行壓載水控制，操作復(fù) 雜，配備人員較多，且沉箱調(diào)平壓載 水較難控制。針對這些問題，本文主 要闡述在廣東大唐國際雷州電廠配套 碼頭工程沉箱出運(yùn)安裝施工中，對出 運(yùn)的沉箱插銷孔及安裝時沉箱進(jìn)水 孔閥門的工藝進(jìn)行優(yōu)化，相比以往施 工工藝提高施工效率和安全性，使得 項目成本、安全均得到控制及保障。

1.沉箱出運(yùn)安裝施工流程
廣東大唐國際雷州電廠配套碼頭 工程位于廣東省雷州市中西部沿海， 面向北部灣。本工程為重力式沉箱碼 頭，共需出運(yùn)安裝沉箱51件，沉箱最 輕只有1815t, 最重達(dá)3898t。
沉箱出運(yùn)施工流程如下：
插銷牽引、沉箱移運(yùn)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→沉箱橫移→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→半潛駁搭駁→牽引 卷揚(yáng)機(jī)更換為半潛駁的牽引卷揚(yáng)機(jī)→ 沉箱上駁→沉箱支墊→半潛駁離泊
沉箱安裝施工流程如下：
沉箱上駁→半潛駁拖運(yùn)→半潛 駁、方駁拋錨定位→半潛駁下潛前準(zhǔn) 備工作→半潛駁下潛→沉箱壓載浮游 穩(wěn)定海水→沉箱懸浮→沉箱出駁→沉 箱系纜固定→方駁定位到基床→沉箱 浮游粗定位→沉箱安裝精定位→沉箱 灌水下沉→沉箱位置校核
2.沉箱出運(yùn)工藝優(yōu)化
2.1圍捆式沉箱出運(yùn)
(1)圍捆式沉箱出運(yùn)工藝原理。
在以往的鋼絲繩捆綁沉箱出運(yùn)施工 中，牽引系統(tǒng)主要靠預(yù)制場的地錨及 卷揚(yáng)機(jī)、半潛駁卷揚(yáng)機(jī)，通過直徑達(dá) 65mm 的鋼絲繩捆綁沉箱一周進(jìn)行系 固及移運(yùn)。施工中通常使用鋼絲繩系 好沉箱(圍捆),鋼絲繩所處位置在沉
箱底座基礎(chǔ)向上約1.2m~1.6m 左右 處，鋼絲繩與沉箱邊角接觸處用枕木 隔開，調(diào)整好鋼絲繩長度，使得圍捆 鋼絲繩的兩側(cè)相等，再通過卸扣連接 牽引及溜尾鋼絲繩。
(2)工藝缺點。鋼絲繩圍捆沉箱 出運(yùn)的施工程序繁瑣，且大直徑鋼絲

繩較為笨重，在圍捆過程中需要人力 較多，施工效率低下，且即使在沉箱 邊角處使用枕木隔開鋼絲繩，仍然避 免不了鋼絲繩受力后對沉箱混凝土的 擠壓，造成箱身破損，給修復(fù)帶來一 定的難度。
2.2插銷式沉箱出運(yùn)
(1)插銷式沉箱出運(yùn)工藝原理。
在沉箱底座預(yù)制時進(jìn)行預(yù)埋4個沉箱 牽引及后溜所需的插銷孔，出運(yùn)施工 時通過插入圓鋼插銷，牽引和后溜鋼 絲繩分別掛在插銷端頭，通過啟動卷 揚(yáng)機(jī)帶動鋼絲繩進(jìn)行沉箱移運(yùn)，達(dá)到 提高施工效率及節(jié)省人力的目的。
(2)插銷筒套預(yù)埋。在沉箱底座 預(yù)制時，在底座的兩側(cè)進(jìn)行預(yù)埋加工 成型的插銷簡套，每側(cè)前后各一個， 分別作為牽引和后溜用。簡套長1m,
直徑為15cm,  采用不銹鋼鍍鋅材質(zhì)， 筒套底需要進(jìn)行封堵，避免澆筑底座 時混凝土漿滲透進(jìn)筒套里，筒套口封 堵26cm 的正方形加強(qiáng)肋鋼板，鋼板中 孔直徑稍大15cm, 鋼板厚度1cm。 底 座澆筑完成后，需安排人員對插銷筒 套進(jìn)行仔細(xì)檢查，避免因澆筑施工時 殘余混凝土漿流進(jìn)簡套里，影響插銷
的穿插。
(3)插銷驗算。沉箱出運(yùn)采用直 徑為125mm,  長度為1m的Q345B 圓 鋼作為牽引和溜尾插銷，插銷強(qiáng)度驗

算如下：根據(jù)《建筑施工計算手冊》,  直徑125mm 的Q345B 圓鋼，其抗剪 強(qiáng)度設(shè)計值為140N/mm2,φ125mm
截面積=3.14×62.52=12266mm2,   最 大抗剪強(qiáng)度=140×12266×=171t,單 邊鋼絲繩牽引力=0.03×4000/2=60t
(0.03為摩擦系數(shù)，4000為沉箱最大 重量),插銷抗剪強(qiáng)度171t>單邊牽引 力60t,插銷強(qiáng)度滿足使用要求。
(4)工藝優(yōu)點：在以往鋼絲繩捆 綁出運(yùn)沉箱的施工工藝中，需要大量 人力進(jìn)行人工拖拉鋼絲繩，布置捆綁 牽引及解綁回收工作，約需4小時，而 采用插銷牽引工藝后，只需少量工作 人員對插銷進(jìn)行穿插工作，節(jié)省人力 和施工時間，布置牽引及回收主要使 用卷揚(yáng)機(jī)及裝載機(jī)，時效約2小時，相 比捆綁式工藝節(jié)省約2小時。
3.沉箱進(jìn)水口閥門工藝優(yōu)化
3.1傳統(tǒng)閥門進(jìn)水口
工藝原理及缺點：在以往的沉箱 安裝施工中，沉箱進(jìn)水口閥門采用傳 統(tǒng)閥門，即通過潛水員進(jìn)行擰緊或擰 松轉(zhuǎn)盤進(jìn)行水口的關(guān)閉或打開。此進(jìn) 水閥門缺點在于需要潛水員進(jìn)入沉箱 逐個打開或關(guān)閉閥門，工序繁瑣，效 率低，耗時較長，且容易沉箱進(jìn)水量 不一致導(dǎo)致沉箱四角高程不一致，給 安裝沉箱時調(diào)平帶來一定困難。
3.2閥板式進(jìn)水口
工藝原理：通過對進(jìn)水口閥門進(jìn)
行工藝優(yōu)化，采用角鋼、鋼板、橡膠墊 等進(jìn)行加工形成閥板式進(jìn)水口，密封 性能好，只需操作人員在沉箱頂上拉 或松閥板繩即可進(jìn)行沉箱調(diào)水，簡單 便捷，不需要進(jìn)行潛水作業(yè)。閥板式 進(jìn)水口詳見下圖1。
閥板加工：閥板進(jìn)水口主板設(shè) 計：沉箱進(jìn)水口設(shè)計直徑為150mm,
閥板進(jìn)水口主板采用300mm  的正方 形鋼板B 制作，鋼板厚道為10mm,  另 外需要橡膠墊板B(橡膠墊板尺寸與 主板鋼板B尺寸一致，厚度15mm)  和