大型沉箱半潜驳运输工艺.docx

2200t大型沉箱半潜驳运输工艺1、工程概况工程位于珠江口伶仃洋喇叭弯弯顶，广州市番禺区龙穴岛围垦区 东南部，紧临南沙港区一期工程下游工程为二个5~10万吨级码头 码头岸线长度700m，壁岸结构采用重力式沉箱结构，沉箱长17.84m， 宽15m，高18.9m，单个沉箱重2237t共有沉箱36个，预制方量 32220m3，共有A〜E型5种规格工程造价为人民币22680.8980万元，为广东省重点工程，2004 年10月28日开工，计划工期405天沉箱安排在我局新会航建公司预制预制场地平面布置图如下图 所示：2、沉箱登船2.1. 沉箱登船本标段沉箱共有36个，单件重2237吨，沉箱出运通过气垫、水 垫、气襄、轨道小车等水平运移方法的比较，认为利用气襄进行水平 运移沉箱至半潜驳，半潜驳拖运至现场安装方案比较可靠沉箱有以下几个特点：(1) 本工程沉箱单件重量为2237吨，底面积为15mX17.84m， 气襄运输适宜大重量的物体水平搬移2) 由于重量大，需水平移至半潜驳，移运过程中对船体的平 衡要求比较高2.2、 气襄水平运移工艺流程2.3, 沉箱登船码头支座结构（1） 岸壁码头：经过改造的5000t级沉箱出运专用码头，可以 满足3000t级沉箱出运的需要。

2） 承台：岸壁承台及承台支座，该部分按照半潜驳出运要求 配置，所以承台的形式似“^”形，由钢筋混凝土浇注成一体3） 承台支座：承台支座为半潜驳异形船艏接岸后的搁置支座， 为防止台车运输沉箱上船时船艏下沉，支座采用QU120重轨或钢板 埋设在承台前趾上2.4、 气襄参数选择及承载力计算气襄参数的选择选用气囊为“昌林”牌高强度橡胶尼龙缠绕气囊，囊体骨架材料 为锦纶帘子布，锦纶帘子布密度95 根/10CM宽，锦纶帘子线的断裂 强力^205.8N/根囊咀为铝合金铸件，内管丝口G1”-2”，整体缠绕 成型而成本工程采用直径为1.0m高压气囊，气囊许用的压力 0.14〜0.18Mpa气襄承载力计算根据沉箱底面积为15m X 17.84m2，选择单根气囊的长度为 20.0m气囊承载面长度B=18.0m、气囊直径D=1.0m、气囊工作高度 H=0.4D=0.4m气囊受压变形后，其截面可看作由直径为H的2个半 圆和长度为B、H的方形组成承载面宽：B=n（D-H）/2=3.14* （1.0-0.4） /2=0.942m承载面积：S=BLn（D-H） L / 2=16.956m2单根气囊的承载力：F=SP=n（D-H） LP / 2=237T当构件底面与地面处于水平时，囊体又全部均匀被压在构件底平 面下处现一种规则形态，其囊横截面成正扁圆形状，此时每米囊体的承载量可参见下表：表中H为气囊被压缩高度或称工作高度，D为气囊直径。

考虑最大重量的沉箱重2237t所需气囊的数量：N总=G/F=2G/(D-H) LP=9.5个§10个式中：L一气囊的承面长度G—构件重量由于气囊是对称，考虑1.2倍的安全系数，则最大沉箱需气囊的 数量为12根摩擦系数：气囊在硬地面水平滚动时，滚动摩擦系数一般取 f=0.05，本工程预制场地为砼硬化地面，滚动摩擦系数应小于0.05气囊的摆放：根据沉箱的结构特点以及操作的方便，气囊摆放一 般采等间距布置，摆放见下图所示2.5、牵引系统牵引系统由12千瓦的JJM5型卷扬机1台、三柄滑轮与单柄滑 轮组成滑轮组、中28钢丝绳与中40钢丝绳等组成，采用八字缆牵引 沉箱根据已有施工经验，气囊起步所需牵引力在高度为0.4m时， 约为构件重量的3%，并随着高度的降低而减少牵引速度控制在 3m/mim 左右2.6、 供气系统供气系统采用“东风牌” 4135K型6m3空压机1台，配100M长 供气管及空气分配器2.7、 操作程序1） 检验供气系统和牵引系统，清扫出运通道及检查清理沉箱底部 的杂物2） 在沉箱底部气囊，注意对称排列整齐，相互平行供气，连接牵 引系统3） 半潜驳就位：半潜驳靠驳上锚缆控制垂直靠岸壁，初步就位。

半潜驳注水调整船尾吃水，当半潜驳异形船首底部高于支座面20cm 左右时，准确调整船位，使船与码头对接，然后注水使半浅驳异形船 艏支承于岸壁承台支座，同时将半潜驳船体调平使半潜驳的的顶面 标高与码头面标高相平pbPOOD11i1111I > 4 I J- 4 ' ■. L 4■•工•!一■■：4_F- 1 ji >1龄4 ■*i Qn4） 启动空压机分别向各个气囊充气，当充气高度达到预定顶升高 度，停止供气检查所有气囊的高度是否一致，不一致时可向单个气 囊充气，使压力基本一致，不一致时可向单个气囊充气，使每个气囊 高度与压力基本一致，直至沉箱离开支承枕木将气囊的进气阀关闭， 停止供气，将枕木搬离沉箱5） 在指挥人员的统一指挥下，启动卷扬机，拉动沉箱缓慢向前移 运当沉箱前面空出1个气囊的间距时，停止牵引，摆入气囊，并充 气到预定压力后，再重新牵引当后面移出的气囊快要离开构件时， 打开排气阀排气，并运送到沉箱前面预定位置备用重复以上步骤， 直至将沉箱移到半潜驳上6） 在坡度不大于2%的下坡，利用卷扬机在沉箱的后呈对称状向 后拉，抵消沉箱的前倾力，防止沉箱向前的运移速度过快7） 当构件移到半潜驳上预定位置后，要调节好箱体平衡，停止牵 引。

在构件底部垫上支承枕木，然后所有气囊均匀放气，构件平稳地 落在支承枕木上8） 沉箱落驳后需对沉箱进行加固，在沉箱底部用槽钢制成挡架与 半潜驳甲板焊牢，沉箱顶部用钢丝绳与半潜驳的驾驶楼联结加固9） 调整压舱内的压载水，使半潜驳的异形船艏离开岸壁承台支座，半潜驳离岸，然后拖运选定的下潜水域10）取出气囊，进行下一个构件的出运2.8、机具设备材料配备表序号机具设备名称数量1JJM5型卷扬机3台24135K型空压机1台3ZLM50型装载机1台420T三柄滑轮4个55T单柄滑轮6个612T卸扣475T卸扣48由19.5钢丝绳400M9由2 8钢丝绳200M10493型高强度橡胶尼龙缠绕气囊18个11半潜驳1艘12拖轮1艘3、沉箱登船技术要点3. 1技术要点沉箱从岸端牵引上半潜驳时，船舶处于漂浮状态，如何使沉箱能 安全平稳地上船十分关键解决的办法有：选择合适的船体尺寸，特 别是需有足够长度，并设异形船艏搭岸，搭岸支座距船艏端为1.0m 左右，当沉箱从岸端牵引上船时，船体会绕支座逐渐下沉，船尾吃水 增加，船艏则绕支座转动上翘，船岸发生错牙，当沉箱已上船时，其 错牙值为最大值此时船的平衡浮力近似一直角三角形的棱柱体，直 角三角形的底边为支座至船尾的距离，高为船尾吃水增加值，棱柱体 长为船宽，其浮力力臂等于浮心至支座的距离，即上述直角三角形底 边长的2/3,由于船体较长，浮力力臂比沉箱的重力力臂大得多，因 而船尾吃水增加不大，纵倾也小。

同时船尾至支座的距离比支座至船 尾端的距离大，故实际船岸轨顶错牙极小以三航工3#半潜驳长54m，宽33.60m，预制沉箱自重2237t，沉 箱重心至船艏距5m为例，简略计算如下：图中：L：三航工3#半潜驳船长54m廉：支座至半潜驳船尾端的距离54-1=53m12：支座至半潜驳船艏端的距离1.0mB：半潜驳型宽33.60mP：沉箱自重2237tL3：沉箱已上船，沉箱重心至尾轮即船艏端的距离5mS1：沉箱已上船，半潜驳船尾吃水增加值S2：与S1对应的半潜驳船首端上翘值，即船岸轨顶错牙值a :半潜驳纵倾角6 :水比重P(L3-L2)=S1*L1*B*6/2*2/3L12237*(5-1)=S1*53*33.6*1/2*2/3*54S1=0.28m=28cmS2=S1L2/L1=28*1/53=0.53cmtga=S1/L1=0.28/53=5.28%o根据以上计算，沉箱上船后船尾吃水只增加 28cm，船尾纵倾 5.28%船岸顶部错牙仅0.53cm，且乘潮作业，所以只要沉箱上船前 进行船体调平即可3.2、注意点沉箱在运移过程中在坡度不宜大于2%的，否则坡度的前倾力和 后倾力过大很难抵消，且沉箱在运移过程有倾斜会有倾覆的危险。

在沉箱底部垫上支承枕木，所有气囊慢慢放气，沉箱平稳地落在 支承枕木上，支承枕木摆放标高一致，且地基必须达到一定的承载力， 确保沉箱各支点受力均匀出运通道必须清扫干净，不得有杂物，防止气囊被戳坏托板对称塞入沉箱的底部，位置必须准确，保证沉箱在运移过程 受力状态合理，且托板必须与牵引的方向平行滑轮组与钢丝绳必须有专人看护，防止出现钢丝绳滑出滑轮或偏 向等易常现象整个运移过程必有专人统一指挥，整个工序中必须有条不紊4、沉箱的拖运及下水4.1、沉箱拖运沉箱在半潜驳上固定后，用2600HP的“三航拖2001”拖运至施 工现场沉箱拖运对于运输过程中需穿越高栏港海域来说，显得十分 关键该海域风浪较大，沉箱运输前必须对气象、海况进行调查，及 时掌握短期（3天）预报资料，确定启航运输日期；运输时预期的风 速应不大于6级，波高应不大于1.0m，如拖航过程中遇到大风，拖 至其他附近港口避风新会预制厂至南沙工地约180km水路，航速5 节（约9km/h），单程重载拖运需20小时；空载航速6节（约11km/h）， 单程约17小时沉箱上半潜驳和沉箱下水上浮各需6小时左右，因 此一只沉箱的拖运约需49小时，加上其它因此，按每3天出运一只 考虑。

4.2、沉箱下水沉箱随半潜驳拖运至现场座底潜驳下沉区后，天气、风浪条件允 许情况下，由于为本工程的第一次沉箱下水作业，诸多工序需磨合， 故应在高潮前5小时开始下水起浮，在高平潮1小时完成起浮作业半潜驳驻位方法：原则上顺流驻位下潜，根据现场涨落潮趋势， 座底潜驳应顺南北向驻位，艉在南，船处于下潜坑的中心下潜坑位 于6-7#泊位之间，距码头前沿线约200m，坑底尺寸100mX100m， 坑底标高-17m，根据业主协调，与一航五公司共同使用该下潜坑无起重船沉箱起浮：半底潜驳驻位后，由驳吊将箱顶作业平台分 块吊至箱顶安装，并安装潜水泵及输水管系，起重人员上沉箱半潜 驳开始缓慢下潜，潜水泵开始作业往三排格仓注水，注水水位为前舱 2.1m，中舱3.46m，后舱加压舱水3.46m当至沉箱吃水11m时，沉箱 达到浮游稳定状态，带好沉箱缆索，由600HP拖轮牵引沉箱离开半 潜孔，半潜孔放水上浮，离开下潜坑；拖轮顶推沉箱至养生场，按储存次序定好位，高平潮时注水后沉箱座底于已抛填0.5m厚砂层的 -13m港池基床上半潜驳排水上浮并拖回，进行下一循环作业沉箱注水方法：沉箱的前、中、后排格舱各设一道通长注水管， 管尺寸为14 口寸，注水管二头接潜水泵，共计需10台潜水泵（备4台）， 每道注水管在每排4个舱格内各设一放水口，用阀门控制。

沉箱内侧 的压载水高度已提前设置了标线，在注水过程中应根据沉箱整体吃水 高度和箱体平衡状况，通过阀门控制，调节前、中、后排水位的协调 上升和每。