北海铁山港区石头埠作业区1#、2#泊位码头水工工程1#泊位码头水工工程沉箱拖运安装安全专项方案审批人：审核人：编 制人：日 期：中交四航局北海铁山港区神华能源1#泊位工程项目经理部沉箱拖运安装安全施工方案1概况本工程位于北海铁山港区石头埠作业区，1#泊位岸线泊位长度为323m。码头水工 结构均为沉箱重力式结构，由20个沉箱段组成，其中后方靠南侧护岸布置一个沉箱。 沉箱垂直码头线长，加前趾长，总长；平行码头线长，高。沉箱共分4X4=16个腔，每个腔尺寸X。沉箱底板厚，前壁厚，侧壁和后壁厚，纵横隔板厚，单个沉箱重约为。2施工机械设备根据沉箱拖运安装施工工艺特点以及结合施工现场实际情况，本工程主要投入施 工设备见表2-1。表2-1沉箱拖运安装施工船机设备序号设备名称规格数量1浮船坞3200t12拖轮3000 匹13方驳1000t14履带吊50t15发电机200kw16潜水泵扬程20m127锚艇700匹18手拉葫芦8t69交通船载重15人110枕木1mXX40011气囊403沉箱拖运安装流程及方法施工流程浮船坞搭驳一沉箱上驳一沉箱支垫一浮船坞离泊一浮船坞拖航一浮船坞就位带缆 -安装方驳就位一摆放沉箱安装设备、沉箱围捆加固一浮船坞下潜一沉箱压水浮游稳 定一沉箱出坞-安装方驳移位使沉箱就位一沉箱压水下沉一测量控制一下沉就位一打 开沉箱阀门沉箱上驳平面布置浮船坞通过出运码头前沿的搭接段与出运码头相连，在船尾抛设八字尾锚定位， 在船头设两条锚缆，系在出运码头埋设好的两边地锚上，通过收紧锚缆即可将浮船坞 固定位置，调整两边锚缆可对浮船坞的位置进行微调。沉箱上驳时，牵引卷扬机采用 船尾两台卷扬机进行，通过滑轮组进行牵引。沉箱搭驳平面布置图如下：出运码头设计出运码头平台长46m宽，码头标高+,码头基础为80根 800mmPH桩，出运码 头整体设计承载力为3300t，搭接端的设计承载力为1500t。与浮船坞搭接处标高+， 宽，搭接处铺设30块5cm*50cm*100cm橡胶垫作为支垫。浮船坞搭驳完成后，浮船坞 甲板面与码头面齐平，与码头交接间铺厚 2mm搭接木板过渡，搭接板的宽度约。本预 制场出运码头已成功出运安装广西北海铁山港3#、4#泊位码头工程40件3200t沉箱,为其他工程原有，出运码头结构图如下：4 J*沉箱上驳施工方法斜坡段出运本工程沉箱横移纵移已编制专项施工方案，本方案不再详细描述沉箱移运施工过 程。沉箱行走至斜坡段后，不再通过牵引使沉箱前行，通过其自重引起的沿斜坡方向 的分项力前移，通过后遛滑轮组控制沉箱前移速度，使沉箱缓慢沿出运斜坡前移。当 沉箱行至出运码头水平部分后，停止前移，改用浮船坞牵引系统进行下一步沉箱装船 移运。斜坡段出运沉箱示意图如下：如图所示，斜坡段坡度为 3，沉箱水平分项力F1=sin3 G=152t。（考虑沉箱内 残留混凝土渣与积水，沉箱重量 G取2900t），竖向分项力F2=cos3 G=2896t,摩擦系 数取，摩擦力f=F1,因此后遛滑轮组系统可控制沉箱前移速度，使其缓慢前移。沉箱上驳潮位选择从浮船坞开始搭接出运码头到浮船坞离泊，沉箱上驳过程约需 3-4 小时，且需要 根据潮水涨速进行控制，因此需要判断出能够进行沉箱上驳施工的潮位。为保证沉箱 上驳后，船体能够正常起浮离开出运码头搭接端，当天最高潮位必须满足如下要求：潮位 d= (G船+G箱)/ (52*32) + ()G船为船自重2330t, G箱为沉箱重量，取2900t，因此潮位d=,即当天最高潮位 必须高于才能进行沉箱上驳施工。浮船坞搭驳时，潮位必须达到一定高度，以保证浮船坞的搭接端底面标高能够高 于出运码头搭接端，即潮位 dG船/ (52*32) + ()=。即沉箱上驳的潮位应选择在当天最大潮位高于，实际潮位大于时开始施工。浮船坞就位涨潮过程中，在潮位达到时，浮船坞可靠近出运码头，将搭接端跨上码头搭接部 位，收紧锚缆，调整浮船坞位置，使其中心正对沉箱中心，浮船坞随潮水的上涨加水 压载，保持浮船坞甲板面与出运码头平。抓紧时间搬运气囊上驳，安放码头与浮船坞 搭接板的过渡木板，浮船坞卷扬机系统与沉箱的牵引进行连接。浮船坞在沉箱上驳过 程中需持续调节压载水，使浮船坞前后左右基本相平。该过程约需 1 小时。浮船坞就位后安排人员提前摆好沉箱前移的气囊，并在浮船坞上喷出沉箱的行走 位置截止线，以及沉箱的两侧边线，保证沉箱行走到位后，其重心与浮船坞重心基本 重合，从而保证浮船坞的稳定。沉箱上驳沉箱上驳过程需要根据潮水涨落情况进行，在沉箱上驳过程中，浮船坞承重吃水 逐渐加大，为减少浮船坞对出运码头搭接段的压力，需要在涨潮过程中进行施工，随 着潮水的上涨，浮船坞吃水逐渐加深，浮力增大，同时出运码头承受压力减少。沉箱 出运平面图：启动浮船坞上的卷扬机牵引系统，牵引钢丝绳和带动沉箱及时上驳，当沉箱 底部的第一排气囊上到浮船坞上时，浮船坞前舱开始排水，排水量以船艉不高于船舟首 30cm进行控制，直到沉箱到达浮船坞中心处，沉箱距离中心偏差前后不超过，左右不 超过，以保证浮船坞前后左右压载水平衡。沉箱上驳过程中应同时带好后遛钢丝绳和，在沉箱前移上驳过程中，同时慢 慢松后遛钢丝绳和，并保证后遛钢丝绳和持续受力，后遛钢丝绳和不得 处于松弛状态，浮船坞的卷扬机牵引钢丝绳和带动沉箱缓慢前移。在沉箱牵引到 码头上上驳前，观测一下沉箱与船坞各自中心线是否对齐，如未对齐，应通过调整沉 箱走向或绞、松浮船坞锚缆，使浮船坞左右摆动，使之与沉箱对齐，偏差不超过。对 齐后，浮船坞的卷扬机牵引钢丝绳和带动沉箱缓慢前移，直至沉箱完全上驳，中 心偏差前后不超过。沉箱上驳过程需严格计算潮位控制表，必须在潮位足够的情况下才能行走气囊的， 若潮水涨速较慢，必须等待潮水上涨到位后才能继续行走。该过程约需1小时。沉箱上驳过程受力计算详见第7节：沉箱安装相关计算。沉箱支垫沉箱到浮船坞中心位置后，按陆上支垫方法在气囊空档处用枕木垫满底座，再将 沉箱前排和后排的气囊放气，抽出气囊，增加支垫再次垫满底座，全部气囊放气，待 沉箱坐落在枕木上，解除牵引及后溜系统，将气囊、卡环、钢丝绳等工具从浮船坞上 撤回下一个待安装沉箱上。用于支垫沉箱的枕木全部设有马丁，采用1cm直径钢丝绳将枕木串联为整体后，锁定在浮船坞甲板面定好的拉环上。该过程约需1小时。浮船坞离泊与拖航沉箱上驳完成后，随着潮水的上涨，浮船坞起浮，离开出运码头搭接部位，若潮水涨速较慢，可排空浮船坞内的压载水，使浮船坞离开出运码头搭接部位。此时浮船 坞通过绞锚渐渐远离出运码头，同时解开出运码头的两条缆绳，拖轮靠近浮船坞系好 拖航锚缆后即可开始拖航。浮船坞的拖航由一艘3000匹拖轮完成，单程拖航距离约10km，拖航速度为2节,沉箱安装平面布置与安装顺序沉箱安装的平面布置要综合考虑浮船坞的下潜及抛锚位置，安装方驳的移位及抛 锚位置，以及沉箱出坞的方向，整个安装施工占用水域较广，船舶相互之间的锚缆存 在部分交叉布置，合理布置施工船位，安排好各个工序的衔接，才能保证沉箱安装过 程的顺利进行。沉箱安装相关船舶布置平面示意图如下：斗一 fl f说明：1、沉箱安装与2#泊位交接第一个开始，第一个沉箱为粗安装，第二个为精安装， 安装完第二个可调整第一个沉箱精安装。2、沉箱安装顺序从1-16时，如水域局限，可先安装护岸的沉箱（19），进行粗安 装，待（20）安装完再进行精安装。如水域满足，安装完（18）再安装护岸的沉箱（19）。 下潜区的选择根据沉箱浮游稳定特性，沉箱吃水达到，浮船坞型深，沉箱支垫木高，因此浮船坞需吃水方能起浮，浮船坞下潜区需预留富余深度。本工程设计低水位为+,沉箱下潜潮位选择在+以上，因此下潜区标高应在以下目前本工程从码头前沿线往外 100m范围内的港区及调头区已基本开挖至-13m以 下，因此下潜区选择在该范围内即可满足施工需要，保证下潜施工安全，无需另行开 挖下潜区。下潜区选择如下图：nIIOp沉箱安装施工方法沉箱围捆浮船坞拖运沉箱至码头现场抛锚就位后，需要对沉箱进行围捆，以便浮游后对沉 箱进行固定，使沉箱缓慢前行至安装方驳，进行围捆。采用两道加固方法。第一，先用尼龙缆将沉箱四角预埋拉环与船坞墙四角系缆墩连接收紧；第二，沿沉箱四周围捆 尼龙缆一圈，围捆不要太紧，要求在沉箱下潜时，围捆尼龙缆可随水位上升，围捆尼 龙缆在沉箱四角各处用一绳与船坞墙四角系缆墩连接。在下潜至沉箱将悬浮时，放松 与沉箱顶拉环相连的尼龙缆，同时收紧与围捆沉箱尼龙缆相接的缆绳。如下图所示：亡 1111 .i .坞墙JL坞墙r54说明：一、图中1表一共8个二、图中2表三、图中3表四、图中4为五、图中5为浮船坞下潜 、选定下潜位置后，施工前进行水深测量，发现浅点及时清挖，确保浮船坞下潜时的吃水要求（低于标高-13m）。 、在方驳和浮船坞都抛锚定位后，对沉箱上下进行检查，包括围捆枕木钢丝绳,围缆捆绑、潜水泵布置，人行通道吊放都要检查清楚。 、一切准备工作完成后，浮船坞开始进行压水下潜，浮船坞各水仓的压水顺序 及压水量要满足整个船体的平衡和稳定要求。 、下潜到水位刚过沉箱底板时，检查沉箱底板是否漏水，继续下潜到预埋进水 口时，检查进水阀是否漏水，如无漏水，并确保一切正常后，继续下潜，在下潜至沉 箱吃水5m左右时，可打开进水阀门，对沉箱进行压水，前 8个仓压载水深，后8个仓 压载水深，此时沉箱达到浮游稳定。 、在浮船坞刚开始压载水下潜时进行，将方驳的拖缆与沉箱围捆尼龙缆绳相接。 在下潜至沉箱吃水比悬浮吃水线低 1m时，放松拉紧沉箱顶拉环的尼龙缆绳，同时收紧 与沉箱围捆缆绳相连四根缆绳，牵引缆绳未受力。 、随着浮船坞不断压载水下潜，沉箱受到浮力不断增大，因沉箱前后不对称， 要加水使沉箱正浮。当沉箱压载水前两排共8个仓格压载im后两排8个仓格压载时， 沉箱吃水，处于浮游稳定状态，且能够保证沉箱前后基本平稳。浮船坞继续下潜，沉 箱底板离浮船坞甲板面有的距离时，此时沉箱底板已与浮船坞甲板面分离，具备沉箱 出坞条件。 、该施工过程约需要2小时。沉箱出坞方驳上的两台锚机慢慢地用力绞两条牵引缆 (5, 6)此时浮船坞上的四条缆绳(1, 2, 3, 4)也同时处在受力状态，方驳继续绞缆，缆 1及缆2也同时慢慢收紧，缆3及 缆4在受力的状态下慢慢同步放松，沉箱慢慢出坞，沉箱前端移至与缆1及缆2平行时，缆1及缆2在受力的状态下同步放松。当沉箱继续出坞后，可解开缆1和缆2,缆3及缆4继续作溜尾定向用。当整个沉箱被牵引出浮船坞并靠至方驳边时，完成整个沉箱出坞工作，浮船坞可以进行排水上浮，方驳则收紧围捆钢丝绳，带着捆绑好沉箱慢 慢绞锚移向待安装位置。浮船坞起浮至甲板面露出水面即可进行拖航，返回至预制场 出运码头。该施工过程约需要1小时。沉箱定位安装沉箱顶标