重力式码头沉箱的施工技术 1.案例介绍 工作船码头及其附属措施工程主要建设内容为长度150m的工作船码头（5000吨级兼靠10000吨级船）、长度287m的护岸、长度30m的沉箱出运码头、约42000m2的沉箱预制厂及其他附属配套设施，该工程主要考虑为后期建设一个设计接卸能力为2200万吨/年的30万吨级的原油码头服务，码头总长度482m，为沉箱重力墩式结构。工作船码头前沿设计底标高为-8.5m，码头面设计标高为+5.0m，在工作船码头南侧设置4000吨沉箱出运码头，码头前沿设计底标高为-3.0m，码头面设计标高为+4.0m，均采用带卸荷板的重力式方块结构，分四层安装，最大预制块重178t。 2.本工程的沉箱预制及出运方案 2.1预制沉箱 在本工程施工建设中，分别使用A型、A’型、B型三种规格的沉箱。其中A型沉箱为码头标准段沉箱，沉箱的宽度为17.46m、高度为16.7m、长度为18.823m，每一个沉箱的重量为2557t，一共有49个沉箱。A’型沉箱和南护岸直立段以及码头南侧进行连接，和A型沉箱相比，将沉箱的后趾去掉了两米，然后去掉了后墙上方的牛腿，一个沉箱的重量大约为2538.4t，B 型沉箱的宽度为1.724m、高度为16.7m、长度为18.823m，每一
个沉箱的重量为2038.3t，沉箱数量为两个。所有的A型和A’型沉箱都由两个侧面板、前后板、16个舱格、3个纵隔墙和3个横隔墙构成，其中侧面板的厚度为0.35m、前后面板的厚度为0.4m，隔墙的总厚度为0.24m，沉箱的前后顶部不对称、左右对称，前后趾的宽度都为1m，使用C30混凝土进行沉箱的预制，沉箱顶部3.5m范围内为C35F250。如图1所示。2.2沉箱的运输在本工程中，每一个沉箱自重约为2600t，一共有52个沉箱。设计使用超高压气囊在沉箱场内对沉箱进行顶升、运移。在运输过程中，拟使用两艘拖轮带6300T浮船坞到下潜坑进行下潜。沉箱起浮出坞，然后使用拖轮将沉箱运输到作业现场。 2.3计算出运工艺参数 2.3.1布置卷扬机 布置卷扬机时，按照以下公式计算牵引力： 为了实现沉箱的陆上移动，在此预制场一共布置了四个8t 卷扬机，所有的卷扬机型号一致。通过上述计算可知，卷扬机的牵引力要达到或超过101.53t才可以实现沉箱的运移，那么就要个各台卷扬机的牵引力要等于或超过50.76t，而8t的卷扬机可以利用7倍或者9倍率的滑轮组来达到牵引力大小的基本要求，借助7倍率或者9倍率的滑轮机组可以将各台卷扬机的牵引力保持在56t或者72t，合力可以达到112t或者144t，牵引力大小可以满足使用要求。将两台8t卷扬机布置在预制场的东侧和西侧，利用捆绑在沉箱上的四滑轮组和捆绑在前拉地锚上的四滑轮
4.3.2.6沉箱出坑拖运、储存及安装方法 本工程共有沉箱29个，砼强度达到设计要求后，采用气囊场内平移，浮吊整体吊浮运沉箱的施工工艺。将沉箱用气囊通过横移、纵移到的下水滑道岸边，利用500t起重船吊拖沉箱。考虑预制场面积较小和方便沉箱出运，预制沉箱分三批进行，根据沉箱安装进度，预制构件下水后浮运到沉箱储存场储存或预制件下水后直接吊运安装。 1、施工工艺 沉箱的出运采用气囊搬运技术。构件陆上出运时，需要进行两次转向，平移时先从底模处移到平行于码头前沿线的出运通道上，再移到垂直于码头前沿线的出运通道上，最后再移到纵向滑道前沿由500吨起重船趁高潮吊浮运沉箱。 2、沉箱陆上出运工艺流程 3、沉箱陆上出运施工方法
气囊的承载力核算 尺寸选取：Φ600圆形断面，长L≥9.5m。 气压选择：制造气压：P1≥6kg/cm2(0.6Mpa)。 工作气压：P2≥3kg/cm2(0.3Mpa)。 承载能力：80cm×920cm×4个×3kg/cm2=883200kg=883.2T＞457T(安全)。 牵引系统 牵引系统采用两台15T慢速卷扬机，各经过一个动滑轮，拉力为30T。气囊起步的牵引力F=N*f=457T×0.05=22.5T，拉力满足要求。牵引速度宜控制在3m/min。牵引力的转向利用地锚加滑轮完成。 千斤顶及工作坑设置 选择1.0m宽，0.8+0.9m长，共4个工作坑。单个沉箱重457T，考虑脱模时底板的吸附力，按500T左右计算，安全系数K=1.6，故采用4个200T千斤顶来顶升。每个工作坑底部为钢筋混凝土板。厚500mm。 橡胶气囊出运 用4 个200T千斤顶将已预制好的构件顶升高出地模300mm左右时，用Φ10麻绳将4个未充气的橡胶囊袋拉入构件底部。 用小型空压机向气囊中充气，4个气囊中充气压力基本相等且控制在3kg/cm2以内。当构件上升高出千斤顶且气压调至相同时，则可移开千斤顶。 用2台15T低速卷扬机缓缓将构件拉动，在构件移到纵向坡道上时，用2台卷扬机向后拉住沉箱构件，以免移动速度太快。在卷扬机边拉边将后方离开的气囊搬到构件前方。使构件底部始终不小于4条气囊，备用2条，需要时使用。
施工技术交底通知单
乘高潮起浮→半潜驳拖航至沉坞坑→半潜驳下潜→检查阀门→开启阀门灌水至达到稳 定吃水→半潜驳继续下潜→沉箱浮起→沉箱拖运至安放(存放)地点就位→沉箱内注水 下降至距离基床顶面30-50cm →测量沉箱前沿线及倒坡→逐渐注水沉放并调整→1~2个 潮水后验收→沉箱内回填→沉箱沉降位移观测 三、各主要工序施工方法 1、准备工作 ⑴沉箱出运前，进行以下工作：①沉箱内阀门焊接；②第 1 节和第 2 节 阀门杆安装；③沉箱内串水孔疏通；④伸缩腿盒封堵；⑤透水孔封堵。要求 如下：①阀门焊接要求满焊不漏水，焊接不偏位，方便阀门杆安装；②阀门 杆要安装、固定牢固，确保阀门杆转动时不跳槽；③沉箱内串水孔要求按照 技术交底要求疏通，不该预留或预留错误的要更改并封堵密实；④伸缩腿预 留坑要两面封堵，确保在 2m 水头差下不渗水。⑤外墙透水孔要用木塞子或 止水钢板封堵，确保在 5m 水头差下不漏水。⑥要求加固模板用钢筋头等尖 锐物必须清理干净，用砂浆将表面抹平。⑦护舷后浇带封堵模板安装。 ⑵预制作业队伍施工完成后，由海上安装班组对阀门及阀门杆焊接、串 水孔等进行检查，如果出现问题，项目部将要求预制队伍负责返工。沉箱阀 门焊接前需进行二次检查，确保各部位螺栓、垫片不易脱落，阀门开关比如， 如有问题及时更换或采取加固措施。阀门杆固定点必须牢固焊接在沉箱内壁 上，上下垂直，固定杆开口需保证灵活转动阀门杆且不宜过大避免阀门杆晃 动剧烈。 ⑶沉箱验收完成并将所有准备工作完成后，沉箱由上坞队伍进行沉箱上 坞施工，沉箱上坞后，水上施工队伍将通行廊道通过克令吊将沉箱与浮船坞 扶梯连接并用绳索固定牢固。 ⑴沉坞坑选择。沉坞坑位置在码头基床里程 0+1020m 左右，往西 50m ， 宽度 70m 。根据现场施工条件限制，沉坞坑将在后期进行更换。 2、半潜驳起浮离岸 ⑴ 半潜驳采用奔腾诚基工 7 号，船长 54m ，宽 33.6m ，型深 4.5m ，空载 吃水 2.84m ，参考载重量 3500 吨。半潜驳过水面积=54*33.6=1814m 。 ⑵ 坐底梁顶标高+0.2m ，半潜驳和台座接触部分标高+4.7m ，A 型沉箱重 量 2021 吨，沉箱上船后，因沉箱自重半潜驳增加吃水 2021/1814=1.11m 。半 2 施 工 程 序 及 操 作 要 点
第二章主要工程项目的施工方案和施工方法 第一节开工前准备工作 一、施工前准备工作 1、认真审阅设计图纸和设计技术资料，学习招标文件和监理程序，熟悉招标文件和监理程序，熟悉合同文件和技术规范。 2、现场核对设计资料，组织有关人员对码头区域范围、弃土场的位置、地形地貌、水陆交通、地质水文状况等进行全面的调查核对。 3、根据现场实际情况，编制更为具体、更有效的施工方案及实施性施工组织计划。 4、根据实施性施工组织计划，将各分项工程施工任务及质量检验责任落实到人，并将各分项工程所需设备进行组合。 5、确定材料供应点，并联系好运输车辆，组织合格材料进场。对预定的取土场进行现场勘测、探坑取样，了解其土质和土石方数量。 二、施工测量控制 为确保工程施工顺利实施，技术质检科下设量测放组，由专职测量工程师负责整个工程测量放样工作，在开工前，校正好用于该工程的各种仪器及测量工具，认真熟悉施工图纸，做好施工测量的一切准备工作，开工后立即对工程原始资料进行校对复测，并将成果报监理工程师确认，原始资料经监理工程师确认后，根据确认的资料，在施工现场布设测量控制网，测量控制网布设要安全可靠，便于测放，通视，同时在施工中做好保护，设置可识别标志，防止破坏，直至工程结束。 测量基线点：布置在码头北侧不易被扰动处，离设计码头前沿北侧90m处，并平行于码头前沿线，基线点采用直径10cm圆木桩，埋深1.2m，根据准确位置，桩顶钉上铁钉，木桩周围用砼围护，深0.5m，平面尺寸1m*1m，地面露出部分用红砖水泥砂浆砌筑，内平面尺寸30cm*30cm，高出地面30cm，基线每100m-150m设置一个，但对所有码头折点，必须设置基线点。 基线采用全站仪布设。 用经纬仪测量控制码头轴线及前沿线位置，用水准仪控制基槽开挖，码头基础及墙身高程。 三、工程材料试验
半潜驳气囊方式出运大型沉箱施工工法 一．概况 在大型深水重力式码头的建设中，大型沉箱的重量往往达到1000多吨乃至数千吨，如此大的重量，采用传统的起重船起吊加驳船运输方式进行施工存在许多困难与弊端，已逐渐不能满足施工要求。目前，进行大型沉箱出运施工主要由半潜驳（含工程浮坞，以下同）来完成，基本过程为：沉箱在预制场地预制好后，利用高压气囊将沉箱顶升后牵引，整体搬移到半潜驳上并支垫好，将半潜驳拖至安装水域合适水深位置下潜，在下潜过程中往沉箱隔舱中加压载水，保持沉箱本身浮游稳定，半潜驳下潜到一定深度后，沉箱利用本身浮力起浮，起浮后将其拖至安装点，往沉箱隔舱中注水下沉安装。 沉箱出运施工主要包括沉箱上半潜驳、半潜运载沉箱拖航、半潜驳下潜沉箱出坞三个主要施工过程。在大型沉箱出运施工中，投入的主要船机设备是半潜驳，这种工程施工用半潜驳是一种专为大型沉箱出运而设计建造的可下潜的工程驳船，甲板单位面积承载力比一般驳船大得多，可运载数千吨的砼沉箱航行于近海航区，其基本工作原理是：在涨潮时段合适潮位，半潜驳利用船艏的搭接结构与出运码头搭接，保持半潜驳甲板面与码头面处于同一水平面，船上配有牵引设备，沉箱利用高压气囊顶升脱离地面，气囊在沉箱底面与地面之间滚动大大减少了摩擦力，从而可利用船上牵引设备牵引沉箱上船，至指定位置后用枕木进行支垫，抽出气囊。半潜驳配有多台大排量压载泵，可根据需要进行了舱内压载水的调整，从而控制半潜驳的下潜或上浮，半潜驳上的监控设备可适时采集下潜或上浮的各
项数据，根据需要可方便的进行船舶浮态调整，通过控制压载水量与加压载水速度来控制半潜驳的下潜深度与速度，从而保证出运与下潜施工中沉箱顺利地上驳与出坞。 工程用半潜驳载重吨位一般在3000~5000吨不等，载重吨位在4000吨左右的半潜驳，以“四航华南”为例，主体尺度及相关参数为； 总长：58米；型宽：34米；型深：4.6米； 最大下潜深度：16米（甲板面至水面）； 从正常吃水下潜到最大深度时间：2小时； 压载泵排量：4×960m3/h 设计载重量：4200吨； 利用半潜驳气囊方式出运大型沉箱的施工工艺，已顺利完成多过大型深水重力式码头的建设，已完成的实例工程如下：
重力式码头沉箱安装施工技术的问题和措施 发表时间：2016-12-16T10:21:29.803Z 来源：《基层建设》2016年28期10月上作者：路晓明 [导读] 摘要；随着我国城市化进程的不断加快重力式码头沉箱所起到的作用越来越明显深入的对其进行研究不仅能有效的满足我国当前水运市场船舶大型化的需求同时还能很好的增强港口的市场竞争力进而促进我国城市化进程的快速发展。 中国港湾工程有限责任公司 100027 摘要；随着我国城市化进程的不断加快重力式码头沉箱所起到的作用越来越明显深入的对其进行研究不仅能有效的满足我国当前水运市场船舶大型化的需求同时还能很好的增强港口的市场竞争力进而促进我国城市化进程的快速发展。就目前而言重力式码头的建设正朝着大型化、深水化的趋势发展使得原有的重力式码头已无法满足我国高速发展的市场经济斯以做好每个工程项目的施工设计方案、完善施工人员的施工工艺进而保障码头和相关配套设备的工程的质量具有十分重要的意义。本文通过分析重力式码头沉箱安装施工的关键技术及施工问题提出了相应的处理措施,以促进我国各港口路的工作效率。 关键词：重力式码头；沉箱安装；施工技术；安装问题；预防措施 重力式结构在我国的码头有广泛分布，频繁使用让其在我国目前的终端研究和分析具有非常重要的价值。它是预制沉箱码头的重要组成部分，整体质量和码头的质量对工程质量的密切关系也是一个重要的参考。目前，我国船舶工业取得了巨大的成就，现以实际工程为例对重力式码头沉降施工技术进行探讨，以阐述重力式码头沉箱安装施工技术研究的主要问题、主要内容。 1.工程概况 供拖轮、引航船、交通艇、海事巡逻船等专用的某工作船码头结构采用重力式沉箱结构。下部基础采用基槽开挖和抛石基床，上部结构为预制矩形沉箱、卸荷板和现浇胸墙、面层，结构断面。 码头范围内岩面标高为－26m～－18.00m。岩面呈北高南低、东西两段高中间低的走势。在岩面较低区域，土层以－12.00m左右标高为界；上层为淤泥质黏土，下层为粉质黏土混砂砾，含水量小于26%，可作为抛石基床的持力层。由于码头范围内岩面起伏较大，根据地质的不同，基槽开挖需分别进行炸礁和挖泥。基槽开挖标高为－7.50m～－12.00m；炸礁边坡坡度为1∶0.5，挖泥边坡坡度陆侧为1∶1.5，海侧坡度为1∶5。为了确保码头质量，在施工过程中主要对基床开挖、沉箱预制、基床抛石及整平、沉箱安装、抛石棱体抛填和上部结构施工质量进行了严格控制。 2.重力式码头沉箱的施工要点 （1）基槽与基床的施工要点 重力式码头主要是利用自身重力来维持整个码头的稳定性能,经过对大量码头进行研究之后我们得出码头必须建造在称重能力大的地基之上并对其注入的击数需要在以上,以保障码头地基的绝对安全。如果码头表层的地基承重能力无法满足预定的要求我们还需要利用更换地基或者复合地基的方式对其进行加固。具体施工过程主要是依据不同的下卧硬层埋置深度和均匀程度,采用不同的施工工艺针对性的清除地基表层软土层,并进行换填粗砂、开山石、块石等作业对其进行再次加固。此外我们还可以采用夯实整平与抛石基床相结合的方式提高整个工程的基面可靠性能,进而保障整个工程项目的质量安全。 （2）沉箱的施工要点 在对沉箱进行预制时我们需要根据施工场地自身的条件,利用专业的预制场对其进行针对性的预制。例如对沉箱进行浇筑时,我们除了可以采用一次立模连续浇筑工艺之外还可以选用分段爬模、翻模预制等施工工艺我们只有根据具体的施工环境采取不同的施工工艺,才能在减少资源消耗的同时增强沉箱的后期质量此外,我们在选择沉箱的堆放场地时需要保持整个堆放地基的平整性最大限度的确保沉箱的质量安全。对沉箱进行浮运时我们还要综合分析施工场地的气候、潮汐、航道深度等因素并将沉箱进行严格的加封仓盖,以确保整个运输过程在绝对安全的环境下进行。在对沉箱进行填仓时,身为施工人员的我们还需要做到增加沉箱的重量减少其产生的位移角度。 （3）沉箱岸壁的施工要点 很多沉箱岸壁都存在一定的安装缝和沉降缝,所以对其进行施工时我们需要做到在墙后利用整体倒滤层以及在沉箱的缝隙之间安置倒滤层等方式从而减少路面产生开口、龟裂的现象。 3. 重力式码头沉箱安装的施工技术 （1）布置沉箱盲板 通过四角隔舱盲板来控制前后高差，设置完高差后，还要将注水速度控制在一个稳定的范围内，这样沉箱才能平稳地下沉。 （2）存放沉箱 沉箱存放区域和安装位置距离有500m最为合适，距离太远则需要时间拖运，过近则对其工序的施工造成影响。如果已经有泊位投入使用，要注意不能影响船舶靠泊操作。在拟储存前，需要进行水深测量，储存区域的高程达到较高水位时，只要能满足沉箱浮游稳定吃水这个条件就可以了。在存放点到放置点这片水域水深要达到一定的深度，确保沉箱拖运时不会出现差错。建议对存放区域进行夯实整平，保证沉箱底面平整且防止沉箱底部带有淤泥。以上两种沉箱浮游稳定吃水在8m范围内，沉箱储存场地抛填高程在-7m左右，水位较高时水不会淹没沉箱，避免起浮沉箱作业进度赶不上。 （3）基床整平结果的分析 顺岸式码头多留有斜坡，由于沉箱高度差的存在，必须严格把控基床平整的质量。根据实际高度预留0.5%斜坡。实际操作时，基床的实际高程与设计值会存在误差，要认真分析基床平整的检测结果，将此作为安装控制基础上的前后高差的重要依据。 （4）沉箱起浮 在外在环境允许的情况下，方可起浮沉箱。要提前计算最大抽水量，便于选择潜水泵和发电机。潜水电泵在仓内布置应合理。抽水过程中，经常检查水位和水位差，发现水位相差过大，要及时进行调整，避免起升后浮起事故的发生。 4.重力式码头沉箱安装施工中的常见问题分析 近年来，随着我国水运市场的快速发展，使得我国重力式沉箱码头建设施工呈现出大型化、深水化的发展趋势，与此同时，人们对重力式沉箱码头的施工要求也越来越高，使其必须在短期内完工，这就迫使重力式沉箱码头施工面临着工期紧、任务重的现状，从而导致重
中交第一航务工程局第二工程有限公司典型施工方案 工程名称：山东液化天然气LNG项目 码头及陆域形成工程 典型施工项目：沉箱出运及安装 典型施工范围：工作船码头沉箱 计划施工时间：2012.12.30 审批：编制： 2012年12月25日
一、典型施工的目的 1、检查施工工艺，以便更好地保证工程质量和总体施工进度要求。 2、检查施工方法的经济、合理性。 3、检查施工力量的配臵（包括劳动力、施工机械设备、技术管理人员和施工人员等）是否合理。 二、主要施工工艺和技术组织措施 1、工程概述 山东液化天然气（LNG）项目码头及陆域形成工程工作船码头采用重力式沉箱 A1型沉箱1个，重793t,A2型沉箱1个，重965t， B型沉箱2个，重1594t，C型沉箱7个，重1305t， D型沉箱1个，重1985t。利用6000t“半潜7” （长72.6m，宽35m，高24.5m）出运，每次出 运两个。沉箱安装采用陈低潮人工控制压水安 装。 2、沉箱浮游稳定计算：
下面以C型沉箱为例计算沉箱的浮游稳定性： C型沉箱平面图 注:以沉箱底板中心为计算原点。
三、主要工序施工方法 1、施工工艺流程： 施工前准备
2、施工方法 2.1、沉箱出运 沉箱出坞前，工作人员提前2小时到达半潜驳，每个沉箱配备5名起重工，半潜驳甲板安排2名起重工负责收放晃绳。出坞前应做好如下准备：沉箱一角吊鼻带晃绳(φ20钢丝绳)通至半潜驳的绞罐上；插好加水阀门杆；测水绳8根；另外准备好靠驳轮胎6个。 在出坞之前，半潜驳注水下潜，当沉箱下潜至吃水4.0m时（阀门孔在沉箱底向上4.0m位臵），此时阀门孔刚进水，半潜驳停止下潜，打开阀门，检查阀门是否能够开关自如，如阀门不能关闭或有漏水现象，应立即停止放水，半潜驳排水起浮，对阀门进行修理。如阀门完好，则继续向沉箱内放水，起重工使用测绳监测舱内压水面高度。舱内压水应严格控制，误差为50mm。 在差30cm达到压水高度时，关闭一半阀门控制压水速度，对压水高度进行微调，各压水区达到要求压水高度后，关闭阀门，并检查各阀门是否漏水，如有漏水现象，半潜驳应排水起浮直至露出阀门孔，对阀门进行修理或对其进行封堵；如阀门工作正常则半潜驳继续注水下沉。注水过程中，将靠驳轮胎挂于靠近坞墙的两侧，每侧两个，前后各1个，另外2个靠驳轮胎放在半潜驳上，出坞时视情况备用，避免沉箱出坞磕碰坞墙。当后两舱压水达到要求的高度后，停止压水，半潜驳继续注水下潜。当沉箱下潜至吃水6.8m，此时沉箱处于浮游稳定状态，半潜驳继续下潜50cm的富余水深，停止下潜。此时工作人员应做好出坞准备，沉箱上人员密切观察沉箱动态，并通知小艇就位做好顶推准备，此时,缓慢放松船艉晃绳，拖轮从两侧分别拖动沉箱出坞。 沉箱出坞示意图 半潜驳 半潜驳 沉箱1沉箱2 拖轮拖轮
目录 第一章设计资料 ------------------------------------- 3 第二章码头标准断面设计------------------------ 5 第三章沉箱设计 ------------------------------------- 11 第四章作用标准值分类及计算----------------- 15 第五章码头标准断面各项稳定性验算------- 44
第一章设计资料 (一)自然条件 1.潮位： 极端高水位：+6.5m；设计高水位：+5.3m；极端低水位：-1.1m； 设计低水位：+1.2m；施工水位：+2.5m。 2.波浪： 拟建码头所在水域有掩护，码头前波高小于1米（不考虑波浪力作用）。 3.气象条件： 码头所在地区常风主要为北向，其次为东南向；强风向（7级以上大风）主要为北~北北西向，其次为南南东~东南向。 4.地震资料： 本地的地震设计烈度为7度。 5.地形地质条件：
码头位置处海底地势平缓，底坡平均为1/200，海底标高为-4.0~-5.0m 。根据勘探资料，码头所在地的地址资料见图1。 图一 地质资料 (二) 码头前沿设计高程： 对于有掩护码头的顶标高，按照两种标准计算： 基本标准：码头顶标高=设计高水位+超高值（1.0~1.5m ）=5.30+（1.0~1.5）=6.30~6.80m 复核标准：码头顶标高=极端高水位+超高值（0~0.5m ）=6.50+（0~0.5）=6.50~7.00m (三) 码头结构安全等级及用途： 码头结构安全等级为二级，件杂货码头。 (四) 材料指标： 拟建码头所需部分材料及其重度、内摩擦角的标准值可按表1选用。
在谈论气囊出运沉箱之前，先介绍一下几种常见的沉箱出运下水方式，以便对气囊出运沉箱在整个沉箱出运下水施工中发挥的作用有所了解。 干船坞方式： 在干船坞内预制沉箱，待沉箱预制完成后，向船坞内注水，沉箱漂浮，打开坞门，拖轮拖带沉箱出坞。这种方式下水，不存在沉箱在场地内的平移问题，施工效率高，安全性好，几乎无安全风险。缺点是： 投资大；干船坞一般是为造船而修建的，平面尺寸较大而水深较浅，不适合预制高沉箱。 船台滑道预制下水方式： 在船台上预制沉箱，采用台车沿滑道下水，至水深满足要求时，沉箱漂浮。投资仅次于干船坞，不能预制大型沉箱。 吊装下水方式： 在沉箱顶部预留吊孔或预埋吊环，采用起重船吊沉箱下水。施工效率高，安全风险大，只适合1000吨以下的小型沉箱。 浮船坞下水方式： 沉箱在陆地台座上预制后，采用气囊或台车移运沉箱至浮船坞上，浮坞排水离开出运码头搭岸或坐底梁，至较深水域，浮坞注水下潜，至满足沉箱浮游稳定的水深，沉箱漂浮在拖轮拖带下离开浮坞。浮船坞可购买或租赁，预制场的投资较低，适应范围广，综合成本低。是目前国内沉箱下水的主要方式。缺点是： 若采用气囊移运沉箱，风险较大；若采用台车出运，台车的投资较大。 采用吊装方式或浮船坞下水方式，受码头前沿线的限制，都要解决沉箱自台座移至出运码前沿或浮坞甲板上的问题。气囊出运沉箱虽然存在安全风险，但是对地基承载力要求低，场地适应性好，成本较低，因此应用广泛。本次结
合烟台港西港区防波堤二期工程，对于气囊出运沉箱需注意的几个问题或者说施工要点，结合自己的心得体会，与大家共同探讨。 一、顶升地沟 为什么要有顶升地沟？顶升地沟的作用，就是在顶升沟内穿入高压顶升气囊，采用高压顶升气囊将沉箱顶离地面，以便穿入行走气囊。 有没有别的方法实现这个目的？可以用斤顶顶升沉箱，但是千斤顶顶升沉箱只适合顶升3000吨以下的沉箱。另外可用H型钢围成框架中间填砂的方法，代替顶升沟的作用。这种方法钢材使用量较多，预制沉数量较多时，建议采用顶升地沟工艺。 1、顶升地沟断面尺寸的确定： 现在市场上常见的是直径1米的气囊，气囊在未充气状态下穿入地沟内，直径1米的气囊周长是 3.14米，理论上顶升地沟净宽为米，根据经验一般确定净宽为 1.6～ 1.65米。 本工程沉箱预制场原有4条台车地沟，宽度均为 1.4米，达不到穿入直径1米常规气囊的要求，按常规考虑要对这4条地沟拓宽。 为达到顶升沉箱的要求，且最大限度降低成本，并加快预制场的改造进度，使预制场尽快投入使用。保持原有4条地沟尺寸不变，订制直径 0.9米的气囊。在中间增设1条能穿入直径 1.2米气囊的地沟，中间地沟净宽 3.14× 1.2÷2=
码头沉箱出运及其安装工艺的研究 发表时间：2016-12-06T10:27:18.647Z 来源：《基层建设》2016年21期作者：黄湛威[导读] 摘要:沉箱作为码头工程最大型的预制构件，沉箱的拖运与安装是码头工程施工的重难点项目。 中交广州航道局有限公司广东广州 510000 摘要:沉箱作为码头工程最大型的预制构件，沉箱的拖运与安装是码头工程施工的重难点项目。本文通过施工实例介绍了某码头沉箱拖运与安装施工控制，分别从施工条件、方案及沉箱安装的质量控制等方面进行详细的论述，对此类项目施工具有一定的参考价值。 关键词: 码头；沉箱；施工；安装；质量控制引言 重力式码头沉箱具有操作性强、整体稳定性高、耐久性高与施工进度快等特点，在水工建筑中广泛应用。然而由于受到多重因素的影响，使得码头沉箱施工中出现了若干的质量问题，严重影响到码头主体的施工质量。因此，如何控制好重力式码头沉箱施工过程中的质量，就成为了目前相关人员的重要课题。本文以某码头工程项目为例探讨了沉箱拖运与安装过程中的质量控制措施。 1 工程概况 某码头结构采用重力式沉箱结构，共需安装沉箱70块，沉箱单块重量约500t，其尺寸为7.6m×7.95m×14.50m(包括前趾为8.5m×7.95m×14.50m)。沉箱由某预制厂预制，后出运拖至现场安装，拖程约8.5海里。码头剖面及沉箱结构示意图详见图1。 图1 码头剖面及沉箱结构示意图 2 施工条件 码头前沿线临近涨落潮流和某江泾流主泓线，潮流流速较大，其最大涨落潮流速达3～4节。沉箱在最高潮时由预制厂起拖，拖运经过航道至暗礁约6海里，由暗礁转向至安装地点需顶流行使约2.5海里。拖运航道弯曲复杂，水流较急，航道宽度为120～200m，水深7～8.5m。考虑到航道常有大型船舶进出，我们选择相对较少的高满潮后半小时开始沉箱顺流拖运。 3 施工方案 本工程所在地距沉箱预制场8.5海里，根据我司以往类似工程的施工经验，选用200t起重船(自有)吊拖方法，即沉箱由起重船浮吊在船头经加固后由一艘2,200HP拖轮和另一艘400HP拖轮分别夹靠起重船左右两侧进行拖运，其施工工艺流程为:预制厂500t门机吊吊运至出运坞安放(沉箱后两舱加平衡水)→起重船吊离坞(绞船至深水区)→沉箱加固→拖轮傍拖起重船至安装现场→起重船抛锚定位→沉箱在起重船协助下注水下沉着床。 3.1 船舶性能 (1)起重船9#:船长42m，宽20m，满载吃水2.4m，主钩吊重200t，副钩吊重25t×2。 (2)拖轮2003#:船长37.7m，宽10.0m，吃水3.5m，拖力为28t，主机2200HP. (3)拖轮405#船:船长:27.03m，宽6.80m，吃水2.6m，拖力为5t，主机400HP 3.2 沉箱拖运 沉箱预制完成且其砼强度满足起吊要求后，利用预制厂500t门机吊在最低潮水位时把沉箱吊离预制场地运至出运坞内安放好，经检查沉箱周边和底板均无渗漏后，500t门机脱钩，起重工对沉箱吊孔进行封闭好后500t门机移开。安装人员登上沉箱顶，按照计算要求在沉箱四个隔舱内外各挂一台潜水泵接通电源向沉箱后两舱加灌平衡水，达到要求后停止加水。起重工把两根缆风绳一端系在沉箱后壁两吊环上，另一端绑扎在起重船左右两侧系缆柱上，起重船下放吊钩挂好沉箱吊缆并稍为收紧。在最高潮前约半小时，起重船缓缓吊起沉箱此时沉箱前趾处于左侧方向(详见图2:沉箱出坑示意图)。利用沉箱上系好的缆风绳与船上3#绞缆车连接并绞动，使沉箱逆时针旋转90°至沉箱前趾朝向船头(详见图2:沉箱出坑起重船抛锚定位示意图)。起重船升扒杆下吊钩尽量使沉箱靠近船头，同时收紧左右两侧的缆风绳，以免沉箱左右摆动，起重船即可往外移至深水区，安装人员下至交通船上系沉箱围缆，围缆一端与船头右侧拉环连接，另一端与左侧3#绞车连接，利用绞车绞紧，使沉箱紧靠起重船船首位置，沉箱加固完毕(详见图3:沉箱加固示意图)，拖轮两艘驶近分别傍靠起重船两侧船舷，带好托缆后，即开始拖航(详见图3:沉箱拖运示意图)。
重力式码头沉箱安装偏差质量通病的防治 重力式码头沉箱安装偏差过大，会影响上部结构胸墙的高度、竖直度以及码头的顺直度、长度等。影响沉箱安装质量的因素很多，如基床夯实、整平质量的好坏，安装方法是否先进以及安装时的的海况等。 随着码头结构大型化和深水化的发展，重力式码头所采用的沉箱也在不断加高、加长、加大，客观上给沉箱安装偏差的控制带来了困难。通过工程实践，沉箱高度大于15m时，沉箱安装的各种允许偏差值(尤其是接缝宽度)较难控制。 为提高工程观感质量，节约工程成本投人，非常有必要对沉箱安装偏差过大的质量通病进行治理。 1工程概况 烟台港龙口港区27#、28#、29#通用泊位工程沉箱共三种规格，码头标准段沉箱（A型）高16.8m、宽17.45m，长18.826m，单个沉箱重量约2558t，共49个；码头南侧与南护岸直立段连接的沉箱（A'型），其区别A型沉箱处为沉箱后趾去掉2m，后墙上部去掉牛腿，单个沉箱重量约2539.7t，共计1个；南护岸直立段沉箱（B型）高16.8m、宽13.725m，长18.826m，单个沉箱重量约2038.4t，共计2个。每个A型和A′型沉箱均由前后面板、2个侧面板、16个舱格、3个横隔墙、3个纵隔墙组成，其中前后面板厚0.4m，侧面板厚0.35m，舱格尺寸为L*B*H=4.344*3.475*16.2m，隔墙厚0.25m。沉箱左右对称、前后顶部不对称，前后趾宽度为均为1m。沉箱安装设计缝宽为70mm，倒坡约为1%。本工程沉箱皆为大型沉箱，安装偏差控制难度较大，结合工程实际以及多年施工经验，有针对性地对沉箱安装偏差过大的质量通病进行了治理，取得了较为满意的效果。 2沉箱安装允许偏差、缺陷影响及原因分析 2.1 临水面与施工准线偏差 2.1.1允许偏差值:50mm 2.1.2缺陷影响 临水面与施工准线偏差过大，将造成上部结构胸墙模板支立困难，使胸墙底部宽度发生变化、断面尺寸不一、码头前沿线改变等。 2.1.3原因分析 由于技术人员不够精心，计算错误而造成控制基准线错误；测量仪器不够先进、测量基线不够精准、由于外力作用造成控制点位移过大、控制点未按要求复测等，从
赤湾胜宝旺重力式码头沉箱的施工技术要点探讨 摘要：我国水运事业正在快速发展，各地港口码头的规模在不断扩大。由于重 力式沉箱码头较为耐用，地面荷载变化及水平荷载承受能力较大，在我国沿海港 口中普遍应用。本文根据赤湾石油基地胜宝旺项目对港口重力式码头的施工技术 要点进行分析，望有些许参考价值。 关键词：重力式码头；沉箱预制；技术要点 1.赤湾胜宝旺重力式码头概述、概况 1.1重力式码头整体结构相对稳定，有很强的载荷承受能力，运用于地质基 础较弱的地区进行码头施工建设较为合适。重力式码头依据墙身结构可以分为沉 箱码头、方块码头、大直径圆筒码头等类型。码头主要是为船舶提供停靠以及货 物装卸服务，需要使用各种大型机械设备，具有的较高水平稳固性的重力式码头，得到广泛应用。 1.2本工程位于深圳港赤湾港区胜宝旺，工程规模：本工程包括一个胜宝旺1000t级驳船泊位（结构按照1.5万t级预留），水工主体结构采用重力式沉箱结构，单件沉箱重力174吨，段长50.8m；采用高桩墩台结构作为共高桩结构与重 力式结构的过渡段，过渡段长度为33.2米，Φ1.2m基桩。主要结构型式：沉箱结构、抛石斜坡式结构、道堆基础结构和排水及供电管线。重力式沉箱结构段：段 长50.8m，码头前沿底部标高设计为-6.09m，顶部高程4.41m。主体以沉箱为基础，单体重量为174吨；抛石基床厚度7m，底标高-13m，沉箱上部胸墙使用混 凝土现浇，胸墙上设管沟。 2.赤湾胜宝旺重力式码头施工技术要点 2.1开挖基槽施工 在基槽挖泥施工过程中，重力码头的基础部位作用较为突出，其质量水平直 接影响到工程的耐久性与稳定性，因此作业时必须严格按设计要求进行施工，确 保挖泥的深度与宽度符合标准，误差必须控制在范围内，超宽波动反应控制在2 米之内，超深不小于0.3米，根据工程实际情况选择合适的挖泥船。施工、设计、建设与监理单位四方共同对基槽工序进行验收，验收内容主要包含平面位置尺寸、基槽水深、宽度、边坡等。合理利用超声波测试仪，测深精度控制范围在十厘米内，施工单位先对基床底部原状土进行自检，符合标准要求后再报与监理工程师 进行复查，符合图纸标准要求即算完成施工，倘若现场土样存在问题，监理方应 与相关设计人员在现场进行最终的土样鉴别。 2.2抛石基床施工 在基坑开挖后，应先派潜水员到现场勘查作业，看是否有淤积现象，应确保 石材的质量符合技术设计标准，并与底座紧密配合，将底座压到一定的宽度和厚度。基床厚度应压实，每层厚度应为1至2米。在压实施工前，应先进行夯实过程，以确定夯击的频率和能量。在完成坚实的基础床后，应组织相关人员进行夯实，然后合理的检查和检查夯实的紧密性和均匀性。基床抛石过程中需按地基沉 降量预留。 2.3预制沉箱施工 在重力式码头沉箱预制方法主要有吊放式、船坞式、滑道式、挖掘式。具体 工序为：钢筋施工→模板施工→浇筑施工→养护。沉箱混凝土浇筑需在施工过程
西气东输二线大铲岛枢纽站陆域形成工程码头工程沉箱出运、运输及安装施工方案 编制单位：中交一航局第五工程有限公司西气东输 二线大铲岛枢纽站陆域形成工程项目经 理部 编制： 技术负责人： 编制日期：
1 编制说明 1.1 编制依据： 1.1.1中交第四航务工程勘察设计院有限公司《西气东输二线大铲岛枢 纽站陆域成工程施工图纸》； 1.1.2《西气东输二线大铲岛枢纽站陆域形成工程施工组织设计》；1.1.3《重力式码头设计与施工规范》（JTS 167-2-2009）； 1.1.4《水运工程质量检验标准》（JTS 257-2008）； 1.1.5 西气东输二线大铲岛枢纽站陆域形成工程水工结构施工图设计 说明及施工技术要求； 1.1.6我公司质量、环境、职业健康、安全管理体系文件； 1.1.7本方案适用于沉箱出运、运输及安装。 1.2 简要说明： 本施工方案是西气东输二线大铲岛枢纽站陆域形成工程码头工程沉箱出运、运输及安装施工生产过程控制的指导性文件，旨在明确各个环节的施工方法、措施、程序和标准，贯彻执行设计意图，确保施工生产顺利进行，从而达到提高工程质量、加快施工进度、降低工程成本、保证安全生产的综合目的。 2工程概况 2.1简述 西气东输二线大铲岛枢纽站陆域形成工程码头工程沉箱共计27座，在我公司东莞预制场预制，沉箱采用单列台车横纵移，起重船起吊沉箱到自航驳船上，自航驳船运输的出运工艺运输至施工现场，现
场采用起重船吊装。 2.2主要工程量及参数 沉箱主要设计参数见下表（表中尺寸单位为米）: 2.3气象 2.3.1一般风况 本区域属于南亚热带海洋性季风气候。强风向为ESE，次风向为ENE向及E向； 2.3.2雾 全年雾日多出现在冬春两季，其中尤以2月、3月份雾日最多，6～11月雾日少见。水文特征 2.3.3潮汐与水位 潮型及主要潮位特征值 本港潮汐类型属规则日潮港区。潮位特征值如下（以当地理论最低潮面起算，下同）： 最高潮位 3.04m 最低潮位－0.29m 平均高潮位 2.39m
目录 第一章设计资料------------------------------------- 3 第二章码头标准断面设计------------------------ 5 第三章沉箱设计------------------------------------- 11 第四章作用标准值分类及计算----------------- 15 第五章码头标准断面各项稳定性验算------- 44
第一章设计资料 (一)自然条件 1.潮位： 极端高水位：+6.5m；设计高水位：+5.3m；极端低水位：-1.1m； 设计低水位：+1.2m；施工水位：+2.5m。 2.波浪： 拟建码头所在水域有掩护，码头前波高小于1米（不考虑波浪力作用）。 3.气象条件： 码头所在地区常风主要为北向，其次为东南向；强风向（7级以上大风）主要为北~北北西向，其次为南南东~东南向。 4.地震资料： 本地的地震设计烈度为7度。 5.地形地质条件： 码头位置处海底地势平缓，底坡平均为1/200，海底标高为-4.0~-5.0m。根据勘探资料，码头所在地的地址资料见图1。 图一地质资料
(二)码头前沿设计高程： 对于有掩护码头的顶标高，按照两种标准计算： 基本标准：码头顶标高=设计高水位+超高值（1.0~1.5m）=5.30+（1.0~1.5）=6.30~6.80m 复核标准：码头顶标高=极端高水位+超高值（0~0.5m）=6.50+（0~0.5）=6.50~7.00m (三)码头结构安全等级及用途： 码头结构安全等级为二级，件杂货码头。 (四)材料指标： 拟建码头所需部分材料及其重度、内摩擦角的标准值可按表1选用。 (五)使用荷载： 1.堆货荷载： 前沿q1=20kpa；前方堆场q2=30kpa。 2.门机荷载： 按《港口工程荷载规范》附录C荷载代号Mh-10 -25 设计。 3.铁路荷载： 港口通过机车类型为干线机车，按《港口工程荷载规范》表7.0.3-2中的铁路竖向线荷载标准值设计。 4.船舶系缆力： 按普通系缆力计算，设计风速22m/s。
坐底式半潜驳出运沉箱工法 1.前言 我国南方地区没有大型沉箱溜放滑道设施，历史上所采用的沉箱多在1000吨以内，采用起重船装驳船运输和安装工艺。而北方地区沉箱溜放滑道设施对预制场的选址要求较高，为适应近年来码头深水泊位及沉箱大型化发展趋势，摆脱大型沉箱下水出运对大型起重船和深水出运航道的依赖，有利于对沉箱成品质量的保护。中交第一航务工程局有限公司自2002年10月开发了坐底式半潜驳出运沉箱的工艺装备，并成功应用于广州港南沙港区、广西钦州燃煤电厂七万吨级卸煤专用码头等工程的沉箱出运，完善了坐底式半潜驳出运沉箱施工规程，目前，我局共拥有7艘坐底式半潜驳，其中3000t举力3艘、4000t举力2艘、5000t举力1艘、5600t举力1艘，广泛应用于除原建的滑道预制场周边地区以外的重力式码头工程的沉箱出运施工中，该工法被证明是一项行之有效的施工工法，代表了目前沉箱出运施工的先进水平。 本工法的关键技术获2005年度中交集团科学技术进步奖二等奖，坐底式半潜驳成果通过了天津市科委组织的科技成果鉴定，整体水平达到国际先进，并获得了国家实用新型专利（专利号：200420028484.2）。 2.工法特点 与传统滑道溜放、直接拖带的沉箱下水、出运工艺相比，本工法具有适应性强、对水深条件要求低、对环境影响小、安全可靠、节省投资等特点。 2.0.1半潜驳吃水一般只有沉箱吃水深度的1/4，对水深条件的要求大大降低，能够适应于更广大的地区。 2.0.2半潜驳坐底所需水下基础可做临时基础，不但基础长度只有滑道长度的1/3～1/4，减小了对水域环境的改变，且完工后可挖除以恢复原来的地形地貌，消除对环境的影响。 2.0.3采用本工法较沉箱水上直拖，大大提高了施工的安全性。 2.0.4沉箱纵移上船施工过程安全平稳，减少了长航拖运时沉箱预埋拖环（或下围缆）、封仓等工序，拖航时航速快（较沉箱水上直拖提高60%），大大提高施工效率。 3.适用范围
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第一章编制范围、依据及原则 1.1 编制范围 本施工组织设计的编制范围为秦皇岛港101#、102#泊位主体加固改造工程，主要工程内容为101#泊位更换护舷；102#泊位拓宽，新建靠船平台及相应配套设施，对两泊位沉箱及胸墙破损进行修复。值班室土建、电气及采暖、工艺管道、管线等支架砼墩制作。 1.2 编制依据 1.秦皇岛港101#、102#泊位主体加固改造工程施工招标文件 2. 秦皇岛港101#、102#泊位主体加固改造工程施工图纸及其设计说明文件 3.《水运工程测量规范》（JTJ） 4.《重力式码头设计与施工规范》（JTS）； 5.《水运工程质量检验标准》（JTS） 6.《港口工程地基规范》（JTS） 7.《水运工程混凝土施工规范》（JTs202－2011） 8.《给排水管道工程施工及验收规范》（GB）； 9.《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB）； 10.《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB）； 11.《石油化工有毒，可燃介质管道工程施工及验收规范》（SH）； 12.《石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范规范》（SH）； 13.《压力管道规范》（GBT20801.1-2006）； 14.《建筑桩基技术规范》（JGJ） 15.《水运工程施工安全防护技术规范》Jts 16. 国家和地区颁布的其它有关技术法规和规范 17. 本单位施工船机设备性能及在该区域施工经验。 1.3 编制原则 本施工组织设计是根据我公司类似工程的施工经验和本工程特点，综合考虑工程质量、工期及造价等因素的基础之上，采用合理的施工工艺及船机设备，
一、沉箱上驳及出运方案 南沙一期工程沉箱长17.84米、宽14米、高18.9米，重约2212吨。施工方案采用4100吨浮船坞搭接码头——浮坞上的卷扬机拉沉箱上驳——浮坞拖到施工区域——浮坞下潜——沉箱拖到安装位置就位。 1.1船机配备及设备材料清单 1.1.1船机配备清单 1.1.2设备材料清单
1.2沉箱上浮坞 1.2.1搭接方式 本工程采用专用重型沉箱上驳码头，搭接部分码头面标高2.9米，搭接采用GD160钢轨、长20米、钢轨面标高1.5米，码头结构见”东江口预制场2000吨沉箱出运码头”。搭接时浮坞的首部搁置在钢轨上，浮坞的甲板面与码头面平，码头与沉箱间铺厚14毫米钢板，其总长度为20米，宽为1.5米。 1.2.2浮坞的锚位及地牛 如下图浮坞前部左右利用码头上系缆环系两条缆、控制船头左右移动对齐码头前沿，前部用一条缆带码头上新做的地牛、控制船舶顶住码头，
船尾左右抛两门锚。 图1-1浮坞搭接系缆图 1.2.3搭接操作 由于东江口潮差变化不大，要采用浮坞预压水，沉箱上驳后，浮坞抽水抵消沉箱压力来保证船头可离码头。为确保码头的安全，整个搭接上驳过程要在涨潮操作。进入搭接前，浮坞按图1-1在距离码头约4米处系缆、
抛锚就位，艏部压水调节到艏吃水1.3米，在船头高过码头面约0.2米时，移船进入搭接；进入后艏部继续加水，抵消船舶由于潮水上涨而上浮，使船头在沉箱上船前始终压住搭接钢轨。当沉箱移到船上1.5米时，浮坞要立即开始排水，直到将所有的压载水排空。等到潮水涨到使船头高过码头面0.2米时，浮坞移出离开搭接口。见图1-2 图1-2浮坞进入\离开搭接状态示意图 1.2.4拉沉箱上驳 1.2.4.1沉箱就位 由于沉箱高过船上10吨吊机，上驳前要将前吊机臂杆沿船纵向摆放好。 浮坞后部墙上设有两台10吨电动卷扬机，通过导向滚筒到甲板面上，联接定滑轮组及动滑轮组。 沉箱用气囊形式出运，岸上尽量将沉箱移到码头前沿，并使沉箱中线与出运通道中线一致（横向偏移不得超过1米）。浮坞搭接后，将沉箱上扣头接到浮坞上两动滑轮组，用浮坞上两台10吨卷扬机拉沉箱上驳（拉力120吨），移动程序同岸上出运（如图1-3）。注意沉箱应沿浮坞中线移动，