起重船吊运、安装沉箱施工技术

起重船吊运、安装沉箱施工技术

马庆松  谢孔星  刘志刚  路明远

中建筑港集团有限公司   山东省青岛市   266031

摘要：起重船吊运、安装沉箱施工技术是海上工程建设中的重要环节，它涉及到大型设备的安全运输、精确安装等多个环节。这种技术的应用，不仅可以提高工程效率，降低施工成本，而且对于保障工程质量和安全也起到了关键作用。然而，由于海上环境复杂多变，起重船吊运、安装沉箱施工技术的实施难度较大，需要有丰富的经验和高超的技术。因此，对这一技术的研究和探讨具有重要的实践意义。

关键词：起重船；吊运；安装；沉箱施工

1工程概况

项目总规模拟建2个5000t级固体化工品泊位（18A、18B泊位）及1个7000t重件滚装泊位（18C泊位），共利用码头岸线长度398m。后方陆域面积约390亩，纵深600～690m。主体为重力式沉箱结构，共有889.3t级沉箱15个，其中CX1型号2个，CX1-1型号11个，CX1-2型号沉箱2个；每个沉箱混凝土方量348.92m3，沉箱重量889.3t。每个沉箱设有6个4550mm×4683mm的隔仓，沉箱底部设有1.2m的前趾，底板厚500mm。CX1-1、CX1、CX1-2型沉箱安装的底标高为-8.7m(当地理论最低潮面，位于黄零下3.79m，下同)，沉箱安装设计顶标高均为+2.5m。本工程设计高水位为7.32m，设计低水位为0.75m。18A号泊位码头主体146.5m、18B号泊位码头主体53.79m（其中43.71m为先期工程过渡段续建，53.79m为新建完整段。

2施工流程

2.1概述

2.1.1工程概况

本工程沉箱出运采用气囊、卷扬机牵引出运，起重船起吊下水的施工方法。沉箱出运码头利用18C的重件出运平台，由沉箱预制区横移至存放区，再由存放区向码头前沿纵向移位至出运平台。

在沉箱预制区和存放区建造时，项目部已对码头已有的后方陆域进行抛石强夯处理，然后进行混凝土浇筑，预制区和堆放区的顶标高均为+8.3m，其中堆放区至吊运平台方向通道距离为68.1m，坡度为4.1‰，存放区最陡坡度1.8‰，出运平台宽度16m，沉箱底部为已建18C沉箱基础，承载力和宽度均足沉箱出运要求。

2.1.2沉箱出运施工工艺流程

项目部利用已安装的部分18B泊位沉箱作为参照，在已建码头上架设仪器，控制码头前沿线，陆上出运施工流程详见《湄洲湾肖厝港区肖厝作业区18A、18B、18C号泊位工程续建项目沉箱陆上运移施工方案》

图2-2-1水上施工施工流程图

2.2施工准备

2.3.1由工程技术部门依据压载方式计算出沉箱的浮游稳定参数，包括压载物的种类、压载的高度、压载物的计量方式、压载的仓格、沉箱的定倾高度、沉箱的干舷高度，上述参数逐一校核，确认后以书面形式下发至沉箱出运各班组及主要负责人员。

2.3.2沉箱出运前，对出运管理、技术和操作人员进行安全技术交底。

2.3.3沉箱起吊、移运

1200t自航式起重船在出运码头前沿驻位，起重人员通过软梯爬到沉箱内将钢丝绳挂到起重船钩头上，起吊到沉箱上方。起重船缓慢起钩，将沉箱吊起。两钩头起钩速度要同步，保持同一高度。当沉箱底离地面高度约1.5m时停止起吊。起重船退出出运码头，靠锚机收紧边锚移动至待建码头沉箱安装区。项目部将采租赁1艘1200t起重船用于沉箱吊运、安装，确保施工安全。

2.3沉箱出运参数计算

2.3.1沉箱吊孔设计与结构计算

单个沉箱设计6个吊孔，吊孔由国标无缝钢管做成，沉箱前壁3个吊孔钢套管外直径为360mm，壁厚为30mm，长度350mm；沉箱后壁3个吊孔钢套管外直径360mm，壁厚为30mm，长度300mm。

2.3.2吊架计算

本次沉箱共计15个，为一个类型形式尺寸，部分仅沉箱壁开口位置有所不同，但吊孔位置完全相同，沉箱重量最大为890t。单个沉箱重量为890t，沉箱吊孔内径为300mm，沉箱侧壁吊孔由铸钢管做成，沉箱前壁吊孔钢管套管外直径为360mm，壁厚为20～30mm，长度350mm；沉箱后壁吊孔钢管套管外直径为360mm，壁厚为20～30mm，长度300mm，所以沉箱销轴直径选用280mm。

2.3.3吊具计算

吊架采用Q355B材质为口1000mmx700mmx20mmX20mm箱梁和Q235B材质Φ560X14管焊接而成。耳板采用40mmQ355B材质钢板，吊耳板补强16㎜钢板。起吊重量：按1000t（沉箱自重889.3t、吊装架自重约40t、销轴5t及索具25t等）。吊具设计使用Midascivil进行验算设计。吊架自重：Z=-1（软件自行计算。荷载组合：1.2×起吊重量+1.2×吊架自重。

2.4沉箱安装

2.4.1沉箱安装施工流程

为保证沉箱安装能够精确定位，减少2次上浮安装的工作量，沉箱采取1200t起重船辅助定位安装的方式，CX1-1、CX1、CX1-2型沉箱起吊下水后移运至现场码头前沿水域进行安装。

2.4.2沉箱安装前沿线的确定

根据设计码头前沿轴线位置，在陆域适当位置留控制点，确定沉箱安装的控制基准线，利用南方GPS或全站仪测量控制沉箱安装前沿线与桩号里程。

2.4.3起重船定位、沉箱安装

本工程第1个沉箱安装采用双GPS定位控制前沿线及位置，后续沉箱依靠第1件沉箱安装，然后利用GPS或全站仪校核。

2.5起重船吊高

2.5.1布锚参数确认

本工程港池长435m、宽347m，临时码头标高为+7.5，设计低水位距临时出运码头顶面约6.75m，设计高水位距临时出运码头0.17m，在设计低水位出运沉箱时水深8.45m，船舶设计吃水3.2m，故低潮时满足沉箱出运要求。陆上地锚拟浇筑C30混凝土立方体基础，尺寸：长宽高，重量，埋深约2.5m，混凝土内埋设倒U型Ф50mm的圆钢，地锚重量约t，

(1)沉箱在临时码头出运吊装时布锚设置

在高潮位出运沉箱时起重船拟选用陆上的1#锚、2#锚固定船舶，作为船艏的牵引缆，布设长度约为55m；在低潮水位时，陆上锚缆布设长度较短，项目部将利用先期已建码头的450KN系船柱作为3#锚、4#锚固定船舶，3#锚长度约为40m，4#锚长度约为65m。船艏采用“八”字锚，船艉为7#锚、8#锚缆布设长度约均为250～300m，交叉式布锚，5#、6#锚作为横移锚，布置长度约200m。

(2)在安装16#～28#(13个)沉箱时布锚设置

沉箱由西向东安装16#～28#沉箱时，沉箱已吊运下水并浮运在海上，沉箱重量较轻。沉箱安装通过锚缆牵引移动和就位安装，因此，所有锚缆均向东迁移并重新布设。沉箱在水上移位前，陆上1#、2#锚缆先向东迁移并就位，再向东移动7#、8#锚，最后移动5#、6#横移锚缆并就位。陆上锚由叉车移位，水上锚由起锚艇布锚。安装沉箱时，收紧船艏两个八字锚，慢慢放松船艉的交叉锚和横移锚，通过锚缆微调安装就位。

(3)在安装16#～28#(13个)沉箱时布锚设置

3#锚逐渐松锚，4#锚逐渐受力起锚艇将1#锚～6#锚重新布置，时起重船到达安装沉箱位置的同时保证船舶稳定，16#～28#沉箱安装布锚图见图4.5-2。出运安装29#、30#沉箱时，由起锚艇将1#锚～6#锚重新布设。

结语

起重船吊运、安装沉箱施工技术是海上工程建设的关键技术之一，它的应用和发展对于推动海上工程建设的进步具有重要作用。因此，我们需要不断研究和探索，以提高这一技术的安全性和效率，为海上工程建设提供更强大的技术支持。

参考文献

[1]张亮，石正伟，黄辉龙.外海孤岛渔港码头沉箱出运及安装工艺比选[J].价值工程，2022，41(01):83-85.

[2]陈建仁.沉箱出运安装施工技术分析[J].工程技术研究，2021，6(04):120-121.

作者简介：马庆松，1990.6.2，男，汉族，山东菏泽曹县人，大学本科。主要研究方向：港口与航道工程。

作者简介：谢孔星，1978.7.25，男，汉族，江苏沛县人，本科。主要研究方向：港口与航道工程。

作者简介：刘志刚，1990.8.26，男，汉族，湖北红安县人，大专。主要研究方向：港口与航道工程。

作者简介：路明远，1999.6.4，男，汉族，黑龙江鸡东县人，大专。主要研究方向：港口与航道工程。