临岸区域沉箱运架一体施工技术

临岸区域沉箱运架一体施工技术

付一方               李佳珂

中国建筑土木建设有限公司  江运港    江苏海州湾发展集团有限公司

[摘要] 在新时期背景下，我国水运事业得到了快速发展，港口码头的规模在大范围扩张。沉箱出运及安装是一项系统工程，需要综合考虑沉箱预制场地、出运通道、气囊搬运等诸多因素。基于此，文章对大型沉箱出运和安装过程中存在的问题进行分析，并介绍了沉箱出运及安装施工关键技术。本文将分析重力式码头施工中应用到的施工技术，提出有效措施。

[关键词] 港口；重力式沉箱码头；施工技术

一、引言

近些年，随着我国码头领域快速发展，沉箱结构水上工作量小、稳定性好、施工速度快等优势不断凸显，沉箱运架一体施工技术应用范围不断扩大。在当前水运事业发展过程中，沉箱运架一体建造发展越来越规范化、合理化。

二、项目工程概况

西连岛综合开发项目位于连云港连云区西连岛，中心渔港码头位于港池北侧，从原防波堤根部向西延伸，与连岛西大堤平行布置；码头采用顺岸式布置，自原码头端部向西南延伸过渡后，平行临时码头轴线布置，采用临岸区域沉箱运架一体施工技术进行建设。

三、关于沉箱施工的概述

沉箱是有盖无底、依靠自重或加重、随着挖土而能自沉的钢筋混凝土井筒。沉箱施工时，借助输入工作室的压缩空气，以阻止地下水渗入，便于工人在室内挖土，使沉箱逐渐下沉，同时在上面加筑混凝土。当其沉到预定深度后，用混凝土填实工作室，作为重型构筑物（如桥墩、设备）的基础。

四、传统的沉箱运输安装施工工艺存在的风险

沉箱下半潜船时，半潜船需要下潜，半潜船下潜过程中，由于半潜船下水的面积太大，会引起水流剧烈扰动，在此过程中存在较大的倾覆风险；若沉箱在下沉过程中，浮游稳定性不满足要求时也容易出现倾覆；若遇到沉箱倾覆等突发状况，沉箱上方工人无法及时撤离沉箱，易造成人员伤亡。

五、沉箱运输安装一体化施工装置步骤

沉箱装船：船体就位，将处于漂浮状态的沉箱容纳于船体开口部内，实现船体与沉箱的紧密连接。

沉箱运输：启动船体，将沉箱运送至基床上方，此时船体停泊定位。

沉箱安装着床：解除夹持组件对沉箱的约束，控制注水速度以调节沉箱下沉速度，直至沉箱着床成功。

沉箱安装固定：沉箱着床成功后，继续利用给排水机构向沉箱内注水，直至达到沉箱安装的压载要求。此时，沉箱固定安装完成，启动船体，驶离沉箱。

六、沉箱出运施工技术要点

（一）沉箱出运及安装工艺介绍

1、沉箱出运工艺流程：

（1）陆上气囊出运沉箱；

（2）气囊搬运沉箱上浮船坞；

（3）浮船坞拖载沉箱至下潜坑位置，并下潜至指定位置；

（4）用起重船牵引沉箱出坞，并复测沉箱基床标高；

（5）用起重船将沉箱吊运至安装位置，并助浮安装沉箱到位；

（6）起重船进行下一个沉箱安装作业。

2、沉箱安装工艺：

在起重船将沉降吊至安装点之后，安装人员需按照规定调整沉箱上的缝隙，并对沉箱进行灌水以使其下沉。安装人员需通过测量检查沉箱四个角点的标高，并将其调整至标准要求。检查完毕后，立即继续注水。当沉箱底部与基床顶部相距30至50厘米时，再次进行检查，以确保沉箱平稳、准确地落在基床顶部[1]。

3、沉箱出运及安装施工关键技术

（1）沉箱陆上出运

沉箱陆地运输通常采用气囊搬运技术，移动气囊一般为圆柱形超高压气囊，其骨架材料为绵纶帘子布气囊充气完成后，将沉箱升至一定高度，检查各气囊压力值，确保气囊保持一致。完成各项检查后，利用卷场机组、轮滑组、地轮、钢丝绳等设备使气囊滚动，逐步将沉箱搬运至浮船坞上。

（2）沉箱装驳及下潜

沉箱上半潜驳过程：在沉箱下水及浮运过程中，需调整半潜驳载舱内的压载水，使船艏支承于码头承台支座上，确保甲板与码头保持水平位置[3]。在沉箱四角设置拉环和系揽，以免沉箱起浮时出现漂浮或转动。

沉箱下潜及出驳环节：开挖和验收下潜坑；开挖和处理沉箱进出航道；在沉箱四角标示水尺；在下潜过程中，注意对沉箱进行分隔仓灌水，以满足起重船起吊高度和跨度要求；沉箱浮游稳定计算时应采用钢筋混凝土实际测量数据，确保沉箱稳定计算数值精确、真实，保障浮游稳定性。

（3）沉箱现场安装

1）做好施工技术人员、船舶施工人员技术交底和安全交底工作；

2）设计沉箱专用吊装索具，利用吊具改变钢索吊力作用方向，确保沉箱垂直受力；

3）做好沉箱存放区检查工作，确保沉箱存放区满足实际要求；

4）详细计算沉箱下水、存放和安装具体位置，提前绘制好船舶站位图；

5）全面核算并复查沉箱安装过程，确保起重船吊力、舱内水压、吃水和浮稳，制定预防措施，设置水尺，保持作业秩序。

七、沉箱出运一体施工质量管理

（一）建立完善的质量管理体系

在沉箱出运一体施工前，需对码头工程合理规划，熟悉工程特点要求，分析重难点，准备防渗、防冲等工作。建设中需多部门协同，明确责任和任务，从设计到原材料管理，做好协调和管理，形成质量监督体系。确保施工中问题能快速发现，及时解决，保障工程质量。

（二）沉箱出运质量的控制

在沉箱装驳的过程中，我们可以让沉箱处于微爬坡状态，这样可以有效防止沉箱在平移装驳时出现前冲和滑移的情况；在进行沉箱浮游稳定计算时，我们需要根据实测资料来确定钢筋混凝土的重度；在计算沉箱吃水时，需要考虑到施工过程中构件重量的偏差、设置工作平台、通水螺栓孔等因素的影响；在沉箱浮调安装过程中，我们需要根据水位的变化来调整沉箱灌水的下沉深度，以确保有一定的沉箱定位作业时间；在定位沉箱时，需要考虑到水流或潮流的影响，可以通过调整沉箱的平面控制缓绳来控制沉箱下沉的位置。

八、港口重力式沉箱码头施工技术的改进

（一）对港口重力式码头的应力减小

港口重力式码头施工过程中的结构与沉降关系密切。通过降低顶部应力，可以降低码头的沉降量。在工程建设的后期阶段，为确保沉箱结构避免出现沉降，需在码头底部进行填料，借助石块间的摩擦增加应力传递范围。

（二）对重力式沉箱码头的沉降控制

沉箱加载后，沉降位置需一段时间才收敛，若频繁发生，易使基槽泡水软化、崩裂，影响码头寿命。故需先稳定位移才安装轨道系统，加速施工，但沉箱负载增大、反应时间延长。实际施工中，抛石前需清槽，一周内完成抛石，控制土层厚度。

（三）控制重力式码头前后轨之间的距离

在对港口重力式沉箱码头的设计施工过程中，机械设备前后轨之间的距离差要小于25cm，为了有效避免施工中有事故的发生，需要在施工之前留出空隙，要将前后轨之间的高度差进行控制，有效确保安全的范围。

九、结语

综上所述，要确保沉箱安装的高质量，我们必须进行详尽的基床检查，以确保其表面没有淤泥和碎石等杂物。在安装过程中，我们要实施严格的防冲保护，防止任何形式的碰撞损害。我们更要对沉箱的质量进行严格的控制，对缝宽、临水线、码头总长度和基床接触面平整度等关键参数，要确保完全符合规范要求。通过深入研究沉箱出运及安装施工的关键技术，我们期望能为未来同类型的工程提供参考，进而提升整体工程的建设水平。

参考文献

[1].许文贵.重力式沉箱码头施工与质量控制分析[J].珠江水运,2018,06:97-98.

[2].冯海暴，曲俐俐，付大伟，冯甲鑫大型沉箱运输安装一体化施工装置及施工工艺

[3].掌桥科研20190329

[4].2021/8/25   来源：《工程管理前沿》2021年第10期   作者：易义辉

[5].大型沉箱出运及安装施工关键技术  温文峰，杨文忠，严志娟《中国水运》2018.3