沉箱出运码头的设计及作业管理

发表时间：2019-05-23T11:19:34.450Z 来源：《防护工程》2019年第3期作者：杨晓安子超[导读] 港口工程的沉箱出运码头为工程措施性项目，具有专用性、临时性等特点，其建设需在满足必要的使用功能和安全的前提下，尽量节省投资，做到安全、适用、经济。山东港湾建设集团有限公司山东省日照市 276800摘要：港口工程的沉箱出运码头为工程措施性项目，具有专用性、临时性等特点，其建设需在满足必要的使用功能和安全的前提下，尽量节省投资，做到安全、适用、经济。结合某项目沉箱出运码头的工程实例，介绍了大型沉箱出运码头的设计条件、平面布置方案以及

结构设计方案，并对沉箱出运码头的设计以及作业过程的管理要求等进行了总结。

关键词：沉箱；出运码头；设计引言：

沉箱结构的水上工作量小、施工速度快、整体稳定性好，被广泛应用于码头工程，而近年来随着码头泊位的大型化发展，3,000t级及以上的大型沉箱越来越多地被采用。为了满足大型沉箱的出运装驳，出运码头的设计、建造就成为施工方案中重要的一环，出运码头需紧密结合大型沉箱的出运装驳工艺来设计，既要满足施工的使用要求，又需考虑其临时性、专用性等特点。本文结合某电厂15万t级煤码头工程3,000t级沉箱出运码头的工程实例，对其设计标准、结构方案、以及施工和作业管理的要求等进行了探讨和总结。 1码头设计

1.1设计工况

出运码头为临时结构，其功能较单一，但使用荷载较大，针对这一特点，对码头的使用工况给予了限制，结构按短暂组合进行承载能力极限状态设计，使用期2年，安全等级为Ⅱ级。码头的使用荷载简化为土压力、自重、半潜驳搭板的搁置力等几种荷载，其余荷载如船舶系缆力等另设地锚墩解决。同时将出运码头的使用管理与沉箱上驳作业方法也纳入码头设计的整体方案中，沉箱上驳作业采用半潜驳与出运码头平接的方式。

1.2总平面布置

（1）码头前沿的确定。预制场选址于在建的3,000t综合码头北侧，边缘距综合码头约7m，长160m、宽50m，占地面积8,000m2。预制场共设置9个沉箱胎模，沉箱按一次性预制考虑。沉箱出运码头设置于预制场西端临海侧，垂直于综合码头布置，出运码头及预制场的平面布置如图1所示。（2）码头长度的确定。出运码头长度主要考虑沉箱上驳作业所需的作业宽度和门吊作业所需的宽度，最终确定为40m。（3）码头面高程的确定。根据沉箱平接上驳的要求，码头面高程应与预制场高程一致。高程确定需考虑的因素如下：1）半潜驳的载重吃水，以及搭板的厚度；2）沉箱乘潮上驳时的潮位要求，以及潮位历时能满足沉箱上驳作业所需的时间；3）预制场高程需高于设计高水位，尽可能减少浸水的次数与时间，以免影响预制场的正常作业及用电安全。根据上述的条件与要求进行了码头面高程分析：1）结合乘潮的需要，分阶段平移沉箱，即先平移沉箱至码头区，再候潮上驳。通过预计候潮点到半潜驳的沉箱寄放区的距离，估算沉箱上驳作业所需的时间为5~6h。2）根据沉箱上驳作业所需的预估时间，可确定在平均水位+1.13m以下的潮位历时能满足上驳作业的需要。3）根据沉箱的重量确定半潜驳的吃水为3.4m左右，搭板厚1.2m、长1m、宽22m，需考虑搭板入水0.1m，即码头面高程可为+2.23m，大于+1.92m的天文大潮，也能满足预制场少浸泡水的要求。考虑到当地的潮汐为不规则日潮，为了尽可能延长沉箱上驳的作业时间，预制场的高程取+2.1m，码头面标高为+2.05m，码头上的搭板搁置槽宽度为80cm，标高为+0.8m，即沉箱上驳的作业潮位应在+0.9m以上。沉箱上驳时要求船甲板面与码头面齐平，按照该设计标高，按涨潮时开始上驳，可确保退潮至+0.9m水位前沉箱到位，并使半潜驳的调水能力满足沉箱上驳的要求。（4）码头前沿水深的确定。由于半潜驳搭板搁置于码头面的搁置槽，码头前沿的水深由船的型深控制，底标高应在-2.5m以下，最终确定为-2.7m。港池的底标高取与码头前沿停泊水域一致。

图1出运码头及预制场的平面布置图 2胶囊台车沉箱出运新工艺针对传统沉箱出运及安装工艺对特大型沉箱施工的局限性，一种新型沉箱出运工艺方案被设计出来，该工艺称为“胶囊台车顶升、运移沉箱出运工艺”，由中交集团一航局二公司发明。

2.1工艺系统构成

胶囊台车沉箱出运工艺所用设备主要由三大系统构成：胶囊台车系统，胶囊注水系统以及液压顶推系统。其中，高压胶囊注水顶升沉箱部分是关键技术。结合气囊出运工艺和台车出运工艺的优点，高压注水胶囊与台车共同组成了顶升、运移系统，从而使顶升和运移两道工序合二为一，这是该工艺区别于传统工艺的一个特点。与之配套的胶囊注水系统和大推力液压夹轨器顶推系统，是该工艺系统自动运转的动力保证。

2.2工艺技术方案