沉箱安装施工方案

沉箱安装施工方案

一、工程概况

本工程需安装沉箱14件，单件沉箱重量约为1170t。沉箱预制工作安排在本单位东江口预制场，预制沉箱经验收合格后，使用半潜驳水运至现场，现场设置下潜坑，半潜驳于现场定位下潜，沉箱浮态出半潜驳。根据现场水位条件，使用吊机船配合卷杨机拖带沉箱至安装位置，灌水使沉箱下沉就位安装。

二、施工顺序及工艺流程

2.1 安装顺序

沉箱的安装顺序为：整体工程安排为从西向东方向进行沉箱安装，由CX1（13件）→CX2（1件）。

2.2工艺流程

安装人员、辅助船机到位

沉箱抽水起浮并靠吊机船沉箱存放于养生池测量引航及定位

水位条件满足，"南沙号"船组通过临时航道

"南沙号"船组进入施工现场

半潜驳"南沙号"定位于下潜坑

吊机船定位准备牵引、平台设备吊装

半潜驳"南沙号"注水下潜沉箱出坞

吊机船定位牵引沉箱靠于船旁

利用锚艇牵引吊机船重新抛锚定位安装沉箱

三、施工方法

根据工程需要，沉箱安装将采用本单位“南沙号”半潜驳。“南沙号”半潜驳(浮船坞)性能参数如下：

沉箱安装工艺主要分为三个阶段：沉箱出半潜驳、沉箱拖带、沉箱安装。

3.1 沉箱浮游稳定计算结果

本计算根据设计图纸及规范要求进行，砼按2.45t/m3，海水按1.021t/m3计算，出运前再详细测量沉箱实际尺寸以校核本计算结果。

沉箱重量：1170t

沉箱重心高度： 4.18m

压载海水重量：1983t

沉箱内压载水深度：(前仓)0.88m （后仓）1.65 m

稳定漂浮时沉箱吃水：7.11m

稳定漂浮时定倾半径：0.87m

稳定漂浮时定倾高度：0.21m

3.2 施工前准备

准备工作包括：下潜坑、养生池施工；确定航道；安装辅助设施；抽灌水水泵安装和遛尾及牵引绳的安装。

3.2.1下潜坑施工

沉箱由“南沙号”半潜驳运载到施工水域现场，需选择合适的下潜地点供半潜驳下潜、沉箱出半潜驳，根据现场实际情况，确定在施工水域附近选定一区域：50m×70m，抛砂后高程-12.5m作为下潜坑。（详见下图）

下潜坑平、断面图

3.2.2 养生池施工

为确保沉箱安装的及时性和连续性，计划在施工区域设置养生池，用以存放沉箱。养生池的作用仅是临时存放沉箱，故范围考虑最多存放6个沉箱，面积大约30m×100m，其位于沉箱出坞方向，距离下潜坑约80m。

3.2.3 航道准备

在沉箱安装工作开始前，对施工区的海域情况进行详细的测量，主要采用测深仪对浮船坞的进、出路线，作业区域等进行详细测量，使用抓斗船清除浅点。

同时要对沉箱拖带的路线进行测量，根据沉箱浮游稳定时吃水深度为7.11m，考虑约1m的富余深度，沉箱拖带路线的水深条件应大于8.1m。

拖轮吃水要求5m，调头水域要求有3倍船长，浮船坞船长48m，故临时航道要求150m，现拟定开挖临时航道180m（前沿线外180m挖泥至-5.0m）。为满足沉箱出坞后拖至安装位置沉箱的吃水要求（7.11m），前沿线外75m范围挖泥至-7.6m。

3.2.4安装辅助设施

半潜驳由测量船引导进入下潜坑后，测量人员上半潜驳，用GPS协助半潜驳在下潜坑抛锚定位，同时用水砣测量下潜坑实际水深。

半潜驳定位完成后，驳船布置在沉箱半潜驳口前方约100m，进行抛锚定位，方驳上配有3台5t卷扬机、一台10t吊机和一台180kW发电机，用来牵引沉箱出半潜驳。同时发电船紧靠在半潜驳侧壁，发电船上配备有1台150kW发电机，为施工过程灌水、抽水以及照明的供应电力。施工过程所需的施工操作平台、工具、材料也存放于发电船上。

沉箱顶部根据隔仓尺寸加工操作平台，分别布置于沉箱两侧的隔仓顶部（每个沉箱4件），以栈桥作连通，供施工人员在沉箱顶作业。半潜驳就位后利用半潜驳顶上的1台3t/30m起重机安装。半潜驳顶与沉箱间另设栈桥形成通道。操作平台上配备有施工需要的控制电箱、照明灯具以及护栏、速差自控器、救生圈等设备。遇胸墙预埋钢筋对操作平台安放有阻碍的位置，派民工先弯下钢筋，以使平台安放顺利。如下图：沉箱顶操作平台示意图所示。

1#3#

5#

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4#

沉箱顶操作平台示意图

3.2.5 抽灌水水泵安装

在沉箱内外分别各安装4～8台大流量潜水泵（80～100m3/h），用于沉箱隔仓抽灌水和调整沉箱平衡稳定时抽灌水用。

沉箱预制时考虑到抽灌水的需要，沉箱前、后两排隔仓的上游两个隔仓、下游两个隔仓预制时在其隔墙最下方用预制孔相通，这样沉箱可按四个内仓孔考虑。

注水阀门孔连通孔连通孔注水阀门孔

连通孔及注水阀门孔示意图

3.2.6 遛尾及牵引绳安装

沉箱顶四角预埋有拉环，分别用4根100m长φ60的尼龙缆绳与“南沙号”的缆桩连接，用以沉箱固定，并作为沉箱出半潜驳时溜尾用。

在沉箱两个侧壁离沉箱底面H=8.5m处各有两个预留孔（孔内径46mm），供沉箱出半潜驳及安装时拖运与卷扬机或拖轮连接用。预留孔上安装2根φ36mm的拉杆，分别用卡环接上长8mφ22的钢丝绳，牵引时，用8.5t卡环与卷扬机钢丝绳连接。沉箱下潜前，可通过半潜驳上的吊机吊装已加工完成的钢筋爬梯到拉杆孔位置，供安装拉杆使用。

以上工作均在半潜驳到达安装现场，并准备下潜前完成。

3.3 沉箱出半潜驳

3.3.1下潜出半潜驳的潮位和时间确定

经浮游稳定计算，当定倾高度m=0.21m时，沉箱吃水深度为7.11m，沉箱支垫高度0.30m，浮船坞型深3.4m；为了沉箱可以顺利出坞，沉箱起浮还需有一定的水深余量（选取0.5m）。

下潜坑水深≥7.11+0.3+3.4+0.5=11.31m

当天高潮潮位下潜区必须满足水深≥11.31m，由于下潜坑抛砂后标高-12.5m，最低潮为+0.5m，故沉箱全天候可以出坞。

3.3.2牵引出半潜驳

测量人员监测潮位，待潮位符合要求时（涨潮过程中），安装主管指挥浮船坞加水下潜。

在浮船坞下潜过程中，指挥员密切注意浮船坞的下潜情况，以及沉箱的吃水深度。在沉箱深度达6m时（高于注水阀门的安装高度），开启注水阀门，同时密切注意仓内注水的深度，每个隔仓打水砣测出较为准确的压仓水深，并根据水深，按计算要求调节压仓水深，前仓：0.88m，后仓：1.65m。加水过程与浮船坞下潜相协调。

沉箱稳定起浮吃水为7.11m，当沉箱吃水达到6.5m时，已接近沉箱起浮的临界条件，此时，由监测沉箱吃水的技术员通知调度，调度下达指令，浮船坞暂停下潜。在旁待命的木船上，施工员带领民工，指挥木船将已准备好的钢丝绳分别连接至沉箱上的钢丝绳及方驳上卷扬机的钢丝绳。与此同时，沉箱上的技术员复核沉箱内的压仓水深，若未达到计算压仓水深则继续调节压仓注水，直至压仓水深满足计算要求。待钢丝绳连接及压仓注水工作就绪后，调度安排浮船坞上自带的起重机将连接浮船坞顶及沉箱顶的工作栈桥吊离。

浮船坞继续下潜，当沉箱起浮时（此时沉箱吃水约为7.11m），启动卷扬机，略紧张钢丝绳，使之处于轻微受力状态，浮船坞继续下潜至7.5m（甲板面），沉箱完全处于漂浮状态。此过程中，沉箱上技术员观察沉箱的倾斜情况，适当注水调节沉箱平衡。

沉箱吃水达到稳定要求并处于水平状态后，指挥员指挥方驳上卷扬机操作手启动卷扬机牵引钢丝绳，缓慢拖动沉箱出坞，同时，根据沉箱的移动速度，调节遛尾缆绳的松紧，确保沉箱出坞时缓慢、匀速。沉箱刚刚完全出坞口时暂停牵引，解开下游遛尾的2根缆绳，上游的2根缆绳继续遛尾。最后观察沉箱的压仓水深