港口航道工程沉箱施工技术

港口航道工程沉箱施工技术
发布时间：2022-04-01T08:17:58.144Z 来源：《工程管理前沿》2021年30期作者：严海龙
[导读] 近年来，我国的社会经济与科学技术保持着齐头并进的发展态势，
严海龙
云南水运规划设计研究院有限公司云南昆明 650051
摘要：近年来，我国的社会经济与科学技术保持着齐头并进的发展态势，有效提高了国家综合实力的同时，我国港口航道工程获得良好的发展。

沉箱安装施工在现有施工规范及施工经验中都有一定的可借鉴性，但高低基础沉箱间隔安装施工经验不足且可借鉴的施工案例较少。

高低基础沉箱安装无法按照顺岸式防波堤常规施工工艺进行，需按照独立式沉箱进行安装，为保证沉箱安装的施工质量及施工进度，在施工时采取相应的技术质量控制措施及合理地安排施工顺序，以满足质量及进度要求。

关键词：港口航道工程；沉箱；施工技术
引言
沉箱结构具有水下工程量小、施工速度快、稳定性好的优点，常用于码头、桥梁基础等工程建设。

受施工条件和存放场地的限制，大多采用在预制厂制造沉箱，再通过水上运输至现场进行安装。

1港口航道工程建设概述
港口航道工程是水运工程中一个非常重要的组成部分，也是实现大宗货物水路运输的前提和保障。

港口航道工程可以分为两个组成部分，一是港口建设。

在水运工程中，使用的交通工具是船只，而想要进行货物的装卸，船只需要有固定的停靠区域，也就是港口。

就目前而言，港口工程大致包含了几种不同的类型：（1）传统货运港口、营运港口、复合型港口。

二是航道工程。

航道工程包含了航道的建设和航线的规划，航道建设是在港口区域设置相应的连接装置，确保船只可以在既定位置驶入驶出，保障船只在港口中的安全性。

航线的规划相对抽象，并不存在实质性的建设内容，在广阔的海面上，并没有路线的划定，但是若船只都随意行驶，很容易出现相互碰撞或者触礁的问题。

基于此，在港口航道工程建设中，需要做好港口的建设与航道的规划，实现船只的有序航行，为人们的生命财产安全提供保障。

2港口航道工程沉箱施工技术
2.1基床夯实及整平施工
1）受高低基础沉箱基床标高的影响，高基础沉箱基床夯平需在低基础沉箱安装完成后进行，若进行高基础沉箱基床夯实施工，则会导致已安装完成的低基础沉箱受挤压力作用发生位移或倾斜，同时使高基础沉箱抛石基床上的石料滚落至低基础沉箱基础内，必须进行二次施工，进而成本大大增加，工期延误。

因此，本工程采取对抛石基床的低于低基础沉箱抛石基床标高以下部分进行夯实施工，而高基础沉箱抛石基床高出低基础沉箱抛石基床标高部分不进行夯实施工。

2）因高基础沉箱高出低基础沉箱抛石基床部分不进行夯实施工，沉箱安装后需考虑地基及不夯实基床本身产生的不均匀沉降，为保证沉箱安装的精度及质量，在整平施工时需预留一定的基床沉降量。

经统计计算后，确定将低基础沉箱基础标高抬高10 cm，高基础沉箱标高抬高15 cm。

2.2沉箱基础与钢管桁构组装型码头桩基结构
沉箱基础与钢管桁构组装型码头桩基结构，一般由两个结构部分组合构成，下部基础为重力沉箱，上部分是钢管桁构。

钢管桁构系统应满足对称、规则、简单的配置原则，如此则钢管桁构才会形成均匀分布刚度，自振周期长，延塑性大的性能特点，当遭遇地震时，不会因为损伤单个结构部件而使整个结构受到破坏。

码头选用预制装配的模块结构，码头整体高度可通过调节装配数量和各模块高度来控制，可用于各种地形。

码头结构布局：前方施工平台为30m宽，前轨距码头前缘3m，平台后方通过引桥同堆场相连。

各码头分段长40m。

钢桁构体系分A~E5个模块，每个模块由斜杆、横杆2、横杆1、立杆2、立杆1和弦杆组成。

当模块在地表上预制完后，被运送到码头，然后由起重机船依次吊装、焊接和组装。

各分段桁构系统以4个沉箱为基础。

沉箱内设计植埋式柱脚，B模块底部的竖杆与柱脚顶部加固，以确保钢桁结构与重力沉箱基础有效接连。

沉箱基础结构关系到整个码头的正常使用和安全。

所以，必须严格控制该工程的施工过程，以保证整个码头的工程安全和施工质量。

2.3沉箱出运
在对沉箱进行出运操作期间，若发生了沉箱重心有大幅度偏移时，就必然会发生较为严重的倾覆现象。

为此，在施工操作期间，必须对台车间和沉箱的相对位置来做出相应的控制处理，具体的控制要点为：对沉箱平台位置实施放线处理时，必须确保沉箱重心垂线能够始终保持在横移道的中心线上，偏差必须尽可能地控制在5mm以内；对预制平台的平整度进行检查，确保其能够保持在5mm以内；在进行出运前沉箱预制情况的检查过程中，若发现存在理论位置与实际位置有2cm以上偏差时，就必须及时对其做出调整处理。

在沉箱进行落顶和顶升的过程中，应当尽可能地保持沉箱横移和横纵车同步，在这个过程中需要加强成品防护工作，尽可能地确保沉箱外墙与顶升位置能够与中线最大程度接近，此时需要在千斤顶表面覆盖一层木板，以免导致沉箱发生碰撞。

在实施半潜驳侧逐渐向岸边靠近时，必须确保其定位装置和码头的半潜驳装置能够实现最大程度的重合。

针对半潜驳实施注水操作时，则需要确保沉箱已经完全沉底，其底板应当相较于底座平台高出20cm左右，这就需要对定位情况实施测量，并及时对船位做出准确合理的调整，以便岸上纵移台车轨道轴线与船上轨道能够得以重合，通过注水来提升半潜驳的整体稳定性，再将半潜驳的岸上台车进行短轨连接处理。

2.4沉箱下水
下放沉箱的过程：起重船移动并锚定锚点→起重船开始将船稳步地移动到提升区域的位置→放下吊钩以制成高强度杆轴在吊具接近沉箱的高度下→调整起重机船身使杆轴和沉箱提升孔准确对准，对准后放下吊钩，使高强度连杆轴完全穿过沉箱→用安全销锁定在吊具下的高强度杆轴→逐渐提升起重机的主钩，当主钩承受额定载荷的1/5～1/4（约74-93 t）时停止上升，检查吊索、吊具和高强度拉杆的连接状态→如果没有异常，则主钩继续上升，直到沉箱处于完全悬挂状态→起重船开始平稳地向后移动→放置沉箱到水中。

2.5沉箱灌水下沉
灌水过程中要对称仓格灌水、保持沉箱平衡。

当沉箱内灌水至沉箱底板距抛石基床顶面50 cm时，停止灌水，再次检查沉箱位置，如无偏移即可继续沉放，直至沉箱顶高程稳定不变；如有偏移则需要对沉箱重新定位，然后继续沉放。

精确测设沉箱位置、标高，作为沉降位移观测的原始数据及分项验收数据，完成沉箱的定位安装。

沉箱在第一次着床后，其安装偏差未能达到要求，起重船起钩将沉箱提起一定
高度，起重船在测量人员的指挥下利用自身移位及船上的钢缆重新精确定位，当沉箱的位置符合要求后，缓缓放下起重船吊钩，将沉箱平稳放置在基床上。

待沉箱安装就位完成后，往沉箱内一直灌水，仓内灌水高度至与沉箱顶部预留孔齐平时停止灌水。

停止灌水后即可拆除卸扣，并将安装平台及水泵吊至驳船上。

后续沉箱按上述流程及程序逐个安装到位。

结语
总而言之，在港口航道工程建设中，沉箱施工技术是一种常见的施工技术，有着理想的效果，不过其本身的施工难度相对较大，需要施工技术人员做好对于施工过程中各个步骤的严格把控，加强步骤的衔接，以保证施工的质量和效果。

同时，沉箱施工技术会受到潮位、天气等的影响，需要施工人员做好全面管控，规避可能存在的质量安全问题，切实保证港口航道工程的施工效果，推动水运事业的健康发展。

参考文献
[1]胡冬冬,周尔蕾.港口工程气压沉箱的气囊运移与封底装配技术探究[J].珠江水运,2021,(17):71-72.
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[3]吴春兵.码头工程建设中的沉箱施工技术[J].珠江水运,2021,(07):82-83.。