坐底半潜驳出运沉箱工法

坐底式半潜驳出运沉箱工法

1.前言

我国南方地区没有大型沉箱溜放滑道设施，历史上所采用的沉箱多在1000吨以内，采用起重船装驳船运输和安装工艺。而北方地区沉箱溜放滑道设施对预制场的选址要求较高，为适应近年来码头深水泊位及沉箱大型化发展趋势，摆脱大型沉箱下水出运对大型起重船和深水出运航道的依赖，有利于对沉箱成品质量的保护。中交第一航务工程局有限公司自2002年10月开发了坐底式半潜驳出运沉箱的工艺装备，并成功应用于广州港南沙港区、广西钦州燃煤电厂七万吨级卸煤专用码头等工程的沉箱出运，完善了坐底式半潜驳出运沉箱施工规程，目前，我局共拥有7艘坐底式半潜驳，其中3000t举力3艘、4000t举力2艘、5000t举力1艘、5600t举力1艘，广泛应用于除原建的滑道预制场周边地区以外的重力式码头工程的沉箱出运施工中，该工法被证明是一项行之有效的施工工法，代表了目前沉箱出运施工的先进水平。

本工法的关键技术获2005年度中交集团科学技术进步奖二等奖，坐底式半潜驳成果通过了天津市科委组织的科技成果鉴定，整体水平达到国际先进，并获得了国家实用新型专利（专利号：200420028484.2）。

2.工法特点

与传统滑道溜放、直接拖带的沉箱下水、出运工艺相比，本工法具有适应性强、对水深条件要求低、对环境影响小、安全可靠、节省投资等特点。

2.0.1半潜驳吃水一般只有沉箱吃水深度的1/4，对水深条件的要求大大降低，能够适应于更广大的地区。

2.0.2半潜驳坐底所需水下基础可做临时基础，不但基础长度只有滑道长度的1/3～1/4，减小了对水域环境的改变，且完工后可挖除以恢复原来的地形地貌，消除对环境的影响。

2.0.3采用本工法较沉箱水上直拖，大大提高了施工的安全性。

2.0.4沉箱纵移上船施工过程安全平稳，减少了长航拖运时沉箱预埋拖环（或下围缆）、封仓等工序，拖航时航速快（较沉箱水上直拖提高60%），大大提高施工效率。

3.适用范围

该工法适用于各种类型沉箱出运，特别适用于不具备沉箱溜放滑道及起重能力不足、或天然水深条件不满足沉箱直接拖带条件下的大型沉箱下水出运。

4.工艺原理

坐底式半潜驳出运沉箱，需要根据工程项目沉箱的尺寸、自重和浮游稳定吃水以及出运半潜驳的各项性能参数，结合当地航道、潮汐和水文地质条件，建造配套的沉箱预制场、出运码头、半潜驳坐底坑和水工现场下潜坑。本工法所用半潜驳视为可坐底的浮船坞，其工艺原理为：

4.0.1拖轮拖带半潜驳准确驻位坐底坑并坐底、半潜驳轨道和陆域轨道对接，利用台车移动沉箱上半潜驳并加固。

4.0.2利用浮船坞的功能，沉箱上半潜驳后起浮，拖轮沿航道拖带半潜驳至水工现场下潜坑，坐底式半潜驳下潜到沉箱起浮。

4.0.3沉箱靠自身浮游稳定，漂浮后由拖轮拖离半潜驳至水工现场或沉箱储存场存放。

5.1 施工工艺流程图

图4-1半潜驳坐底后其轨道和陆域轨道对接

图4-2半潜驳装载沉箱起浮离开预制场

图4-3装载沉箱的半潜驳拖往水工现场

图4-4半潜驳下潜至沉箱漂浮后由拖轮拖离半潜驳

5.2 操作要点

5.2.1施工技术和场地设施准备工作

1、根据工程项目沉箱的尺寸、自重、空箱重心高度，调查预制场至水工现场的航道宽度和保证水深，综合考虑拖轮吃水和半潜驳的各项性能参数，确定采用半潜驳出运沉箱工艺的可行性；结合当地运输途径上潮汐、波浪和气象条件，验算运输沉箱过程中半潜驳的稳性。

2、对沉箱下水、安装等施工过程进行浮游稳定验算，结合水工现场潮汐、波浪和气象条件，确定沉箱吃水和压载。

3、按照设计出运工艺要求，建造配套的沉箱预制场、出运码头、半潜驳坐底坑和水工现场下潜坑，设置配套的工艺设施。

5.2.2坐底式半潜驳驻位与预制场纵移道钢轨对接

1、在每次坐底式半潜驳驻位坐底之前，潜水员进行水下检查，清除水下杂物，确认承重梁无异常，保证坐底式半潜驳船体的安全。

2、坐底式半潜驳驻位、坐底过程：

由拖轮将坐底式半潜驳拖至坐底坑外抛后锚，将半潜驳两前缆带到码头系缆桩上，并将陆上卷扬机带到半潜驳前中桩上（牵牛缆）；

1）坐底式半潜驳及陆上卷扬机收紧两根前缆及牵牛缆，松两后锚缆，直至半潜驳顶靠码头并粗略调整船位，然后由现场起重、测量指挥船上、陆地同时绞船定位；利用前后锚机调整半潜驳前后左右位置，使船上轨道与陆上轨道对正；

2）纵向移船靠陆上卷扬机收放牵牛缆并同时收放船艉八字锚缆来实现，纵向定位由码头护木限定，船艏与护木靠实挤紧即可；横向移船通过收放艏艉交叉缆和八子锚缆来实现，横向位置由经纬仪测控（或对位装置）；

3）半潜驳注水下潜，采用自然进水方式，各压载舱均匀进水，液位可根据四角吃水进行适当调整；下潜过程中，测量人员用经纬仪观测半潜驳艏艉定位点的偏差，指挥人员据此指挥操作人员随时调整船位，要随着船舶的下沉随时收紧锚缆，防止船舶前后及左右移位；陆地用牵牛缆调整至误差在允许范围内（艏部轴线偏差≤2mm、艉部轴线偏差≤10mm），半潜驳各缆带紧继续注水直至船底平稳座落在水下基础梁上，带好系泊缆；

3、短轨安装及轨道检查

1）坐底式半潜驳驻位下潜坐底后，沉箱上驳前，利用特制短轨将陆地与坐底式半潜驳钢轨连接起来，

2）如坐底式半潜驳就位后，沉箱不能马上上驳，不能连接短轨，在沉箱上驳后，要及时将短轨卸下来，防止涨潮时破坏轨道。

5.2.3台车横纵移动沉箱上半潜驳

1、勘绘沉箱重心平面位置：顶升横移前，计算出沉箱重心位置，在纵移区标出沉箱边线或标出纵移道中心位置，并将重心标示于沉箱底板的边缘，沉箱横移时，严格控制沉箱重心与纵移道中心位置，保证沉箱重心与纵移道中心线所确定的平面为一铅垂面。以便控制沉箱上驳的位置，确保在长度方向，沉箱重心与潜驳重心在同一铅垂面上。

2、沉箱出运前的船机设备检查：沉箱起顶前应对500吨千斤顶、100吨顶推器、油泵、横纵移车和轨道、吊具、索具及船机设备、用具、材料等进行全面检查，确保机具设施、设备完好，平台及轨道上无障碍物以及轨道安装固定情况。

3、纵移沉箱顶推上驳