广东茂名港博贺新港区粤电煤炭码头工程Ⅱ标段10万吨级卸煤码头沉箱安装典型施工方案

广东茂名港博贺新港区粤电煤炭码头工程Ⅱ标段10万吨级卸煤码头沉箱安装典型施工方案II-20161129·B版编制单位：中交四航局广东粤电博贺煤电工程项目经理部编制人员：项目总工程师：项目经理：定稿日期：目录目录 (2)1、工程概况 (1)2、典型施工目的 (4)3、典型施工小组 (4)4、主要施工工艺 (5)5、技术组织措施 (6)6、安全管理控制要点 (9)7、典型施工数量及进度安排 (10)8、数据收集与检测 (10)9、劳动力、船机组织 (10)10、安全应急措施 (11)12、相关计算 (12)1、工程概况广东茂名港博贺新港区粤电煤炭码头工程Ⅱ标段施工新建一个10万吨码头及其附属工程、一个3.5万吨装煤码头及其附属工程、港内护岸和电厂取水口。

码头采用重力式沉箱结构，47个沉箱连片式布置，沉箱为预制C40钢筋混凝土结构，共50371m³。

10万吨级码头共28件沉箱，一种平面尺寸，三种规格型号。

标准沉箱尺寸为长15.75m³宽19.35m³高21.1m，纵向设3个舱格，横向设4个舱格，每个舱格尺寸为4.2m³4.61m，前趾长1.0m，前壁厚0.4m，后壁厚0.35m，侧壁厚0.35m，纵向前隔墙厚0.3m，其它隔墙厚0.25m，底板厚0.65m。

最大单件沉箱混凝土1127m³，最大单件重为2818t。

沉箱出运安装工序使现场从水下施工变为水上施工，增加沉箱回填、沉箱后方回填、胸墙等施工面。

表1.1 码头沉箱规格尺寸一览表图1.1 10万吨级卸船码头沉箱结构示意图图1.2 标准沉箱断面图图1.3 码头沉箱布置图图1.4 码头平面示意图10万吨码头沉箱安装的底标高为-15m（1件）或者-19.6m（27件），3.5万吨码头沉箱安装底标高为-15m，（当地理论最低潮面在85国家高程系下为1.18m），沉箱安装设计顶标高因沉箱型号而有所不同，10万吨沉箱CX3为+1.8m、CX2为-0.5m、CX1为+1.5m，3.5万吨沉箱CX1为+1.8m。

本工程设计高水位+3.2m，设计低水位+0.26m。

根据10万吨码头施工计划安排、沉箱预制顺序及安放平面要求，本次典型施工先进行CX1-1型沉箱安装，CX1型号沉箱总共26件。

沉箱出运、安装均采用“海洋石油262”4000T半潜驳+3200HP宁海拖3001进行出运及安装施工。

10万吨码头28件沉箱安排在博贺沉箱预制场预制，现已完成18件沉箱预制，由于场地限制，剩余10件CX1沉箱待1#生产线沉箱出运后开始预制。

3.5万吨码头沉箱已完成预制，现存放在博贺预制场出运码头。

沉箱在预制场上驳后，在2.2m以上潮位，宁海拖3001将半潜驳拖航水路10海里至码头现场后，“海洋石油262”半潜驳抛锚定位到下潜区下潜，沉箱浮游出驳，方驳定位安装或存放。

2、典型施工目的沉箱出运准备工作基本完成，决定于2016年11月26日开始进行沉箱安装典型施工，通过典型施工检查出运安装施工所配套的机械（如半潜驳性能、空压机、卷扬机、拖轮等）、人员组织是否匹配，对施工管理、质量管理及施工安全管理方面存在的不足进行改进，为了确保安全、优质、高效地完成沉箱出运安装任务。

开展典型施工，检验沉箱出运施工方案的可行性，检验方案交底的有效性，主要目的如下： 1、检验“海洋石油262”半潜驳与宁海拖3001在本项目水域装载沉箱拖航的适应性及相关技术参数。

2、检验“海洋石油262”半潜驳装载沉箱在本项目水域下潜、出坞的适用性及相关技术参数。

3、检验驳0063定位驳牵引沉箱浮游出坞、浮游安装的适用性及相关技术参数。

4、检验拖航、下潜、浮游出坞与安装过程的施工指挥系统、各级管理系统、各船组、各班组的施工组织、分工协作、沟通协调、配合是否顺畅，是否到位。

5、检验工艺技术、安全、组织等方面是否存在不足，寻找改进办法。

典型施工完成后，对本次典型施工进行总结，并将总结的内容再次进行交底，以便下一步的工作顺利实施。

3、典型施工小组为顺利做好沉箱安装工作，达到预期目的，项目部特成立以下典型施工领导小组，具体负责第一件沉箱出运安装施工的策划、组织和实施工作。

（1）安装小组组长：谢先和副组长：陈锡培成员：张成、孔钫、曾佳、牛亚军、郑温、梁翔、钟浅、杨光（合作队伍）。

小组的主要职责是领导、督促、协调、检查各部门各班做好施工准备、机械人员配备、过程观测、后勤支持等工作。

4、主要施工工艺施工流程图见图4-1，4-2，4-3。

图4-1 沉箱出运流程图图4-2 沉箱安装流程图图4-3沉箱顶平台布置规划在开工前对所有参与施工的作业人员进行施工技术、安全及职业健康交底，并在施工过程做好以下控制点： 5、技术组织措施施工技术组织措施见表5-1。

施工技术控制重点86、安全管理控制要点表6-1 安全管量控制重点97、典型施工数量及进度安排项目部计划对第一件的沉箱出运安装进行典型施工，实施时间及进度安排见表7-1。

表7-1 典型施工计划进度表8、数据收集与检测1、沉箱安装前设计好记录表格，包括安装过程记录表和沉箱压载记录表，过程中记录各项参数，为典型施工完毕后总结和评判方案是否合理作为参考。

2、安装过程详细记录沉箱浮游稳定及干舷计算情况。

3、安装沉箱完毕后，详细记录其轴线、错牙、高差、缝宽及箱顶高程等数据，明确其符合设计规范，如不符合则考虑进行调整。

在沉箱安装完毕后到经历一个潮水后，于低潮时再次对沉箱进行以上四项进行观测，明确其经历一个潮水后的沉降位移情况，如数据不在设计规范范围内，则考虑对沉箱进行返工调整。

沉箱安装典型施工过程记录表见附表 1、2。

9、劳动力、船机组织人员组织见表9-1，表9-2，船机设备配置见表9-3。

10、安全应急措施应急措施是在紧急情况下，现场人员和有关人员应采取的应变措施。

1、组织机构（1）应急指挥中心：项目经理任应急指挥中心总指挥，主管安全项目副经理或专职安全员任副总指挥，成员由有关部门负责人担任。

（2）应急救护队：项目经理部成立应急救护队，并配备救护用担架和有关医疗器材。

办公室主任任救护队队长，救护队副队长由项目经理部安全员担任，队员由项目经理部有关人员组成。

（3）船上应急组织：船长任船上应急总指挥，船长应根据本船实际情况制定具体应急措施，并注意培养船员的应变能力。

船上应贴有“应变布署”表，列明各船员的编号、职务和职责（包括弃船、消防和堵漏时的职责）。

2、应急程序（1）发出警报：当发生紧急状态时，船长或分项工程负责人应立即发出应急警报，启动应急程序。

（2）听到警报后，现场人员应按应变部署进行应急行动，行动中要服从指挥，防止混乱。

（3）所有应急行动现场总指挥应确保与本工程安全调度室保持联系，并根据情势请求必要的援助。

紧急状态过后，按“四不放过”原则进行事故处理，并将结果上报有关部门。

3、沉箱出运安装注意事项（1）沉箱出运前对出运设备进行全面检查，确保出运安全。

（2）沉箱上驳前检查沉箱进水阀门及格仓内通水孔情况，确保沉箱进水阀门密封良好及通水孔畅通。

（3）拖航过程中，拖轮和半潜驳保持通讯畅通，并加强安全瞭望，同时安排专人做好船舶航行过程中的安全检查，确保沉箱拖航的安全。

（4）下潜区底标高为-19.6m，本批次安装沉箱最大浮游稳定吃水为11.63m, 包括0.4m 枕木的高度为12.03m，“海洋石油262”4000吨半潜驳甲板面上最大下潜深度23.8m,满足沉箱出驳下潜水深要求。

下潜区水深H=11.63+0.4+5.8+1=18.83m,沉箱出驳需水深18.83m以上，选择-19.6m水深位置下潜出驳，不受潮水影响。

能满足下潜要求，为确保出坞安全，沉箱出坞考虑在高平潮时进行。

（5）半潜驳下潜之前，采用测深水砣测量半潜驳周边水深情况，校核扫海测量成果。

（6）半潜驳下潜至沉箱吃水1-3m时，注意检查沉箱进水阀门密封性及沉箱底板有无明显渗水情况。

确保正常后开始对沉箱压载。

（7）半潜驳第一次装载重件下潜，在下潜之前加强对船舶重要性能区域进行排查，确保船舶性能良好。

（8）沉箱安装前对沉箱进水阀、通水孔、沉箱标尺、水泵等进行详细检查，避免施工过程中出现故障。

（9）沉箱安装期间，作业船舶必须挂信号旗，加强安全警戒，防止外来船舶误入施工区域而导致意外事故，作业船舶锚缆及已安装好的沉箱绑扎好闪光灯及警示旗。

12、相关计算沉箱的规格，选用气囊直径：D=1m，沉箱出运的工作高度：H=0.4m，气囊有效长度为L0=6.5m，气囊净距：a≥0.5m，沉箱出运使用10排（20条）气囊。

气囊受压工作总长：L=6.5³20=130m总接触面积：S=L³B=130.0³0.94=122.2㎡气囊所受压力：P= G/S=2818/122.2=23.06t/㎡=0.23Mpa安全系数K＝P允许/P＝1.3根据沉箱出运使用气囊的经验和计算结果，本次选用气囊公称直径：D=1m，额定工作压强为0.3MPa的气囊。

沉箱出运的工作高度：H=0.4m，气囊有效长度为L0=6.5m，气囊净距：a≥0.5m，2818t沉箱出运使用10排（20条）气囊。

（2）沉箱插销牵引及接长钢丝绳采用Ф65（1870n/mm²单条最小破断力为300T）作为牵引和溜尾接长用钢丝绳,根据计算，安全系数＞6；采用Ф28（1670n/mm²，单条最小破断力48.2）作为卷扬机牵引用，使用10t 卷扬机，最大牵引力为10t，安全系数＞4。

2、沉箱出运、安装计算（1）、10万吨码头CX1沉箱: 长15.75m*宽19.35(18.35)m*高21.1m体积：1126.72375m3自重排水：1172.81755*2.5/1.025=2748.106707m3仓格面积截面面积=19.282m2 浮游面积=276.42m2按照1-3、4-6加水一致，后面7-9、10-12仓加水一致计算平衡稳定性验算定倾半径计算公式如下ρ=（I－∑i）/ VI=LB3/12式中ρ—沉箱定倾半径（m）；I—矩形断面沉箱在水面处的断面对纵向中心轴的惯性矩（m4）；L—沉箱长度（m）；B—沉箱在水面处的宽度；∑i—各箱格内压载水的水面对纵向中心轴的惯性矩之和（m4）；V—沉箱的排水量m3。

I－∑i=15.75*18.35*18.35*18.35/12-2*0.36*17.6*17.6*17.6/12-12*4.61*4.2*4.2*4.2/12 =7441.098721m4根据规范规定：近程浮运：m≥0.2 m远程浮运：以块石和砂等固体物压载时：m≥0.4m以液体压载时：m≥0.5m定倾高度计算（2）、10万吨码头CX1沉箱: 长15.75m*宽19.35(18.35)m*高21.1m 体积：1126.72375m3自重排水：1172.81755*2.5/1.025=2748.106707m3仓格面积截面面积=19.282m2 浮游面积=276.42m2按照1-3、4-6加水一致，后面7-9、10-12仓加水一致计算平衡稳定性验算定倾半径计算公式如下ρ=（I－∑i）/ VI=LB3/12式中ρ—沉箱定倾半径（m）；I—矩形断面沉箱在水面处的断面对纵向中心轴的惯性矩（m4）； L—沉箱长度（m）；B—沉箱在水面处的宽度；∑i—各箱格内压载水的水面对纵向中心轴的惯性矩之和（m4）；V—沉箱的排水量m3。