福讯码头沉箱溜放出运专项施工方案

工程名称：泉州泉港区福讯化工码头工程

工程地点：泉州泉港区

专项施工方案

（沉箱出运）

中交一航局第二工程有限公司

编制日期： 2011年 3月

一、概述：

泉州市泉港区福讯化工码头工程（以下称本工程），位于泉州市泉港区，工程规模为建设367.91米长的码头及相应的后方设施，建设2000t级和5000t级码头各一个。码头为重力式沉箱结构，本工程预制沉箱共33个，沉箱为矩形，其几何尺寸分别为：长×宽×高=8.07m×8.7m×11m，前趾长0.8m，沉箱顶高程为2.80m，沉箱前壁厚350mm，后壁厚300mm，侧壁厚300mm，隔板厚250mm，底板厚500mm，单个沉箱重量约为465t。

码头设计高水位6.45m，设计低水位-0.02m，极端高水位7.70m，极端低水位-0.86m。

本方案为沉箱溜放下水出运施工方案，简述为：将465吨重的沉箱，采用气囊顶升、滚动，利用卷扬机作为前后牵引，通过横、纵移到达下水平台，再沿着下水滑道，通过预先布置的水下气囊下水，直至沉箱完全自浮。二、出运平面布置

详见：附图一、沉箱溜放出运施工总平面布置图；

附图二、下水滑道立面图。

1、下水平台及横移坡道布置

下水平台布置于预制场中部靠海一侧，面积15.14×15m，为了与下水滑道更好地顺连，平台沿海向以5%坡度设置，靠陆端标高＋7.5m，靠海端标高＋6.743m。下水平台基础回填海砂冲水密实，经强夯处理后，基础分别铺设100cm块石+30cm碎石，面层浇筑20cm厚C30砼。

2、下水滑道布置

下水滑道与下水平台采用两级过渡方案，第一段坡度1：20，总长21m，第二段坡度1：15，总长86.5m，滑道宽15m。经过进一步论证，基础抛填100cm 块石+30cm碎石，面层铺设20mm厚高能橡胶皮带，接头为尼龙绳绑扎柔性接头。

3、地锚布置

横移地锚布置于预制场两侧；纵移地锚布置于预制场后方下水滑到的延长线上以及下水滑道的两边。具体布置见总平面图（附图一）。

三、溜放出运施工方法及安全验算

1、溜放出运工艺流程

（1）横移工艺流程

（2）纵移下水工艺流程

2、高压气囊的主要技术参数

本工程拟采用直径D=1.0m 、长L O =10m 的高压气囊进行沉箱顶升及横移和纵移。气囊规格形状及气囊结构详见下图及表3-1。

3、气囊顶升及安全验算

（1）顶升步骤

a.拆除沉箱底胎模围挡方木，利用高压水枪冲出底胎模砂垫层，施工时，从中间向两侧对称进行，完毕后检查清除沉箱底部突出棱角；

b.利用预制场四角的卷扬机和横移地锚，用滑轮组和钢丝绳与沉箱相对应的四角拉点相连接并使其受力；

c.沉箱底部布设气囊充气顶升，高度达到30cm （预制时的支垫木高度为25cm ）；

d.拆除沉箱底部支垫木，利用高压水枪冲出底胎模砂垫层残余；

e.沿沉箱周边底部分垫调整枕木，气囊放气使沉箱平稳降落枕木上。

f. 沉箱底部纵穿布设长气囊充气顶升，准备横移。 （2）气囊选用计算

气囊结构示意图

气囊受压截面示意图

详见表3-2

表3-2横移顶升选用气囊的参数计算表

（3）安全验算

横移顶升

顶升高度为30cm

每条气囊承载长度L O=8.7m

每条气囊承载宽度B=(3.14－0.3×3.14)÷2=1.099m

气囊总承载面积=34.8×1.099=38.2452m2

所需工作压强=465÷38.2452=12.16×9.8÷1000=0.119Mpa

设计实际工作压力为：0.15Mpa

通过以上计算，气囊的实际工作压强是额定工作压强的40～50%，所以顶升过程是安全可靠的。

4、移运步骤及安全验算

（1）移运步骤

a.横移步骤

①利用沉箱预制场四角的卷扬机和地锚，用滑轮组和钢丝绳与沉箱前趾及横侧向相对应拉点相连接并使其受力；

②将沉箱下面气囊充气，当沉箱被顶升完全脱离支垫枕木时，拆除四周枕木；

③用对讲机指挥四台卷扬机同步启动，沿着横向方向移动，移动过程中，将预备气囊和沉箱尾部滚动出来的气囊不断倒接；

④当沉箱到达下水平台后，同步停止牵引系统；

⑤沿沉箱周边分点摆放好支垫枕木，然后放气使沉箱平稳降落枕木上。

b.纵移步骤

①利用沉箱下水平台前后四角的卷扬机和地锚，用滑轮组和钢丝绳与沉箱纵侧向相对应四个拉点相连接并使其受力；

②将沉箱下面气囊充气，当沉箱被顶升完全脱离支垫枕木时，拆除四周枕木；

③用对讲机指挥四台卷扬机同步启动，沉箱沿着纵向方向移动进入下水滑道，移动过程中，将预备气囊和沉箱尾部滚动出来的气囊不断倒接；

④当沉箱完全进入下水滑道，同步停止前后牵引系统，解除前牵引系统后继续溜放；

⑤当沉箱溜放到达设计低潮水位0.5m标高后，同步停止后牵引系统，等待高潮水位+5.5m后，通过潜水员预置水下气囊继续溜放，直至沉箱自浮；

⑥当沉箱完全自浮后，同步停止后牵引系统，潜水员解除两侧后牵引钢丝绳，利用150T拔杆船吊将沉箱拖向安装现场就位安装。

（2）安全验算

a.横移

横移沉箱气囊选用计算:详见表3-4

表3-4选用气囊的参数计算表

移运高度：40cm

每条气囊承载长度：8.07m

每条气囊承载宽度=(1－0.4)×3.14÷2=0.942m

气囊总承载面积=32.28×0.942=30.4m2

所需工作压强=465÷30.4=15.296×9.8÷1000=0.149Mpa

设计实际工作压强为：0.16Mpa

通过以上计算，气囊的实际工作压强是额定压强的49.7%，设计工作压强为0.16Mpa是额定压强53.3%，移动过程是安全的。

b.纵移

纵移沉箱气囊选用计算:详见表3-5。

表3-5选用气囊的参数计算

移运高度：40cm

每条气囊承载长度：8.7m

每条气囊承载宽度=(3.14－0.4×3.14)÷2=0.942m

气囊总承载面积=34.8×0.942=32.7m2

所需工作压强=465÷32.7=14.22×9.8÷1000=0.139Mpa

设计工作压强为0.15Mpa

通过以上计算，气囊的实际压强0.139Mpa是额定压强的46.45%，设计工作压强为0.15Mpa是额定压强50%，移动过程是安全的。

5、移运前后牵引系统及安全验算

沉箱在下水平台及预制场水平移运的前牵引：

F1=µG=5%×465=23.25T

考虑到滑轮组的机械效率0.85和3倍保险系数，则牵引力：