沉箱出运运输及安装施工方案Word文件下载.docx

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5.18×

6.1

4.28×

2.6×

2

60.64

152t

11

CX2

4.94×

5.2

4.04×

51.34

129t

6

CX3

56.68

142

CX4

146

8

2.3气象

2.3.1一般风况

本区域属于南亚热带海洋性季风气候。

强风向为ESE，次风向为ENE向及E向；

2.3.2雾

全年雾日多出现在冬春两季，其中尤以2月、3月份雾日最多，6～11月雾日少见。

水文特征

2.3.3潮汐与水位

潮型及主要潮位特征值

本港潮汐类型属规则日潮港区。

潮位特征值如下（以当地理论最低潮面起算，下同）：

最高潮位3.04m

最低潮位－0.29m

平均高潮位2.39m

平均低潮位1.02m

平均潮差1.37m

涨潮平均历时6:

17

落潮平均历时6:

设计水位

设计高水位：

3.04m（高潮累积频率10％）

设计低水位：

0.41m（低潮累积频率90％）

极端高水位：

4.14m（50年一遇）

4.89m（100年一遇）

极端低水位：

-0.29m（50年一遇）

3施工工艺及施工方法

3.1沉箱出运施工工艺及施工方法

3.1.1工艺流程图

沉箱检查验收合格→沉箱顶升→抽去横移沟槽上部盖板→横移车就位→落顶→沉箱横移→沉箱顶升→横移车换为纵移车→沉箱纵移→起重船、驳船驻位→起重船起吊沉箱到自航铁驳上

3.1.2施工工艺及施工方法

⑴沉箱吊点、吊索具配置及受力情况

因CX1型号沉箱最重，本次计算以CX1沉箱为例，其它型号沉箱吊环直径和吊环配置与CX1相同。

①CX1沉箱自重

单重=砼60.64m3×

2.5t/m3+吊环0.25t×

4（预估）+盖板1t=153.6t,根据《港口工程混凝土结构设计规范（JTJ267-98）》：

重力标准值为Gk=153.6×

9.8=1505.28KN，重力设计值为F=Gk×

1.3=1957KN

2吊点、吊索具配置及受力情况

根据沉箱重量及施工现场作业条件，拟选用250t起重船，起重船作业时采用单钩起吊，吊索使用两根钢丝绳，钢丝绳串扣连接，吊环及钢丝绳布置见下图（图中尺寸单位为毫米），施工中必须保证吊环埋设位置精确。

CX1吊环及钢丝绳布置平面图

③吊环受力计算

确定起重船钩头到沉箱顶口吊环底部的垂直距离为10米（图中尺寸单位为毫米）。

前后墙吊点所受竖向力的合力如下图（图中尺寸单位为毫米）：

根据吊环及钢丝绳布置图所示，取吊环1和吊环3连接的钢丝绳受力进行计算：

∵吊绳需承受总力为：

1957KN，沉箱左右对称

∴P1＋P3所需承受的竖向力为1957/2=978.5KN；

根据力矩平衡原理：

3.164P1－2.536P3＝0

解得：

P1＝435.35KNP3＝543.15KN

根据竖向力P1、P3求钢丝绳的斜拉力P1′、P3′：

P1′=P1/sin（arctg（10/3.587））

=435.35/sin（arctg（10/3.587））

=462.511KN

P3′=P3/sin（arctg（10/3.153））

=543.15/sin（arctg（10/3.048））

=567.822KN

由于沉箱左右对称，钢丝绳串扣连接，可得：

P1=P2,P1′=P2′；

P3=P4,P3′=P4′，即吊环1与吊环2受力相等；

吊环3和吊环4受力相等。

【上式中，P1～P4为吊环所受竖直拉力，P1′～P4′为吊环所受斜向拉力】

由于吊环所受的斜向拉力大于水平、竖向拉力，所以选择斜向拉力P1′、P3′做为吊环的配置计算。

a吊环1配置计算

根据《港口工程混凝土结构设计规范（JTJ267-98）》，单个吊环钢筋截面面积:

A＝3F/2nfy，得：

A＝3×

462511N/（2×

1×

190）＝3651.403mm2

R2＝A/3.14＝1162.867mm2

R=34.1mm

选用φ70圆钢吊环（实际施工选用φ75圆钢吊环）；

【上式中，F为重力设计值，这里取吊环1所受的最大斜向力值P1′；

fy为吊环抗拉强度设计值，根据《钢结构设计规范（GB50017-2003）》，各组吊环抗拉强度设计值fy：

吊环直径d≤16mm、fy=215N/mm2；

吊环直径d=16～40mm、fy=205N/mm2；

吊环直径d=40～60mm、fy=200N/mm2；

吊环直径d＞60～100mm、fy=190N/mm2。

n为吊环设计计算数】

验算：

依据《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》，吊环截面需满足：

在构件的重力标准值作用下，每个吊环按照2个截面计算的吊环应力不得大于50N/mm2，即

Gk/（2nA）≤50N/mm2，

即334860/（2×

3.14×

352）=43.528N/mm2<

50N/mm2

故配置φ70圆钢吊环满足要求。

【上式中，Gk为吊环1所承受的沉箱自重标准值】

b吊环3配置计算

同理，吊环3：

567822N/（2×

190）＝4482.805mm2

R2＝A/3.14＝1427.645mm2

R=37.784mm

选用φ80圆钢吊环（实际施工选用φ85圆钢吊环）；

即417780N/（2×

402）=41.578N/mm2<

故配置φ80圆钢吊环满足要求。

【上式中，Gk为吊环3所承受的沉箱自重标准值】

④CX4沉箱吊环处混凝土抗冲切核算

根据《港口工程混凝土结构设计规范（JTJ267-98）》：

a吊环1、2处Flu=0.7×

ft×

2bm×

ho/rd=0.7×

1.71×

106N/m2×

2×

0.3m×

0.9m/1.1=587.6KN＞462.511KN（吊环设计受力）

b吊环3、4处Flu=0.7×

ho/=0.7×

0.9m/1.1=587.6KN＞567.822KN（吊环设计受力）（因CX4型沉箱无护舷基础外加厚，故吊环3、4处混凝土抗冲切计算按照最不利情况（前墙厚0.3m，无外加厚）进行计算）

【上式中，Flu为受冲切承载力设计值；

rd为结构系数，取1.1；

2bm为距局部荷载或集中反力作用面积周边ho/2处的周长；

ho受冲切有效高度；

ft为混凝土轴心抗拉强度设计值】

由上可知，沉箱吊环处混凝土抗冲切承载力大于吊环受力，满足吊装需求。

⑤钢丝绳配置见下表：

序号

规格

长度

数量

1

6×

37×

φ55mm

20m

4根

钢丝绳与吊环采用80吨卡环连接，共4个。

⑵施工准备

①加工出运盖板。

②加工吊环、钢丝绳。

吊环采用热煨，加工时注意炉火温度和弯曲力度，防止产生裂纹。

③检查进、过水孔位置是否准确，是否已经疏通，舱格内有无漏振等问题。

将检查情况及时向质量技术人员反应，并做好记录。

④沉箱起顶前，应对沉箱外形尺寸、表面缺陷、顶口平整度、钢筋吊环、大头螺母孔封堵、混凝土接茬缝、标识等情况进行严格检查验收。

⑤沉箱在起顶前，对沉箱内外墙体进行全面观察检查，重点检查混凝土接茬缝、裂缝（如果有）、混凝土冷缝和明显不密实等处，发现问题，在沉箱起顶前处理完毕，以确保沉箱出运安全。

⑥顶升平移前，需勘绘沉箱重心的平面位置，并标示在沉箱底板的边缘，以便控制沉箱上驳装载的位置。

⑦沉箱拖航前，应对气象、水文、海况进行调查，及时掌握有关预报资料，根据气象、水文、海况条件确定启航时间。

⑧预制场在沉箱出运的前一天，应通知项目部、船舶施工处及其他相关单位，并告知预计出运时间，以便各单位做好准备工作。

⑨沉箱起顶、横纵移前应对千斤顶、顶推器、油泵、纵移车和轨道、吊具、索具及船机设备等进行全面检查，确保完好且无障碍物，以保证安全。

由于使用步行式顶推系统，所以施工前一定要检查轨道有无障碍物及轨道安装固定情况。

测量人员要在出运前检测钢轨是否超出规范要求，并通知相关人员。

纵移操作过程中，要注意行进速度，设专人跟踪查看车体运行情况。

⑶沉箱横移

1沉箱重心在横移轨道中心线上。

允许偏差2厘米。

2在纵移区非承压区域铺放2米宽、3厘米厚钢板，钢板与纵移道平行放置，沉箱在纵移区非承压区的起顶位置与钢板中心线重合。

3在纵移区，对应沉箱出运时的前后墙位置布置好钢支墩与千斤顶。

保证横移过程中，横移车每侧支点不少于两点，且沉箱底与支墩顶的高差控制在2～5厘米范围以内。

4平台区布顶

沉箱下布设4台千斤顶，同步顶升。

千斤顶上部沟盖板必须为带加强板的沟盖板。

千斤顶位置尽量靠近外墙轴线。

由测量人员对千斤顶位置进行校对。

54座千斤顶通过一台油泵控制。

油泵连接其它要求同前文。

6顶升过程控制同前文。

7将一节端头横移车用叉车拉入横移沟内。

8落顶同前文。

⑦顶推系统就位安装。

⑧顶推横移

启动液压顶推系统，以1.5m/min的速度顶推重载横移车至纵移区。

沉箱重心在纵移轨道中心线上。

⑷沉箱纵移

①纵移前，撕下沉箱底板原纸及油毡纸，检查有无漏振等现象。

做沉箱底板渗水试验。

所有混凝土缺陷必须在沉箱起吊上驳前修复并养护到设计强度。

②沉箱在纵移区采用3台千斤顶起顶。

两台千斤顶位于承压区，1台千斤顶位于横移道轨道梁上。

③起顶，抽出横移车。

当沉箱需要存放时，将沉箱落到钢混支墩上。

钢混支墩在承压区设两个，横移道轨道梁上设1个。

当沉箱不需要存放时，横移车从沉箱下抽出后，拉进改制后的纵移车，落顶。

顶推前移至码头前沿。

纵移车进车示意图如下：

④沉箱起吊

200吨自航式起重船在出运码头前沿驻位，1300吨驳船在起重船后面一侧驻位。

用30吨门机起吊出运盖板到沉箱上。

起重人员通过软梯爬到出运盖板上，系好安全带。

将钢丝绳挂到起重船钩头上，起吊到沉箱上方，盖板上起重人员用80吨卡环将钢丝绳与吊环连接到一起。

盖板上起重人员沿爬梯从沉箱上爬下。

起重船缓慢起钩，将沉箱吊起。

两钩头起钩速度要同步，保持同一高度。

当沉箱底离纵移区混凝土面高度约1.5米时停止起吊。

起重船退出出运码头坞坑，将沉箱放到1300吨驳船上。

3.2沉箱运输、安装施工工艺及施工方法

3.2.1工艺流程图

3.2.2施工工艺及施工方法

沉箱在预制场预制完成砼达到设计强度（100%）后出运，由预制场负责出运至坞坑并吊装上驳，吊装采用200t起重船起吊，1300t驳船运输。

由于小沉箱单座最大重量为152t，1300t驳船一次可运输6座。

沉箱运输前，考虑起重船在装载过程中的稳定及在不同装载情况下的抗风浪能力等。

沉箱上驳后应确保重心与驳船中心线重合，并检查沉箱是否垂直坐落，有无倾斜，并及时调整。

吊装利用事先预埋的吊环与钢丝绳连结牢固后起吊至驳船，施工中所采用的绳索及吊具由主办技术人员计算，经总工审核后确定。

复查所有加固措施完好后通过海域主航道拖运至码头施工现场直接进行安装。

（1）运输驳船布置（船主）

运输船舶载货量1300t，总长56.8m，宽10.6m，型深3.50m，空载吃水0.613m，满载吃水2.9m。

船舱长37m，宽8.18m，舱高4.0m，根据运输船舶的实际尺寸，并结合沉箱的结构尺寸，考虑沉箱长边沿运输船舶长度方向连续布置6座沉箱，沉箱装运前，在运输船舶底部预墩放沉箱位置铺设20mm厚木板，木板块与块之间进行可靠连接，两边采用压杠压紧，保证木板不滑移、不跑位，并采用红油漆在预墩放沉箱位置画上记号（沉箱底面方框），便于起重指挥就位直观，沉箱具体布置形式详见下图。

（2）起重船及运输驳船驻位（预制场）

起重船在沉箱装运前进入坞坑驻位，驻位时船艏两根锚缆系于出运码头系船柱上，船艉两锚抛于坞坑外侧，并与运输驳船停靠实际位置相结合留有足够的绞锚距离。

由于坞坑平面尺寸较小（45m*38m），运输驳船与起重船无法同时驻入坞坑内，考虑将运输驳船停靠在淡水河码头靠坞坑的一侧，起重船吊装沉箱后通过松船艏及绞船艉锚缆，平行移动起重船退出坞坑，退出坞坑后将船艏两根锚缆挪至淡水河码头的挂勾上，平行移动起重船，并保证起重船垂直于运输驳船，以便沉箱墩放位置准确。

（具体驻船方式详见下图）

起重船吃水要求：

起重船空载吃水1.465m，满载吃水1.8m，坞坑底标高-1.6m，考虑0.5m的吃水富余量，即起重船需在+0.7m潮位以上进行作业，施工时需赶潮水进行作业，并保证潮水不低于+0.7m起吊装运沉箱。

（3）吊具安装连接（预制场）

①吊具连接前，必须盖好沉箱盖板，起重人员方可通过爬梯上到沉箱顶面进行吊具安装。

②吊具安装时，直接采用起重船钩头预先设置的纤维钢丝绳采用35t卡环与沉箱预埋吊环牢固连接，并检查各连结点钢丝绳长度是否一致，以确保起吊受力均匀。

③上述工序完成后全面检查吊具吊索的加固措施和吊机的工作性能方可试吊。

④试吊前专人检查沉箱底部预留的ф100mm进水孔有无堵塞，如是活动的砼渣则不需清理，如为落地灰等硬质杂物，必须采用手钎子清除干净，以便沉箱安装时底部进水快捷。

（4）受力试吊（预制场）

检查完毕后所有人员撤离起吊范围，起重机操作人员鸣笛警示后缓慢受力加载，若情况正常即可继续加载起吊。

（5）起吊上驳（预制场）

①在试吊荷载基础上继续加载，至沉箱离开沉箱支墩或纵移车50cm～100cm距离。

②沉箱起吊稳定后，带动起重船锚缆，移至坞坑外侧的运输驳船一侧，提升沉箱起吊高度，并高于运输驳船船沿1m左右，缓慢匀速下放至运输驳船预先标记要墩放沉箱的位置上，并确保沉箱垂直平稳坐落。

3沉箱墩放时，先墩放中间两座，再墩放前后两座，避免沉箱墩放后前后高差过大。

4沉箱吊装上驳墩放时，应大致保证沉箱重心与运输船舶中心重合，最大偏差不得超过5cm（注：

严禁沿同一个方向偏位，应确保6座沉箱左右偏差相互抵消）

5沉箱起吊时必须有专人指挥，加强沟通，指挥手势要统一。

（6）沉箱加固（预制场）

沉箱底部防滑移加固材料采用100×

100mm木方，并配备相应的木楔。

加固时采用木方支撑于沉箱底部并用木楔背紧，加固范围涉及沉箱与船舶四周、沉箱与沉箱之间，中间两沉箱之间由于间距较大，考虑采用道木支撑加固。

注：

总计需配用100*100mm木方60m，木楔子50个。

（7）沉箱运输

①对沉箱运输航道提前进行水深测量（主要是临时航道），并进行试航，以确运输船舶的吃水要求。

沉箱运输过程中采用GPS导航控制。

②根据本海域气象、水文资料，及时收听天气预报选择运输时间。

③沉箱采用1300t驳船运输至现场，航行过程中配备拖轮1条，以确保沉箱运输安全。

④航行运输过程设专人跟踪负责，随时向项目部汇报，包括船位、航速、航向、风力、风向及江面情况和沉箱状况，发现船倾斜或其它问题及时采用措施。

（8）起重船、驳船驻位（水工现场）

起重船在预制场吊装沉箱上驳后，航行至水工现场驻位，准备进行沉箱安装。

起重船垂直码头前沿线驻位，定位驳船平行于码头前沿线驻位，并让出沉箱位置，保证沉箱安装时能大致就位；

运输驳船驻在起重船的右侧（保证前趾正对起重船），起重船靠调整锚缆进退船位起吊运输船上的沉箱来回进行安装，直至整驳沉箱安装完成。

第一驳沉箱安装完成后由于有已安沉箱做参照即可依靠定位，不再使用定位驳船。

南侧锚缆由于距离后方围堰较近，驻位时锚缆直接与围堰后方事先设置的地锚连接。

（具体驻位方式见下示意图）

（9）拆除沉箱加固木方（水工现场）

沉箱运输至水工现场，起重船及运输驳船均按要求驻位后，起重人员立即拆除沉箱加固木方，拆除时应由一侧向另一侧进行，如拆除时发现木方顶得很死，则表示沉箱运输过程中发生轻微的位移，切忌不可强橇硬捌，应先将吊具与起重船连接并稍微带劲后再拆除木方，以确保沉箱安全。

（10）吊具安装连接（水工现场）

①起重人员通过运输船甲板与沉箱之间设置的爬梯上到沉箱顶面进行吊具安装。

②吊具安装时，直接采用起重船钩头预先设置的纤维钢丝绳采用60t卡环与沉箱预埋吊环牢固连接。

（11）受力试吊（水工现场）

（12）起吊、安装沉箱（水工现场）

①在试吊荷载基础上继续加载，至沉箱离开驳船顶面50cm～100cm距离。

②沉箱稳定后，带动起重船锚缆，使沉箱大致就位于基床预安位置，并将沉箱紧贴定位驳船，进行测量定位。

③沉箱就位后，缓慢匀速下沉，下沉至沉箱底面距基床顶面1.5m～2m时，停止下沉，测量人员持GPS上沉箱顶面进行精确定位，起重人员利用沉箱顶面预埋的拉环进行带缆，与起重驳船或已安沉箱采用滑轮组连结，人工拉紧各点缆绳，起重船匀速下放使沉箱准确就位。

在沉箱即将就位时测量人员要随时将GPS数据反馈给沉箱安装施工负责人，施工负责人再指挥安装人员和起重船上操作人员根据水流、风向情况调整锚缆和滑轮组，使沉箱平稳、准确的落在基床上。

④沉箱落至基床后，测量人员继续利用GPS进行观测，并记录临水面与施工准线偏移数据和沉箱四个控制点标高。

如测得的数据超出设计和规范要求，需重新起吊后进行安装。

后续沉箱安装按照技术交底中交待的沉箱安装顺序和基床整平顺序进行安装，沉箱安装过程中要严格控制沉箱间距、平面位置和码头前沿线的顺直度。

⑤沉箱安装完毕后，在沉箱四控制点布设沉降和纵向位移观测点，测量初始值，以后按规范规定时间进行沉降和位移观测。

⑥沉箱安装前由测量人员按规范要求对基床进行验收，并由潜水员进行基床检查，检查基床上面有无残留物或大块石，基床范围是否满足设计和规范要求，检查合格后，把刮道和钢轨收起。

（13）进水孔封堵

沉箱安装合格后及时进行箱内回填砂，回填前，需对沉箱底部预留的进水孔进行水下封堵，防止沉箱内漏砂。

沉箱底部进水孔采用预制的圆台型砼块緾无纺土工布进行封堵，封堵时要确保封堵严实、不脱落、不漏砂。

4沉箱运输及安装施工过程质量控制

4.1沉箱安装前，对所用基线、控制点进行校核；

检查基床有无落淤或异物，合格后方可安装，否则需吸泥、清理后再安装。

4.2沉箱起吊和运输必须按主办工程师的技术交底严格控制，确保满足沉箱起吊平衡和整体稳定。

4.3沉箱的吊运、安装过程中要防止碰撞，在沉箱周围布设旧轮胎或废弃的D型护弦。

4.4沉箱安装后在顶面设立明显标志（标志应带有闪光灯），以防止高潮时及夜间过往船只撞坏沉箱。

4.5沉箱安装是施工的一个关键环节，在实际施工中要充分优化技术方案，通过典型施工进行技术改进创新，提高沉箱安装质量及效率。

4.6在沉箱安装过程中，严格控制码头前沿线的顺直度，确保安装质量，码头总长度的施工误差要按施工段逐段消除，使码头岸线总长度控制在规范要求之内。

沉箱安装时，缝宽尽量按照负误差控制，测量人员要随时测量剩余空档的距离，做好预控工作，确保安装质量和码头岸线长度。

4.7沉箱的牵引、安装过程中都要防止碰撞，在沉箱接缝处要放木枋等揉性材料，一方面控制缝宽，另一方面保护沉箱。

4.8起重人员要定期检查索具设备情况，确保安全。

4.9沉箱安装质量检验评定标准（见下表）

沉箱安装允许偏差，检验数量和方法

临水面与施工准线的偏移

临水面错牙

接缝宽度

允许偏差（mm）

±

50

30

检验单元和数量

每个沉箱（逐件检查）

单元检测点

检验方法

用GPS和钢尺

量前沿两角顶部

用钢尺量

用钢尺量顶

部前后两端

5安全技术保证措施

5.1总则

5.1.1根据具体工作岗位没有穿戴安全帽、救生衣及防护用品（工作鞋、绝缘手套等）的职工（包括来访者、供方代表、材料运送员）不得进入施工现场。

5.1.2所有机械的运动部分、设备或电动工具必须安装防护罩、防止人体接触。

5.1.3所有临时配电箱应安装接地保险，所有电气设备均应接地。

5.1.4所有设备应由合格人员操作，必须持有相应资格证书。

5.1.5所有特殊工种人员上岗操作，必须持有相应资格证书。

5.1.6所有设备由项目部在现场开工前进行检验，检验应由合格的人员进行。

5.1.7作业前，必须检查设备技术状态和安全设施是否完好，试运转正常后方准作业，作业中发现异常情况应停机检查。

5.1.8应备足相应的防雨设施，防止发电机、水泵等机具因受潮损坏。

5.1.9电气设备和线路必须绝缘良好，电线不准与金属物搭挂或绑在一起；

各种电动机器必须按规定接零或接地，并设单一开关；

遇有停电或停工休息时，必须拉闸切断电源。

5.1.10严禁非船员操纵绞缆（锚）机具。

5.1.11起重作业前，必须检查所用一切工具、索具、设备等是否安全可靠。

作业时必须有专人指挥，严禁多人指挥。

5.1.12严格遵守安全操作规程，严禁酒后作业和带病作业。

5.1.13水上作业施工船舶严格贯彻海上安全操作规程。

船舶之间要留有安全距离，尽量避免彼此之间的碰撞。

5.1.14在划定的施工水域边缘设立警戒灯浮，防止过往船舶闯入施工作业区，造成意外的伤亡事故。

5.1.15水上作业人员必须戴好安全帽穿救生衣，上下工作船或交通艇严禁抢下抢下，不得超员，防止偏载，并服从船上工作人员的指挥。

船、艇应配备适量救生设备。

5.1.16海上作业时，值班人员要认真收听记录水文、天气、海浪预报，掌握近期及远期的天气和海况并及时报告施工船只。

现场人员除及时掌握预报情况外，还要视实际情况，及时收船或拖至港内避风。

5.1.17每天定时收听天气预报，关注天气情况。

如遇大风、浪等恶劣天气，应提前作好应急措施。

5.1.18夜间施工，互相关照，随时清点参加作业人员人数，收工前必须清点人数，齐全后统一离开现场。

特殊情况需提前离开的应打好招呼。

5.1.19各施工船舶上必须保证良好的通讯设施