景春榮 中交四航局二公司

羅錦俊 東莞市濱海灣新區(qū)控股有限公司

1.工程概況

本工程位于東莞市虎門(mén)港沙田港區(qū)西大坦作業(yè)區(qū)北端，下游緊鄰已投產(chǎn)的西大坦作業(yè)區(qū)7#、8#泊位，上游緊鄰正在施工的客運(yùn)碼頭。建設(shè)規(guī)模為2個(gè)5萬(wàn)噸級(jí)集裝箱泊位，碼頭岸線(xiàn)長(zhǎng)度648m，重力式沉箱結(jié)構(gòu)。沉箱主要尺寸寬×長(zhǎng)×高為：14.2（含前趾1.0m）×24.8×17.1m，單件重2454t。共需安裝沉箱21個(gè)。設(shè)計(jì)最小縫寬為60mm。

根據(jù)上、下游已建碼頭的實(shí)測(cè)結(jié)果，由于沉箱安裝偏差允許偏差為30mm，而碼頭沉箱安裝后一般都是正偏差，總體岸線(xiàn)長(zhǎng)度是會(huì)大于設(shè)計(jì)岸線(xiàn)長(zhǎng)度的，每個(gè)沉箱縫寬大出2cm，累計(jì)下來(lái)，上、下游岸線(xiàn)長(zhǎng)度會(huì)增加40～50cm。

由于該工程上、下游均為已建碼頭，岸線(xiàn)長(zhǎng)度固定，沉箱安裝必須精確安裝每件沉箱，確保沉箱安裝的縫寬均為負(fù)偏差，才能滿(mǎn)足要求。

2.沉箱安裝縫寬重新設(shè)計(jì)

根據(jù)《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTS257-2008），沉箱安裝允許偏差需符合表1要求。

該工程沉箱高度為17.1m，接縫的最大縫寬允許為136mm，沉箱安裝允許偏差為±30mm。

因此考慮最后一個(gè)沉箱需要塞進(jìn)去安裝，確定本工程最后一個(gè)安裝的沉箱為3#沉箱，根據(jù)沉箱預(yù)制的外壁豎向傾斜允許偏差為：

2H/1000

=2＊17.1/1000

=34.2mm

按照安裝方案確定的傾斜量為：50＊17.1/24.85=34.4mm。

最后確定安裝沉箱與2#、4#沉箱預(yù)留安裝縫寬為34.2＊2+34.3=129mm，其余沉箱安裝縫寬為53～54mm。

3.確定安裝方案

沉箱安裝采用常用的沉箱安裝方法，從養(yǎng)生池開(kāi)始出運(yùn)安裝，沉箱在養(yǎng)生池出運(yùn)時(shí)選擇高潮出運(yùn)，出運(yùn)前對(duì)沉箱周邊進(jìn)行清淤，能用絞吸船清淤位置先用絞吸船清淤，局部位置清不到位用人工潛水清淤，人工清淤過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行吊裝平臺(tái)，安放潛水泵。起重船就位，掛靠卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩，卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩預(yù)留一定長(zhǎng)度，清淤完成后開(kāi)始抽水，抽至沉箱浮力穩(wěn)定計(jì)算水位，調(diào)整沉箱平穩(wěn)及卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩長(zhǎng)度，開(kāi)始拖運(yùn)至基槽安放。

安裝方案的重點(diǎn)為最后一個(gè)沉箱的安裝，兩邊沉箱已安裝完成的情況下，最后一個(gè)沉箱需維持塞進(jìn)去的過(guò)程平穩(wěn)，沉箱兩邊需平衡塞進(jìn)去，否則沉箱會(huì)卡在半途。因此在靠岸側(cè)臨時(shí)便道的位置設(shè)置兩個(gè)5t地錨，連接方駁錨具，通過(guò)方駁自錨力來(lái)拖帶沉箱及定位、安裝，同時(shí)在已安裝完成兩個(gè)沉箱上安裝手拉葫蘆來(lái)對(duì)3#沉箱進(jìn)行微調(diào)達(dá)到精確定位，安裝完成后觀察3#沉箱兩側(cè)縫寬，如果縫隙過(guò)超出規(guī)范要求，需起浮2#、4#沉箱調(diào)整縫寬，安裝詳見(jiàn)圖2。

4.典型施工發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及關(guān)鍵工藝調(diào)整

本工程前兩個(gè)沉箱安裝進(jìn)行了典型安裝，典型安裝過(guò)程中主要發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題：

圖1 沉箱平面圖

（1）安裝完成后，沉箱偏差為正偏差，雖然滿(mǎn)足規(guī)范安裝要求，但是誤差累積后，將嚴(yán)重影響最后一個(gè)沉箱的安裝。

（2）安裝完成后，經(jīng)歷2個(gè)潮水后，沉箱有滑移?；品较虿焕跍p少縫寬。

通過(guò)求解非定常不可壓縮RANS方程，對(duì)上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所的空泡水筒流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，探究空泡水筒不同位置處的流場(chǎng)特性，重點(diǎn)分析工作段內(nèi)的流場(chǎng)分布，得到以下結(jié)論：

根據(jù)典型施工發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，確定調(diào)整關(guān)鍵工藝控制

（1）本工程由于回淤速度快，基床夯實(shí)后，盡管進(jìn)行了重新清淤，也滿(mǎn)足規(guī)范要求的重力密度大于12.6KN/m3的回淤沉積物厚度不大于300mm，但是由于本工程中途停工1年，原基床面重新清淤后，清淤效果不好，常規(guī)的絞吸船清淤的方法已無(wú)法徹底清除原拋石基床的沉積淤泥，因此對(duì)負(fù)責(zé)清淤任務(wù)的絞吸船進(jìn)行了絞刀頭的改造。參照大型絞吸式挖泥船開(kāi)挖硬土的改造方式，將絞刀頭周?chē)雍噶?臺(tái)高壓水槍?zhuān)邏核畼屟亟g刀頭均勻布置，絞刀頭外側(cè)增設(shè)鋼筋攔網(wǎng)，防止垃圾吸入絞刀。高壓水槍頭采用直徑100mm鋼管連接船艙的水泵，牢固焊接在絞刀壁上。采用改造之后的絞吸船有效的解決了原基床的沉積淤泥問(wèn)題，同時(shí)加快了回淤淤泥的清理速度和效率。

（2）基床情況是影響沉箱安裝精確的主要因素，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求基床在潛水整平前必須滿(mǎn)足夯實(shí)后標(biāo)高和沉箱安裝標(biāo)高不得大于20cm，且整平施工前基床面不得有流動(dòng)性查的淤泥回流。整平過(guò)程中所用二片石必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，不得摻雜碎石和泥土。基床坡度調(diào)整，將基床北側(cè)最后一根鋼軌端頭調(diào)高5cm以用作沉箱安裝后的壓實(shí)沉降量。沉箱安裝前對(duì)已安裝沉箱的箱腳進(jìn)行摸底清理，確保兩件沉箱底部在統(tǒng)一標(biāo)高，基床上不得有超過(guò)30cm的流動(dòng)性淤泥。

由于基床整平頂面允許誤差為細(xì)平±50mm，因此造成安裝的沉箱縫寬的離散性，再加上基床整平完成后即安裝沉箱，往往基床整平范圍僅僅比沉箱安裝位置寬2m的富余，造成沉箱安裝遠(yuǎn)端較容易下沉，加大了沉箱安裝的縫寬。因此，在基床整平環(huán)節(jié)增加2步措施:

①多整理一個(gè)基床位再進(jìn)行沉箱安裝，即按照10#沉箱時(shí)，需至少完成11#沉箱位的基床整平。

②控制基床整平的誤差，使遠(yuǎn)離沉箱安裝縫一端基床整平的標(biāo)高高出近端50mm,在基床縱向形成一個(gè)小倒坡，有利于沉箱著底時(shí)向已安裝的沉箱偏移。

（4）安裝過(guò)程中的控制。沉箱在完成手拉葫蘆安裝和收緊后，根據(jù)測(cè)量人員數(shù)據(jù)進(jìn)行沉箱的坡度調(diào)整，已安裝端標(biāo)高要稍低另一側(cè)3cm。每個(gè)葫蘆配備2個(gè)工作人員在沉箱下沉過(guò)程中對(duì)葫蘆進(jìn)行收緊，沉箱施工平臺(tái)上配備6個(gè)工作人員隨時(shí)對(duì)沉箱注水進(jìn)行調(diào)整，負(fù)責(zé)注水閥門(mén)以及水泵的開(kāi)關(guān)。若沉箱在下沉過(guò)程中未能通過(guò)手拉葫蘆進(jìn)行調(diào)整時(shí)，施工起重船上的卷?yè)P(yáng)機(jī)可配合葫蘆對(duì)沉箱進(jìn)行調(diào)整，確保待安裝沉箱可以緊貼做縫木方進(jìn)行安裝。

表1 沉箱安裝的允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量和方法

（5）安裝后的控制。沉箱安裝完成后，一定要潛水員探摸沉箱底部著床情況以及沉箱底部縫寬情況，如果發(fā)現(xiàn)頂部縫寬滿(mǎn)足預(yù)期縫寬，而底部縫寬較大時(shí)，需重新上浮，對(duì)交接處基床進(jìn)行重新整平。

圖2 最后沉箱安裝示意圖

5.調(diào)整后安裝效果

安裝方法調(diào)整后，經(jīng)檢查，共21件沉箱，其中12件沉箱一次安裝到位，9件沉箱經(jīng)過(guò)重新上浮重新安裝調(diào)整了縫寬，最后一件沉箱安裝前，左右兩邊預(yù)留縫寬和為21cm，順利完成了安裝。全部縫寬經(jīng)測(cè)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

6.結(jié)論

（1）清淤要徹底，基床淤泥過(guò)多，易引起已安裝完的沉箱發(fā)生位移。

（2）基床整平時(shí)需在未安裝沉箱側(cè)抬高5cm，形成一個(gè)小倒坡。

（3）不能一次安裝到位的沉箱，利用后一個(gè)安裝的沉箱采用硬木加塞的辦法重新上浮調(diào)整。

（4）最后一個(gè)沉箱安裝縫寬要重新設(shè)計(jì)，不得小于沉箱預(yù)制時(shí)可能產(chǎn)生的偏差并加上合理縫寬（每邊不得小于10cm)。

（5）沉箱安裝完成后,除了測(cè)量頂部縫寬外，還需潛水員復(fù)核底部縫寬，偏差較大時(shí)也需及時(shí)調(diào)整。

7.結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)碼頭岸線(xiàn)利用越來(lái)越緊張，碼頭之間岸線(xiàn)利用更充分，利用兩個(gè)水工建筑物之間的岸線(xiàn)長(zhǎng)度進(jìn)行碼頭建設(shè)的項(xiàng)目越來(lái)越多，以往的沉箱安裝施工工藝，沉箱接縫寬度安裝后一般為正偏差，最終的碼頭總長(zhǎng)度累積起來(lái)是變長(zhǎng)的，岸線(xiàn)長(zhǎng)度固定后，每個(gè)沉箱的縫寬基本固定，對(duì)沉箱安裝的精度要求提高。沉箱安裝不但跟安裝過(guò)程中的控制措施有關(guān)，基床施工質(zhì)量尤為關(guān)鍵。本文主要總結(jié)了在沉箱精確安裝過(guò)程中的施工經(jīng)驗(yàn)及控制要點(diǎn)，供需要沉箱安裝精度較高的類(lèi)似項(xiàng)目參考。