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        岸線(xiàn)長(zhǎng)度固定的沉箱精確安裝方法

        2020-03-07 14:27:32景春榮中交四航局二公司
        珠江水運(yùn) 2020年1期

        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。

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