斯里蘭卡科倫坡南集裝箱碼頭沉箱出運及安裝施工

陳奮 楊曦

摘 要：大型沉箱結構穩定性好，施工速度快，經久耐用，廣泛應用于地基條件較好的重力式碼頭工程。而大噸位沉箱的出運和安裝工藝是施工的重點和難點，如何在短時間內完成大型沉箱的出運與安裝成為了碼頭工程成敗的關鍵。本文介紹了斯里蘭卡科倫坡南集裝箱碼頭沉箱出運及安裝施工方法。

關鍵詞：碼頭 沉箱 出運 安裝

1.前言

本次工程沉箱共67件，CX1型、CX2型、CX1a型、CX1b型、CX1c型、CX2a型依次為62件、1件、1件、1件、1件、1件。各型沉箱的相關信息如表1所示。

沉箱采用“華南號”浮船塢駁運到施工現場下潛坑下潛出塢，下潛位置在已建出運碼頭前沿線外約200m已挖好的港池中，在現場具備安裝條件時，用拖輪拖至待安裝基床位置，用方駁（第一件）或已安裝的沉箱上的卷揚機就位安裝。

2.施工總體順序及流程

首件安裝CX1-62沉箱，第二件安裝CX1-61沉箱，然后從西向東依次安裝，最后13件沉箱由于處于預制場前沿，需先安裝東邊端頭CX1-01～CX03（共5件），再將CX04～CX11（共8件沉箱）出運到寄存區后，再起浮拖運安裝。沉箱安裝過程共分為沉箱上駁、沉箱下潛出塢、浮游拖運、就位安裝四道主要工序。

3.施工方法

3.1 沉箱上駁

3.1.1 沉箱出運碼頭設計

沉箱上駁作業水位的準確計算與選取直接關系到沉箱是否具備上駁條件，合適的水位進行作業可以保證沉箱上駁過程安全順利進行。進入搭接的水位應選擇浮船塢空載吃水與滿載吃水之間的中間水位，既保證有充足的上駁時間，又使沉箱上駁過程中浮船塢有足夠的壓載水可排以抵消沉箱重量對浮船塢的負載。

圖1為計算示意圖。搭接時，甲板面與碼頭面處于同一標高，則進入搭接水位與脫離搭接水位計算如下：

h進=H-[D-（T+t）/2]

=1.0-[4.6-（3.6+1.8）/2]=-0.9m

h離=H-（D-T）+0.2m

=1.0-（4.6-3.6）+0.2=0.2m

（0.2m為富余量）

潮水漲至-0.9m（理論值）時，華南號浮船塢進入搭接，進行沉箱上駁作業；潮水在漲至最高潮前華南號浮船塢必須脫離搭接狀態，否則將被擱在搭接碼頭上無法脫離而發生安全事故。

本工程出運碼頭采用樁基碼頭結構，搭接臺可承受1800t的承載力。所以在沉箱上駁過程中，應時刻注意華南號上儀表顯示數據，搭接臺的受力控制在1200t之內，若超出應采取排水或等待潮水繼續漲高時再繼續進行上駁。

3.1.2 沉箱上駁施工方法

沉箱上駁采用氣囊搬運技術。氣囊選用直徑Ф1000mm的高壓氣囊，出廠檢驗承壓能力為0.4MPa，正常使用許用壓力為0.30MPa，安全閥限壓值取0.35MPa?？紤]沉箱的尺寸，頂升階段對寬度（橫移）為18.97m方向，采用7條有效長度21m長氣囊進行頂升，對長度方向（縱移）15.18m方向，選用9條有效長度為17m長氣囊進行頂升。在搬運階段，對寬度（橫移）為18.97m方向，采用8條有效長度21m長氣囊進行搬運，對長度方向（縱移）15.18m方向，選用10條有效長度為17m長氣囊進行搬運。氣囊的工作參數如表2所示。

氣囊的實際工作壓強最大值為0.211pa，小于正常使用許用壓力0.30Mpa，使用此方法橫縱移氣囊是安全的。

沉箱上駁前先利用陸上卷揚機牽引至距離出運碼頭前沿5m左右的位置，保證沉箱中心在出運通道中線上，用枕木作臨時支墊，氣囊仍保留在沉箱底并放氣至枕木受部分力。隨后浮船塢拋錨定位，系好岸纜，并移船至碼頭前沿，船艏正對出運碼頭并使船頭盡量靠近碼頭前沿，便于開展上駁前的準備工作。在浮船塢及上駁通道上鋪上12條氣囊，氣囊擺放要均勻，每條氣囊的間距控制在0.6m。船進入搭接狀態后，保持船舶縱向中心線與出運通道中心線對正，加壓載水使浮船塢與碼頭進行搭接，浮船塢搭接結構底面與碼頭接觸后，繼續加部分壓載水，保持浮船塢對碼頭有200～300t的壓力，以保持浮船塢的穩定，同時調整船舶浮態至正浮狀態。

上駁前的各項準備工作完成后，開始進行沉箱的上駁作業，見圖2所示。給沉箱底氣囊充氣，將沉箱頂升起，頂升高度約為43cm，抽出支墊枕木，再逐漸將氣囊放氣，使行走高度降低至30cm左右，以防止波浪影響導致船舶晃動，從而使沉箱上駁不穩定。開動牽引絞車，同時松溜尾絞車，牽引沉箱緩慢前行。移動過程中，需逐步往進入沉箱底的氣囊充氣，給后方移出沉箱底的氣囊放氣，同時不斷調整各氣囊氣壓，使之基本保持一致。在第一條氣囊上駁后，浮船塢馬上開始排壓載水，以盡量減少搭接結構對碼頭的壓力。沉箱的運動路線必須是沉箱重心基本沿著浮船塢甲板縱向中心線前進，若在移動的過程中發現偏移，則需及時通過牽引絞車和氣囊的擺放糾偏。隨著沉箱向浮船塢上移動，浮船塢搭接結構的受力不斷增加，所以在沉箱上駁過程中，浮船塢需不斷往外排壓載水，同時密切留意搭接結構對碼頭承臺的壓力不能超過1200t，若臨近此值時，需暫停沉箱上駁牽引，待排水或潮水上漲到滿足要求時再繼續上駁。沉箱牽引到位后，馬上進行沉箱支墊工作，將枕木墊入沉箱底，塞滿氣囊間的空隙。沉箱支墊示意圖如3所示。