受限場(chǎng)地沉箱臨時(shí)預(yù)制場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)的探討

曾欣 鄧樑斌 中交廣州航道局有限公司

1.工程概況

澳頭對(duì)臺(tái)漁業(yè)基地（二期）起步工程位于廈門市翔安區(qū)。本工程新建護(hù)岸589.4m，其中西護(hù)岸長(zhǎng)301m，南護(hù)岸288.4m，需要預(yù)制沉箱共50件，其中甲型沉箱44個(gè)，乙型沉箱3個(gè)，丙型沉箱3個(gè)。甲型沉箱單件重約520t，尺寸10.05m×9.8m×9m，乙型沉箱單件重約335t，尺寸10.05 m×9.8m×5 m，丙型沉箱單件重約375 t，尺寸10.05m×11.5m×5m。

2.沉箱預(yù)制場(chǎng)選址

經(jīng)踏勘，本工程附近僅有東側(cè)一塊面積約6500m2空地可供使用，該場(chǎng)地長(zhǎng)約144m、寬44m，不足以滿足沉箱一次性全部預(yù)制完的要求，需進(jìn)行分槽分批預(yù)制。但場(chǎng)地較為平整，且臨海側(cè)前沿是已建成直立式沉箱護(hù)岸，便于沉箱出運(yùn)。

3.預(yù)制場(chǎng)規(guī)劃與建設(shè)

3.1 設(shè)計(jì)原則

（1）結(jié)合現(xiàn)有場(chǎng)地地貌、地質(zhì)資料合理選擇地基處理方式，避免不均勻沉降，滿足承載力要求。

（2）場(chǎng)地設(shè)置要結(jié)合沉箱安裝順序、方向及沉箱不同類型的數(shù)量。

（3）根據(jù)有限場(chǎng)地單個(gè)沉箱需多次移運(yùn)特點(diǎn)，選擇安全、快捷、有效的移運(yùn)工藝。

（4）場(chǎng)地規(guī)劃要最大程度提升沉箱預(yù)制、出運(yùn)等工作的效率，滿足工期要求。

3.2 總平面規(guī)劃

根據(jù)上述原則，預(yù)制場(chǎng)分為加工區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、防腐養(yǎng)護(hù)區(qū)、存放區(qū)、吊裝區(qū)共五個(gè)區(qū)。沉箱預(yù)制場(chǎng)內(nèi)采用兩排臺(tái)座，每排臺(tái)座都可以獨(dú)立進(jìn)行預(yù)制和出運(yùn)，以實(shí)現(xiàn)預(yù)制和出運(yùn)同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到互不影響的目的。同時(shí)在場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置u型施工道路，以滿足沉箱預(yù)制需求。場(chǎng)地進(jìn)行封閉式管理，場(chǎng)內(nèi)道路和排水暢通，場(chǎng)地四周應(yīng)設(shè)置圍擋與外界隔開(kāi)。預(yù)制場(chǎng)內(nèi)設(shè)置門式起重機(jī)一臺(tái)，用于裝拆模板及搬運(yùn)鋼筋，同時(shí)配以一臺(tái)25t汽車吊輔助；設(shè)置550t臺(tái)車一套，用于沉箱平移。

3.3 總平面布置

（1）沉箱平移臺(tái)座布置。沉箱臺(tái)座平面尺寸為117m×28m，沉箱共分3槽預(yù)制，第一槽20個(gè)，第二槽20個(gè)，第三槽10個(gè)。沉箱預(yù)制順序與沉箱安裝順序一致，即先進(jìn)行西護(hù)岸沉箱預(yù)制，按照從北向南順序；后進(jìn)行南護(hù)岸沉箱預(yù)制，按照從東向西順序；最后在交接處合龍。

第一槽布置3個(gè)乙型沉箱，17個(gè)甲型沉箱，考慮安裝方向，沉箱前趾朝西；第二槽布置3個(gè)丙型沉箱，20個(gè)甲型沉箱，考慮安裝方向，前6個(gè)沉箱前趾朝西，后14個(gè)沉箱前趾朝南；第三槽布置10個(gè)甲型沉箱，考慮安裝方向，沉箱前趾朝南。

（2）牽引系統(tǒng)布置。因預(yù)制場(chǎng)地有限，單個(gè)沉箱需要多次平移并盡快為沉箱預(yù)制提供工作面，傳統(tǒng)的氣囊平移工藝，工序多、耗時(shí)長(zhǎng)、安全性能低，影響沉箱預(yù)制進(jìn)度。經(jīng)比選擬采用臺(tái)車工藝，實(shí)現(xiàn)沉箱平移快速化，沉箱從最后一排平移至前沿僅需1h，最大限度減少了沉箱平移占用時(shí)間，且提高了沉箱平移安全性。

臺(tái)車軌道共布置8 根，單根長(zhǎng)117m；單個(gè)沉箱共布置兩條臺(tái)車，軌道中心間距為6m，根據(jù)沉箱重心位置進(jìn)行布置。

（3）起重系統(tǒng)布置。預(yù)制場(chǎng)內(nèi)設(shè)置20t門式起重機(jī)一臺(tái)，凈寬28m、凈高18m，門吊軌道長(zhǎng)135m，用于鋼筋下料、模板制作及沉箱預(yù)制等施工，配以一臺(tái)25t汽車吊輔助；門式起重機(jī)配置夾軌器，在軌道梁上設(shè)置防風(fēng)地錨，軌道兩端設(shè)置車檔。

（4）加工、存放場(chǎng)地布置。鋼筋加工場(chǎng)布置在生產(chǎn)區(qū)北側(cè)，平面尺寸為28m×18m。根據(jù)加工場(chǎng)功能使用要求劃分為原材堆放區(qū)、原材加工區(qū)和半成品堆存區(qū)。在加工區(qū)布置鋼筋加工設(shè)備，如切斷機(jī)、彎曲機(jī)、調(diào)直機(jī)等。

為滿足原材堆放、鋼筋加工的需求，鋼筋加工場(chǎng)設(shè)置軌道式活動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)防雨棚。軌道式活動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)防雨棚委托鋼結(jié)構(gòu)廠家進(jìn)行設(shè)計(jì)及安裝。

（5）施工道路布置。預(yù)制場(chǎng)內(nèi)在臺(tái)座兩側(cè)及加工場(chǎng)地后方布置一條6～10m寬的U型施工通道，主要用于原材料進(jìn)場(chǎng)、沉箱混凝土澆筑施工，在預(yù)制場(chǎng)東側(cè)及北側(cè)各設(shè)置大門一處，連接場(chǎng)地內(nèi)道路至圍擋外側(cè)的施工便道。

（6）攪拌站和料場(chǎng)布置。采用商品混凝土，場(chǎng)地內(nèi)不設(shè)置攪拌站和料場(chǎng)。

（7）水電布置。預(yù)制場(chǎng)主要用電設(shè)備有臺(tái)車、門式起重機(jī)、鋼筋模板加工設(shè)備、振搗棒及照明等。施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置一座變壓器，臨時(shí)用電由配電室引出至預(yù)制場(chǎng)，場(chǎng)內(nèi)線路全部采用預(yù)埋敷設(shè)，所配置的配電箱滿足“三級(jí)配電、二級(jí)漏電保護(hù)、一機(jī)一閘一箱一漏”配電及保護(hù)的使用要求，嚴(yán)禁多機(jī)一閘現(xiàn)象，編制臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)。

施工用水主管采用φ70mm PVC由附近村莊引至預(yù)制場(chǎng)內(nèi)，場(chǎng)內(nèi)采用φ50mm PVC引到沉箱預(yù)制區(qū)。施工現(xiàn)場(chǎng)所有供水系統(tǒng)全部沿著排水溝進(jìn)行敷設(shè)。

為了滿足預(yù)制場(chǎng)內(nèi)排水的要求，在沉箱預(yù)制區(qū)（軌道梁內(nèi)側(cè)）布置排水明溝，斷面尺寸為40cm×30cm，設(shè)置坡度≥1.5%的縱向排水溝，形成雨水排水系統(tǒng)。

（8）沉箱出運(yùn)布置。沉箱采用臺(tái)車頂升并平移至前沿直立式沉箱護(hù)岸，起重船靠岸直接吊運(yùn)安裝的施工工藝。前沿直立式護(hù)岸有翔實(shí)的設(shè)計(jì)資料，承載力、抗傾、抗滑穩(wěn)定性均滿足沉箱安放和吊運(yùn)要求。

3.4 斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）加工區(qū)斷面結(jié)構(gòu)。平面尺寸為28m×18m。場(chǎng)地硬化采用10cm厚C15素混凝土。

（2）生產(chǎn)區(qū)斷面結(jié)構(gòu)。橫斷面布置：沉箱生產(chǎn)區(qū)臺(tái)座布置6個(gè)，結(jié)構(gòu)采用20cm厚C25素混凝土；臺(tái)車軌道基礎(chǔ)采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為300mm×2000mm，基礎(chǔ)兩側(cè)開(kāi)挖基槽采用回填砂并做密實(shí)處理；門式起重機(jī)軌道基礎(chǔ)采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為400mm×400mm；水電管溝尺寸為400mm×300mmm，墊層采用M10砂漿并砌筑400mm高的磚墻。

門式起重機(jī)軌道基礎(chǔ)：門式起重機(jī)軌道基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，軌道梁斷面尺寸為400mm×400mm，底層配置4 根φ18的鋼筋，頂層配置4根φ 18的鋼筋，箍筋配置@200mmφ8的鋼筋。

臺(tái)車軌道基礎(chǔ)：臺(tái)車軌道基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，軌道梁斷面尺寸為300mm×2000mm，底層配置8根φ14的鋼筋，頂層配置8根φ12的鋼筋，箍筋配置@300mmφ10的鋼筋。

（3）存放區(qū)斷面結(jié)構(gòu)。橫斷面布置：沉箱養(yǎng)護(hù)區(qū)、存放區(qū)及吊裝區(qū)采用相同的結(jié)構(gòu)，臺(tái)座共布置14個(gè)，結(jié)構(gòu)采用15cm厚C25素混凝土；臺(tái)車軌道基礎(chǔ)采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為300mm×2000mm，基礎(chǔ)兩側(cè)開(kāi)挖基槽采用回填砂并做密實(shí)處理；門式起重機(jī)軌道基礎(chǔ)采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為400mm×400mm；水電管溝尺寸為400mm×300mmm，墊層采用M10砂漿并砌筑400mm高的磚墻。

門式起重機(jī)軌道基礎(chǔ)：與生產(chǎn)區(qū)相同。

臺(tái)車軌道基礎(chǔ)：與生產(chǎn)區(qū)相同。

3.5 預(yù)制場(chǎng)地基承載力驗(yàn)算

沉箱存放荷載：最大荷載為53KPa。

沉箱出運(yùn)荷載：采用臺(tái)車出運(yùn)工藝，臺(tái)車軌道梁底寬為2m，有效受壓面積為40.2m2，沉箱最大自重為520t，軌道梁自重為50t，臺(tái)車組自重為10t，總重量為580t，因此，臺(tái)車出運(yùn)產(chǎn)生的荷載為144kPa。

門式起重機(jī)荷載：20t門式起重機(jī)工作最大輪壓為175kN，單側(cè)軌道最大輪壓為350kN，門式起重機(jī)單側(cè)跨距11.3m，軌道梁底寬0.4m，受力面積4.52m2；軌道梁自重45.2kN，因此，門式起重機(jī)工作產(chǎn)生的荷載為87.43kPa。

地基承載力驗(yàn)算：通過(guò)以上計(jì)算，預(yù)制場(chǎng)地所需的最大承載力為144kPa。

根據(jù)原設(shè)計(jì)斷面圖，該場(chǎng)地采用中粗砂填筑并做堆載預(yù)壓處理，承載力較高。委托檢測(cè)單位對(duì)地基承載力進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證，共布置3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，采用動(dòng)力初探進(jìn)行檢測(cè)，承載力均＞220kPa。因此該場(chǎng)地滿足沉箱使用要求。

4.結(jié)語(yǔ)

本工程沉箱預(yù)制場(chǎng)圍繞設(shè)計(jì)原則，因地制宜的對(duì)有限場(chǎng)地進(jìn)行規(guī)劃，不僅解決了場(chǎng)地受限困難，提高了預(yù)制場(chǎng)使用周轉(zhuǎn)率，而且加強(qiáng)了沉箱預(yù)制、出運(yùn)和安裝工序間的銜接，提高了安全性，可為類似工程提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：[1]季云峰，余雪寶.淺談沉箱臨時(shí)預(yù)制場(chǎng)的規(guī)劃與建設(shè)[J].珠江水運(yùn)，2018（07）：93-95.