浅谈“整体着床式半潜驳出运大型构件”工艺

发表时间:2016/1/18   来源:《工程建设标准化》2015年9月供稿   作者:刘娟
[导读] 中国水产广州建港工程公司,广东,广州 本文现对“整体着床式半潜驳出运大型构件”工艺进行分析、探讨,对重力式码头大型构件上驳施工具有一定的参考价值。

刘  娟
  (中国水产广州建港工程公司,广东,广州,510220)
  【摘  要】码头的建设规模越来越大,沉箱等大型构件向大型化趋势明显。本文浅谈了“整体着床式半潜驳出运大型构件”工艺,该工艺是安全可行的,适用于利用半潜驳出运大型构件的施工,为大型构件上驳提供借鉴。
  【关键字】整体着床;大型构件;半潜驳
  1.前言
  目前大型构件上驳施工工艺主要有两种:半潜驳悬浮,气囊移运大型构件上驳工艺和半潜驳坐底,轨道车移运大型构件上驳工艺,但在实际施工过程中,这两种工艺均有不足,且易发生意外情况。本文现对“整体着床式半潜驳出运大型构件”工艺进行分析、探讨,对重力式码头大型构件上驳施工具有一定的参考价值。
  2.工艺特点
  目前,国内常规的利用半潜驳出运大型构件的施工工艺有两种:半潜驳悬浮,气囊移运大型构件上驳工艺和半潜驳坐底,轨道车移运大型构件上驳工艺。
  采用“半潜驳悬浮,气囊移运大型构件上驳”施工工艺时,整个构件上驳过程必须在高潮位(通常4-5小时左右)完成,而且在构件移运上驳过程中,受到强对流天气、海浪(特别是暗涌)、半潜驳走锚、设备(半潜驳抽排水系统、沉箱牵引和倒拉系统)故障等突发事件的影响,极易导致安全事故。
  采用“半潜驳坐底,轨道车移运大型构件上驳”施工工艺时,构件预制厂和出运码头对不均匀沉降要求高,建设费用大;沿海长距离拖运,构件稳定性不高。不适用于临时预制厂。
  整体着床式半潜驳出运大型构件工艺优点如下:
  2.1安全性高
  构件上驳时,半潜驳始终处于坐底稳定状态,抗风、流、浪、涌的能力强,安全有保证。
  2.2高效节能
  无需候潮,任何潮位下均可进行上驳作业。
  较易在工程所在地建造临时预制场地,避免长距离拖运,既缩短了工期,又节省了燃料。
  2.3适用性强
  对地质要求不高,对各种工况的适应能力强,可因地制宜,在沿海工程所在地就近推广使用。
  3.工艺原理
  本项目依据重物滚动搬运技术、船舶原理和船舶结构的理论,并遵循相关船舶规范,以及弹性地基的理论基础,解决了半潜驳着床坐底,大型沉箱用气囊滚动水平运输上驳、半潜驳载运、潜浮安装的施工技术,省去了大型起重机、起重船和运输驳船,实现了大型沉箱出运安装技术的革新。
  依据重物滚动搬运的技术原理,使用气囊和绞车牵引系统将沉箱水平运输的工艺,无需使用起重机,对不同尺寸和重量的大型沉箱运输具有良好的适应性、经济性。
  根据要求载运的沉箱重量、最大沉深、作业和航行区域等基本要求,依据船舶原理和船舶结构的理论,遵循相关的船舶规范,确定合适的半潜驳主尺度使半潜驳达到要求的举力和沉深,完成承载、航行和潜浮的任务。合理的压载水仓分隔、数量和仓容配置,保证有足够的压载水量满足沉深的要求和便于进行浮态的调整。足够的储备浮力保证在最大的沉深时半潜驳有必要的稳性。按照船舶的结构理论和相关规范进行的结构设计,使船在受到水压力、浮力、风浪和沉箱移动荷载等外力作用下具有足够的纵横结构强度和局部强度。
  以弹性地基理论为基础,在挖去一定的淤泥后抛填砂而成的基床、可确保在半潜驳着床后,基床具有足够的承载力,而且选择工地易得的回填砂作材料,有良好的经济性。半潜驳坐床上驳与半潜驳悬浮上驳相比,更有安全性。与半潜驳坐梁(坐在基梁上),轨道车对接上驳相比,其经济性、适应性更佳。
  4.施工工艺操作要点
  4.1基床施工操作要点
  4.1.1为保证沉箱坐底基床的稳定,基床顶部浮淤必须要挖除,防止沉箱上驳过程中基床产生不均匀沉降,影响沉箱上驳安全。
  4.1.2为保证半潜驳船体安全,基床适宜抛砂等软质材料,不宜抛石块等硬质材料。
  4.1.3在水域风浪较小地区抛砂后可不用砂包围护,但半潜驳每次坐底施工后应进行检查,如有破坏应及时修补,防止施工过程中发生安全事故。在风浪较大海域,因风浪、水流等影响砂质基床极易遭到破坏,必须采取砂包围护等安全措施。
  4.1.4为保证半潜驳坐床平稳,基床抛砂后需适当整平,采用水跎或测深仪等测量基床顶面标高,高差范围控制在±20cm以内。
  4.2上驳操作要点:
  4.2.1搭接方式:沉箱上驳前将半潜驳移至码头前沿抛锚,将半潜驳搭板与出运码头前沿搭接后坐底。采用整体着床式上驳工艺,沉箱移上半潜驳后,中途不需要排水。
  4.2.2半潜驳的锚位及地牛:半潜驳艉部左右利用码头上系缆扣系两条缆,以操控船艉左右移动对齐码头前沿,船艏左右抛两门锚。地牛及眼板的结构应通过计算满足受力要求。
  4.2.3牵引沉箱上驳:沉箱用气囊形式出运,岸上尽量将沉箱移到码头前沿,并使沉箱中线与出运通道一致(横向偏移不得超过50cm)。沉箱移运过程中空闲气囊搬运至沉箱前排布好,保证沉箱移运直至出运码头前沿约5m处暂停,转换船上卷扬机,暂停时间约半小时,暂停期间气囊释放少部分气体。半潜驳与岸上搭板搭接好后,将沉箱上钢丝绳扣头接到半潜驳动滑轮组,用船上两台卷扬机牵拉沉箱上驳。
  4.2.4沉箱在半潜驳上移运过程中,沉箱中轴线与半潜驳甲板面中轴线如产生少量偏差,半潜驳应及时调水,保证半潜驳受力平衡。
  4.2.5沉箱移至半潜驳上指定位置后支垫枕木,支垫枕木时应均匀对称,防止沉箱底部不均衡受力。支垫枕木数量应通过计算满足承载力要求。
  5.经济效益分析
  现以平海电厂沉箱出运为例说明本工艺效益情况,平海工地需出运大小沉箱共23件,重约2750t,出运采用“整体着床式半潜驳出运大型构件”工艺。沉箱出运安装共分三期,首期为2008年11月30日至2009年1月9日,寄放5件,第二期为2009年3月17日至2009年4月15日,出运8件安装13件,第三期为2009年5月5日至2009年6月24日,出运安装10件,其间受台风、浓雾等不利天气影响约8天,出运安装全过程无一例安全生产事故,效益显著,详见下表(单位:万元)。

  6.结语
  本工艺采用整体着床的方式进行大型预制构件上驳,潮汐、风浪、操作失误、设备故障等对构件上驳影响相对较小,极大提高了大型构件上驳的安全性,说明该工艺是安全可行的,适用于利用半潜驳出运大型构件的施工,希望能对类似施工起到一定的参考价值。
  参考文献:
  [1]交通部第一航务工程局编.港口工程施工手册 人民交通出版社,1994
  [2]郑文康、刘翰湘主编.水力学  中国水利水电出版社,2004
  [3]JTS167-2-2009重力式码头设计与施工规范  人民交通出版社,2009
  [4]JTS257-2008水运工程质量检验标准  人民交通出版社,2008

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