預制沉箱出運碼頭及沉箱安裝施工技術

唐芳明

摘 要：本文以福州港松下港區牛頭灣作業區12#、13#泊位工程為工程實例，圍繞預制沉箱出運碼頭及沉箱安裝施工技術進行探討，闡述其施工前的準備工作，重點分析其具體施工流程及工藝要點，希望為相關工程提供參考。

關鍵詞：預制沉箱 港口碼頭建設 沉箱安裝 施工工藝

水陸交通為了達到良好的作用，就要對港口碼頭的建設加以重視，其不僅讓相關的運輸行業擁有一個良好的發展前景，而且也是一個國家下決心發展沿海地區的一個象征。在碼頭工程項目建設中，要想取得良好的施工效果，保證工程整體質量，所建碼頭及其相關施工技術必須具備良好的自身優勢，就拿沉箱碼頭來說，其成本較低、工程建設速度較快，而且針對具體施工而言水下作業時間短，所建設的碼頭擁有較強的抗震能力。可是經濟的發展仍然讓該技術不得不吸收更多的先進經驗進一步進行改進，主要是因為大規格的沉箱、大規模的水運工程，不得不改進沉箱安裝技術。

1.工程概況

福州港松下港區牛頭灣作業區12#、13#泊位工程共有沉箱31件，其中甲型23件、乙型6件、乙1型2件。單件沉箱最大重量2800t。沉箱預制場地設置在12#、13#泊位西北方向陸域回填區，場地面積約占26000m2，沉箱堆放場地標高為+8.9m。

2.施工準備

2.1技術準備

在進行正式的項目建設之前，技術小組人員要對相關圖紙、施工現場、地質情況掌握于心，在進行施工方案的編制時要聽取多方意見，從而制定出科學合理的施工方案。

2.2測量控制

利用水準儀對出運通道的拋填頂標高進行測量，全站儀對場地的線性測量控制。把GPS技術應用在海上的相關作業上，比如挖泥、拋石等工作。在現場施工主要以水坨為主，勤測水深。過程中利用GPS測深儀對水深進行過程監控，做到現場進度的把控，以及施工質量的把握。

3.施工流程

3.1出運通道

出運通道采用斜坡段，其主要目的是為了減少半潛駁卷揚機的受力。具體從預制場最后一塊沉箱處的底胎模邊線為起始，延長大約160m，依照1.2%的坡度進行級層放坡。利用在碼頭后方開山石的方式對出運通道進行拋填工作，將20cm厚的碎石作為頂面的墊層進行鋪設。完成墊層鋪墊后，采用40T的沿路及來回進行8次碾壓。

松下12#、13#泊位工程將塔吊軌道進行延伸20m，做到半潛駁上的氣囊全覆蓋。所有半潛駁設備均可以塔吊吊運在沉箱上駁時盡量減少其他機械設備上半潛駁，減少操作人員與機械的混合施工，減少安全隱患。

3.2出運碼頭

本工程出運碼頭采用預制方塊然后進行安裝，上部結構采用現澆胸墻結構型式作為沉箱出運碼頭。出運碼頭的建設主要是以下步驟：施工準備→塊石清除→基床拋石→基床錘夯→基床整平→安裝方塊→胸墻澆筑。

（1）方塊預制。一般會利用松下12#、13#泊位沉箱改造模板作為方塊預制的模板，模板可以說充分利用了現有資源，方塊單件重量為2.3t，盡量減少吊裝的難度，方塊尺寸規格如表1。

預制方塊采用“凹”型設計，目的主要是為了減輕方塊的質量，另外一方面對于安裝工序來說還可以起到更加便捷的作用。當將其安裝好之后，把頂標高定為+2.0m就開始下一步工作即胸墻施工。

（2）塊石清除。碼頭建設中塊石的清除工作一般會利用GPS進行，當然也可以采用全站儀，把高定位-3.0m。水坨可以用來整個工序中開挖的深度的把控工作。

（3）基床拋石。基床會利用開山石，主要是用拋石船進行拋填工作。在此處用到的開山石有具體的要求，如自身要有≤5%的含土量，最好沒有風化過。此工序要用到GPS進行定位工作，以此保證拋石能夠得到精準控制。

（4）基床錘夯。之后的步驟便是進行錘夯工作，主要用到重錘工具。而且打夯船進行定位工作時同樣要用到GPS工具，具體要求夯能>200kJ，施工要依照每點壓半夯進行，保持2遍8夯次。

（5）基床整平。上步完成之后進行整平工作，要求倒坡3%時就完成整平工作。

（6）方塊安裝。預制方塊的安裝工作便可在整平完成之后進行。工作會用到350t的起重船，當然也離不開潛水人員的專業操作，在大潮區完成預制方塊的安裝工作。

（7）現澆砼壓板、胸墻、搭板。安裝完成后將頂標高定成+2m，再具體進行澆筑工作，主要分為4層進行。第一層是砼壓板的澆筑工作；第二層是胸墻的澆筑；第三層是下臺口部分的具體澆筑；最后一層則是針對胸墻以及砼搭板共同進行澆筑工作。此過程中要注意半潛駁系纜的問題，為了解決可以通過簡易制作系船柱的方式，針對系船柱澆筑砼。與此同時，為了保障沉箱入駁過程中不與氣囊發生刮蹭事件，可以半潛駁同時將4個錨拋入。

4.安裝沉箱

4.1沉箱出塢

一般來說，進行沉箱出運碼頭的地方會與安裝點隔著130m遠，將半潛駁收攬移動到安裝前面的深水處，并且在下潛區進行具體的布置工作。到達高潮位置時會有不一樣的要求，具體有兩點，（1）均勻加水下潛；（2）注入部分壓載水于沉箱內部。如果沉箱的下部以及半潛駁甲板即將發生脫離時，要將半潛駁下潛的速度降低一部分，當下潛到離甲板只有30cm時，查看沉箱是否達到了平衡狀態。如果還是沒有出現平衡，可以采用調整隔艙內部的相關水位的方式達到此目的，當然要小幅度的進行。最后再用拖輪將沉箱出塢，此過程一定要保持緩慢的狀態最好保持勻速進行，直到全部出塢，這時便可以將沉箱進行具體的定位，與此同時將半潛駁撤離出施工現場就可以了。

4.2沉箱安裝

沉箱的粗定位可以采取GPS裝置，把沉箱利用絞纜移動到基床的地方。沉箱的繼續下沉要根據潮位的具體情形進行，當達到基床50cm的時候，注水工作不再進行，此時讓壓載水進行沉箱的調整工作，隨后再次進行細致的定位。當準確定位后，繼續進行下沉，完全下沉之后再對隔倉進行注水工作。當出現低潮時，確定沉箱的具體移動。如果測量結果符合相關規定則意味著沉箱的安裝工作順利完成；否則在第二次沉箱安裝時才能針對第一件沉箱繼續調整。

之后的連續沉箱工作均依賴于前一件沉箱。當各個沉箱安裝完畢后，要繼續針對產生的偏位進行勘查，出現不符合規范的現象時要重現安放。在安裝之后，設置沉箱位移的具體觀測點一般選用沉箱的四角。先進行初始值的測量，之后潮水經過一次測量一次。若發現測量后結果符合規范要求，安排后續的連續測量工作即可。

4.3沉箱安裝注意事項

（1）要在低潮期而且是在流速處于較低狀態時進行沉箱安裝。

（2）為了工程的整體質量，安裝過程中要按照碼頭前沿線的順直度進行。

（3）定期進行沉箱的位移情況、沉降現象。

（4）為了沉箱安裝工作的穩定性，先進性沉箱浮游穩定性的計算工作。具體安裝沉箱時，對壓倉水位的具體高度要進行嚴格的把握，加水工作也要精準控制。為了保證下沉的速度維持在緩慢的狀態下，對箱內外水位差也要精準控制。

5.結束語

本文主要針對福州港松下港區牛頭灣碼頭的出運碼頭和沉箱相關安裝技術進行了詳細介紹，目的是讓相關領域的專業人士認識到這項技術的重要性，以此為未來的港口碼頭建設提出進一步的建議，提高工程的施工效率并對質量進行技術保障。

參考文獻：

[1]王彤陽.港口碼頭的沉箱及預制塊體施工技術分析[J].珠江水運，2017（12）：76-77.

[2]周廣群，李永升.港口碼頭的沉箱及預制塊體施工技術研究[J].中國水運（下半月），2016（07）：236-237.

[3]楊立爭.港口碼頭工程中沉箱及預制塊體的施工技術[J].珠江水運，2018（19）：93-94.