受限場地沉箱臨時預制場規劃建設的探討

曾欣 鄧樑斌 中交廣州航道局有限公司

1.工程概況

澳頭對臺漁業基地（二期）起步工程位于廈門市翔安區。本工程新建護岸589.4m，其中西護岸長301m，南護岸288.4m，需要預制沉箱共50件，其中甲型沉箱44個，乙型沉箱3個，丙型沉箱3個。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.沉箱預制場選址

經踏勘，本工程附近僅有東側一塊面積約6500m2空地可供使用，該場地長約144m、寬44m，不足以滿足沉箱一次性全部預制完的要求，需進行分槽分批預制。但場地較為平整，且臨海側前沿是已建成直立式沉箱護岸，便于沉箱出運。

3.預制場規劃與建設

3.1 設計原則

（1）結合現有場地地貌、地質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）場地設置要結合沉箱安裝順序、方向及沉箱不同類型的數量。

（3）根據有限場地單個沉箱需多次移運特點，選擇安全、快捷、有效的移運工藝。

（4）場地規劃要最大程度提升沉箱預制、出運等工作的效率，滿足工期要求。

3.2 總平面規劃

根據上述原則，預制場分為加工區、生產區、防腐養護區、存放區、吊裝區共五個區。沉箱預制場內采用兩排臺座，每排臺座都可以獨立進行預制和出運，以實現預制和出運同時進行，達到互不影響的目的。同時在場地內設置u型施工道路，以滿足沉箱預制需求。場地進行封閉式管理，場內道路和排水暢通，場地四周應設置圍擋與外界隔開。預制場內設置門式起重機一臺，用于裝拆模板及搬運鋼筋，同時配以一臺25t汽車吊輔助；設置550t臺車一套，用于沉箱平移。

3.3 總平面布置

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

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

（2）牽引系統布置。因預制場地有限，單個沉箱需要多次平移并盡快為沉箱預制提供工作面，傳統的氣囊平移工藝，工序多、耗時長、安全性能低，影響沉箱預制進度。經比選擬采用臺車工藝，實現沉箱平移快速化，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間，且提高了沉箱平移安全性。

臺車軌道共布置8 根，單根長117m；單個沉箱共布置兩條臺車，軌道中心間距為6m，根據沉箱重心位置進行布置。

（3）起重系統布置。預制場內設置20t門式起重機一臺，凈寬28m、凈高18m，門吊軌道長135m，用于鋼筋下料、模板制作及沉箱預制等施工，配以一臺25t汽車吊輔助；門式起重機配置夾軌器，在軌道梁上設置防風地錨，軌道兩端設置車檔。

（4）加工、存放場地布置。鋼筋加工場布置在生產區北側，平面尺寸為28m×18m。根據加工場功能使用要求劃分為原材堆放區、原材加工區和半成品堆存區。在加工區布置鋼筋加工設備，如切斷機、彎曲機、調直機等。

為滿足原材堆放、鋼筋加工的需求，鋼筋加工場設置軌道式活動鋼結構防雨棚。軌道式活動鋼結構防雨棚委托鋼結構廠家進行設計及安裝。

（5）施工道路布置。預制場內在臺座兩側及加工場地后方布置一條6～10m寬的U型施工通道，主要用于原材料進場、沉箱混凝土澆筑施工，在預制場東側及北側各設置大門一處，連接場地內道路至圍擋外側的施工便道。

（6）攪拌站和料場布置。采用商品混凝土，場地內不設置攪拌站和料場。

（7）水電布置。預制場主要用電設備有臺車、門式起重機、鋼筋模板加工設備、振搗棒及照明等。施工現場設置一座變壓器，臨時用電由配電室引出至預制場，場內線路全部采用預埋敷設，所配置的配電箱滿足“三級配電、二級漏電保護、一機一閘一箱一漏”配電及保護的使用要求，嚴禁多機一閘現象，編制臨時用電施工組織設計。

施工用水主管采用φ70mm PVC由附近村莊引至預制場內，場內采用φ50mm PVC引到沉箱預制區。施工現場所有供水系統全部沿著排水溝進行敷設。

為了滿足預制場內排水的要求，在沉箱預制區（軌道梁內側）布置排水明溝，斷面尺寸為40cm×30cm，設置坡度≥1.5%的縱向排水溝，形成雨水排水系統。

（8）沉箱出運布置。沉箱采用臺車頂升并平移至前沿直立式沉箱護岸，起重船靠岸直接吊運安裝的施工工藝。前沿直立式護岸有翔實的設計資料，承載力、抗傾、抗滑穩定性均滿足沉箱安放和吊運要求。

3.4 斷面結構設計

（1）加工區斷面結構。平面尺寸為28m×18m。場地硬化采用10cm厚C15素混凝土。

（2）生產區斷面結構。橫斷面布置：沉箱生產區臺座布置6個，結構采用20cm厚C25素混凝土；臺車軌道基礎采用C25鋼筋混凝土結構，尺寸為300mm×2000mm，基礎兩側開挖基槽采用回填砂并做密實處理；門式起重機軌道基礎采用C25鋼筋混凝土結構，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。

門式起重機軌道基礎：門式起重機軌道基礎采用鋼筋混凝土結構，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。

臺車軌道基礎：臺車軌道基礎采用鋼筋混凝土結構，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）存放區斷面結構。橫斷面布置：沉箱養護區、存放區及吊裝區采用相同的結構，臺座共布置14個，結構采用15cm厚C25素混凝土；臺車軌道基礎采用C25鋼筋混凝土結構，尺寸為300mm×2000mm，基礎兩側開挖基槽采用回填砂并做密實處理；門式起重機軌道基礎采用C25鋼筋混凝土結構，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。

門式起重機軌道基礎：與生產區相同。

臺車軌道基礎：與生產區相同。

3.5 預制場地基承載力驗算

沉箱存放荷載：最大荷載為53KPa。

沉箱出運荷載：采用臺車出運工藝，臺車軌道梁底寬為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，臺車組自重為10t，總重量為580t，因此，臺車出運產生的荷載為144kPa。

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

地基承載力驗算：通過以上計算，預制場地所需的最大承載力為144kPa。

根據原設計斷面圖，該場地采用中粗砂填筑并做堆載預壓處理，承載力較高。委托檢測單位對地基承載力進行檢測驗證，共布置3個檢測點，采用動力初探進行檢測，承載力均＞220kPa。因此該場地滿足沉箱使用要求。

4.結語

本工程沉箱預制場圍繞設計原則，因地制宜的對有限場地進行規劃，不僅解決了場地受限困難，提高了預制場使用周轉率，而且加強了沉箱預制、出運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：[1]季云峰，余雪寶.淺談沉箱臨時預制場的規劃與建設[J].珠江水運，2018（07）：93-95.