港口装卸２０１１年第２期（总第１９６期） 厦门港嵩屿码头工程３ ０００ ｔ沉箱的安装工艺 厦门港务工程公司 付瑞如 １ 概况 国家重点工程——厦门港嵩屿港区二期建设工 程为一座可靠泊第六代集装箱轮的重力式码头，其 岸墙基础基床标高为一１７ ｍ（黄海高程，下同）。主 体结构由３８件尺寸为１８．５ ｍ×１５ ｍ×２０ ｍ（下端 尺寸为１８．５ ｍ×１６．３ ｍ×２０ ｍ，含前足尺寸）的钢 筋混凝土的沉箱构件（见图１）组成，单件沉箱混凝 土量为１ ０８３ ｍ ，重量为２ ６５３ ｔ。沉箱内均匀分成 １２格（两横三纵），每两格为相通，两格栅内底设有 闸阀与外部相通，吊运安装过程中可利用该闸阀来 控制沉箱内部的水位。沉箱上端设有８个直径为 ６５ ｍｍ的圆钢吊环做成的吊点。沉箱浮运安装的技 术工艺要求是：浮运时前仓加水２．６６ ｍ，中仓加水 ３．７５ ｍ，后仓加水４．８３ ｍ，沉箱浮运时内外水头差 不超过９．７ ｍ，吊钩离沉箱上端面的距离为１０ ｍ。 ＝＝－ ＝二＿ ＝二＿ ＝二－ 图１沉箱构件 厦门港潮差为３～７ ｍ，沉箱安装到位后，除了 在天文大潮的那几天会露出水面外，其余时问都被 浸没在海水中。将如此高大、笨重的构件精确定位 安装在水下基床上是工程的难点。 吊运安装沉箱的主要设备为１台２００ ｔ浮吊和１ 只８５ ｍ×４５ ｍ的半潜驳（见图２）。浮吊采用两个 “山”字形吊钩并联的形式，起升系统上配有电子秤。 ２ 难点与对策 沉箱自重大，完全浸没在水中也达到１ ６００ ｔ左 图２ 吊装设备及施工过程示意图‘ 右，远远超过浮吊的额定起重量。因此在吊运安装 时必须准确掌握沉箱的排水高度所产生的浮力与沉 箱重量之间的关系，将其差值控制在浮吊的额定起 重量范围内。同时还要关注海水的水位及流速，气 象特别是风力的变化也是一个非常关键的因素。根 据经验，在厦门港海域浮吊只能在５级风以下作业。 只有认真分析、综合考虑各种影响因素，拟定正确、 细致的施工方案，才能使安装施工万无一失，否则就 有可能发生灾难性的事故。 在吊运安装前，必须先根据沉箱的形状尺寸来 计算出其在各种状态下的浮力大小，在沉箱的显眼 位置标上刻度线和相应的浮力数值，以供安装操作 时参考。 必须考虑的安全因素包括潮差、气象、风浪，沉 箱水泥墙壁是否有水密、连通的管路、闸阀性能能否 满足要求等。沉箱预制好后，需认真检查其表面的 结构情况，发现不足时应立即检修。在半潜驳下潜 的过程中，要不断地观察沉箱各部件的水密情况，发 现漏水、管涌等异常情况时应立即停止下潜，及时处 理。只有沉箱在自浮的情况下满足水密要求时才能 继续施工。在吊运安装过程中，沉箱内部的状况必 须有专人负责观察，发现异常情况时应立即停止作 业。浮吊上的施工人员必须坚守岗位，时刻关注沉 箱的下沉情况和吊钩上电子秤读数的变化，随时调 节起重机的升降，将起重机的载荷控制在允许的范 围内。 ３ 工艺流程 厦门港嵩屿港区二期工程的沉箱安装是按“Ｌ，’ 形排列的，由嵩屿一期码头的岸线成一条直线延伸 ２９ Ｐｏｒｔ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ２０１ １．Ｎｏ．２（Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１９６） 出来，沉箱按顺序一件连着一件排列。沉箱安装到 位后，其直线度和高度差的偏差不大于５ ｃｍ。 测量等人员全部到位，各负其责。指挥员确认安装 施工条件成熟后发出号令，打开沉箱中的闸阀给沉 在天文小潮时，施工区域内基床的海水深度需 大于２０ ｍ，所以沉箱吊运安装的时间只能选在每个 月的几天天文大潮中。工程安装必须算准潮汐变化 箱灌海水，浮吊上的操作人员时刻观察电子秤的读 数，操纵浮吊起升机构下降，保持浮吊的受力不变。 定位捆绑的钢丝绳亦须在下降中由专人负责操作， 控制其张紧度。由于在下放沉箱的过程中浮吊的位 置会变化，所以要根据测量结果进行调整。整个操 的时间差，施工船舶定位准确，各工种人员事先充分 沟通，协调一致，行动需果断、快捷。 施工前的准备工作妥当后，就要等待适合作业 的潮汐和天气条件。吊装沉箱的工艺流程是在施工 现场指定位置抛锚定位，起重挂钩工在半潜驳上待 作过程必须协调一致、有序地进行，并时刻观察沉箱 内外的水位差，使其符合工艺要求。当海水即将退 到低平潮时，根据潮汐时间表及实测海水深度与沉 箱的沉入高度来判断沉箱至基床平面的距离。当沉 箱底离基床的距离在２０ ｃｍ时，停止注水，利用浮吊 命，等待潮汐接近高潮时，半潜驳下潜到一定的深 度，按工艺要求进行加水处理，经检查沉箱的渗透情 况及吊点的安全性等必要措施后继续下沉。 的起升拉力的变化来控制沉箱与基床的接触，根据 测量结果调整沉箱安装位置。只有在符合设计要求 时，才可重新注水，加重沉箱的重量，使沉箱能够稳 坐在基床上。 当半潜驳下潜６ ｍ左右，半潜驳甲板上方的水 深适合浮吊进入时，浮吊利用事先布置好的锚碇和 在半潜驳上的缆绳挂钩，控制锚缆机进行收放，将船 体移动到半潜驳甲板上方，起重挂钩工对沉箱上的 吊环与浮吊吊钩上直径为３９ ｍｍ的钢丝绳索具进 ４作业过程及施工要点 厦门海域的潮汐变化是农历月初及月中出现几 行对接挂钩，同时采用两组钢丝绳把沉箱和浮吊紧 紧地固定捆绑起来，防止沉箱在下沉过程中受海潮 天高潮汐，其余为低潮汐，每天２４ ｈ内有两次高潮 位和两次低潮位。根据潮汐表和施工区域的位置标 高，能够施工的时间每个月只有ｌ０天左右。按开始 的进度，每个月只能安装５～６件沉箱，不能满足整 个工程的工期要求。为此，我们进一步加强施工组 冲击时给浮吊作业带来危险。考虑风浪等因素，为 了确保施工安全，浮吊的吊钩受力只能控制在１００ ｔ 左右，当沉箱能够脱离半潜驳的接触支撑后，半潜驳 就可以再下潜１ ｍ左右。浮吊在负重的情况下，靠 自身的锚缆机及事先抛设的锚和地锚之间的作用， 从半潜驳上移位到安装位置。在测量人员的指挥 织，让机器满负荷，而人员轮班倒，并在作业过程中 不断总结经验，对施工条件和工艺等进行修订和完 下，浮吊按照沉箱安装的排列顺序进行位置调整，达 到安装的准确位置后，锁定锚缆机定位，等待海水退 潮。 善，使效率大大提高，将工期由原计划的９个月缩短 到５个月。 付瑞如：３６１０１２，福建省厦门市东渡路９９号 收稿日期：２０１０—１０—１８ ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ：１０００—８９６９．２０１１．０２．０１６ 在码头前沿地基平整妥当后，当潮汐和天气等 条件都满足沉箱安装要求时，浮吊上的施工人员和 第１３届全国大型起重运输设备安全技术研讨会在长沙举行 ２０１１年４月９～１１日，由中国重型机械工业协 会、中国工程机械学会港口机械分会、中国机械工程 学会物流工程分会、湖南省机械工程学会联合主办， 长沙三占惯性制动有限公司承办的第１３届全国大 机械研究院院长陆大明，武汉理工大学港口物流技 术与装备教育部工程研究中心主任胡吉全，江苏连 云港港口集团技术管理部副部长陈钢，长沙三占惯 性制动有限公司主管工程师刘朝，长江航运集团电 型起重运输设备安全技术研讨会在长沙举行。来自 港口、港机制造企业、高校和院所等共６０余个单位 的１００多名代表参加了会议。会议主办单位领导陆 大明、陶德馨、喻振东、周云、罗志平等到会并讲话。 本届研讨会就生产管理与设备安全、起重运输 设备节能与环保等主题进行了研讨。北京起重运输 ３０ 机厂技术中心主任王红星，先后在会上做了题为 “基于物联网的起重机械安全监测的研究”、“起重 机制动过程分析与制动器选用原则”、“岸电引领绿 色水运”、“电子机械式轮边制动器的研发试验和使 用情况及脚踏变频制动器的技术改进”、“变频电机 的设计与造型”的学术研讨报告。