浅谈搭岸浮船坞的沉箱出运及监理控制

朱波于军龙

摘要：重力式沉箱码头因其施工周期短、耐久性高、整体稳定性好、操作性强的特点，在港口建设中得到了广泛应用，随之沉箱出运的方式方法也不断的更新。大型沉箱一般采用浮船坞进行出运。浮船坞通常采用两种方式与出运码头对接，即坐底方式和搭岸方式。因搭岸式沉箱下水、出运、安装等受投资、出运船性能、风浪、潮汐等因素影响较大，采用该方式进行沉箱上船、出运、安装时应进行综合考虑。施工各工序的操作、控制尤为重要。本文将以山东某港为例，对气囊顶升搭岸方式沉箱上坞、出运工艺及监理控制进行阐述。

关键词：沉箱码头；气囊平移

一、工程概况

本工程为重力式沉箱码头，预制场位于山东某港海湾内，风浪影响较小。本次出运21个沉箱，单个最重为2400t。详细数据如下：

C型（长×宽×高）（m）：16.24×16.01（含两趾）×17.5；

H型（长×宽×高）（m）：17.1×11.54（含前趾）×12.5。

本工程沉箱出运采用顶升气囊顶升沉箱、滚动气囊平移沉箱、卷扬机牵引沉箱上搭岸举力8000t浮船坞，拖轮拖浮船坞至施工现场沉坞坑、浮船坞下锚定位注水下潜、沉箱浮游稳定漂浮、拖轮拖沉箱至现场安装的施工工艺。

流程如下：

沉箱底部放入气囊，气囊顶升沉箱--浮船坞搭岸就位--牵引卷扬机牵引沉箱通过气囊平移上坞--浮船坞排水起浮，托运至沉坞坑--浮船坞下沉至沉箱浮游稳定，拖运出坞

二、搭岸浮船坞沉箱上船工艺流程及控制

1、搭岸浮船坞靠泊码头搭岸台座设计

靠泊码头应根据沉箱出运船搭岸结构、性能参数以及出运码头潮汐、风浪情况进行综合考虑确定。该部分虽是施工控制措施，但监理单位应积极核实搭岸浮船坞性能参数，收集出运码头的潮汐、风浪以及码头资料，加以核实。确保专用出运码头台座长宽高设计合理，保证出运安全。

2、浮船坞搭岸、对接

当潮位高于出运船搭接潮位时，出运船通过锚缆实现船艏搭岸装置与搭岸台座对接，然后将出运船的抽芯缆与台座前沿定位地牛相连，实现船艏搭岸装置与搭岸台座的准确对接。对接完成后，出运船开压载泵向艏部压载舱注水，并微调船位。当船上搭岸装置坐于台座上并达到一定与压力之后，停止注水，并收紧全部锚缆，以克服涨潮、风浪流等对船位的影响。

3、沉箱顶升、平移和上船

3.1顶升工艺：顶升采用高压气囊，将气囊均匀平行塞入顶起的沉箱底部，然后气囊充气，利用充气后的气囊将沉箱顶升，顶升完成后用垫木进行支垫，准备进行平移。

例如本次顶升有效载荷气囊为8条，接应气囊为4条，共12条气囊。气囊的排列：根据沉箱形状及重心位置，采用单排气囊排列，这样有利于沉箱的左右稳定，防止侧倾；接应气囊亦作相应排列。

在气囊使用及保存过程中，监理人员应严格要求施工作业人员熟知气囊使用注意事项。监理控制主要表现在以下几个方面：

（1）作业前按照受力要求监督施工单位的气囊打压试验

（2）对沉箱顶升气囊安放作业前顶升槽清理，避免因杂物造成的气囊使用中破裂。

（3）对沉箱顶升过程中安全监护和相关制度、交底进行检查。

（4）作业前要求施工单位对气囊嘴加固情况进行检查，气囊嘴打击范围进行警戒。

3.2气囊平移：

沉箱的重心低，底面积大，相对来说稳定性较好。沉箱移运方向前用两部卷扬机牵引，其后用两部卷扬机牵制，可通过调整气囊气压来达到沉箱启动时牵引力减小和制动的要求。前端气囊气压减小，沉箱前倾，牵引力就小，反之亦然；移运中减小气压，即可增加滚动阻力，实现减速；在沉箱前摆放充气的气囊达到制动的目的。

在使用气囊平移沉箱时风险分析主要有以下几个方面：

（1）气囊损坏：在沉箱移运时，气囊有被尖锐物扎破、划伤的可能，会因气囊漏气使沉箱失去平衡，可能对作业人员发生物体打击伤害。

（2）风力的影响：若在沉箱移运时遇到较强的风力，沉箱会产生晃动。

（3）缆绳对作业人员产生的物体打击伤害等等。

针对以上问题，监理在安全控制方面的任务显得尤为重要。因此，首先应建立气象信息制度，收集作业时间内气象信息，恶劣天气应及时沟通施工单位做好防范工作，必要时停止作业。

3.3沉箱上坞操作工艺

（1）在浮船坞靠岸前将滑轮组、钢丝绳、卡环全部准备完成，将后牵引卷扬机通过滑轮与沉箱前后趾拖环连接，牵引卷扬机与浮船坞上的滑轮连接。

（2）浮船坞靠岸后，将浮船坞两根边缆系到出运码头系船柱上，然后将滑轮通过钢丝绳固定在浮船坞吊鼻上，将前方卷扬机钢丝绳与滑轮连接。

（3）启动前方卷扬机拉动沉箱，同时后方两个卷扬机根据沉箱移动速度缓慢放钢丝绳。沉箱利用前方卷扬机的牵引拉动沉箱使气囊滚动，沉箱前进过程中，要注意控制两侧卷扬机拉力，控制好沉箱走向，避免走偏。

（4）沉箱上坞过程中，浮船坞要适时排水，以保证浮船坞的平衡稳定。

（5）沉箱上坞并移动到浮船坞中部位置时，沉箱四周一圈用垫木垫起，垫木高度比移动气囊工作直径稍小，沉箱上部通过缆绳将上部吊鼻与浮船坞上部坞台系船柱系牢。

（6）待沉箱全部系稳后，解开滑轮钢丝绳，用吊车将气囊从沉箱底抽出。

（7）将滑轮及卷扬机钢丝绳卸下，所有浮船坞上机具撤离。准备下一个沉箱上坞。

（8）浮船坞通过后方缆绳收放使之脱离出运码头并离开一定安全距离后，浮船坞起锚，随后用拖轮拖带浮船坞至沉坞坑。

（9）浮船坞到达沉坞坑后定位下锚。然后进行浮船坞的下潜及沉箱的出坞工作。

沉箱上坞示意图

该工艺中，控制重点为浮船坞甲板与码头面层高度要保持一致。首先在上坞前，应做好浮船坞搭岸工作，保证搭岸的稳定性。其次要在沉箱全部上坞后，严格控制甲板的前后沿标高，做好浮船坞的加压和排水工作，保证浮船坞的平衡。沉箱上坞后，要及时对沉箱加垫木并用钢丝绳及尼龙缆固定，沉箱顶部四角必须与浮船坞带缆。

3.4沉箱出坞工艺

浮船坞在沉坞坑精确定位后，检查沉坞坑水深是否满足下潜需要。下潜过程中，开启沉箱进水阀门，对沉箱内加水至满足其浮游稳定。关闭水阀后，浮船坞继续下潜至沉箱达到浮游稳定起浮时的吃水高度。当沉箱刚开始起浮时，暂停浮船坞的下潜，观察沉箱稳定性和四角干舷，根据实际情况对沉箱仓内加水进行调整，保证四角干舷一致。

沉箱出坞过程中，主要控制沉箱的浮游稳定。在对沉箱浮游稳定进行计算、审核后，尚需在下潜过程中进行微调。浮游稳定后，还应保证沉箱与浮船坞之间的安全距离，避免相互之间出现碰撞及刮带。

三、结束语

搭岸举力浮船坞作为大型沉箱出运的一种方式，因其与坐底浮船坞相比有着投资少，适用于临时预制场的特点，在港口施工中逐渐有了较多的应用。而其沉箱上船效率一般，受风浪潮位影响较大的特点也成为制约其发展的主要因素。因此，在采用搭岸式出运时应综合考虑，明确操作和控制要点，确保沉箱出运的安全。

参考文献：

[1]马宗田，搭岸方式沉箱上船过程技术参数的计算方法及应用