沉箱拖运施工工艺及安全操作规程1220.docx
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沉箱拖运施工工艺及安全操作规程1220
沉箱拖运施工工艺及操作规程
中港一航局第三工程公司
一、
前言
沉箱海上运输，一般采用浮运拖带法。
视航程、海况条件可分为两类：
远程浮运（连续浮运时间内有夜间航行或运程大于、等于30海里），近程浮运（同一港区内或运程在30海里以内）。
二、沉箱浮运、拖带前的准备作
（一）必须进行有关的技术核算工作
1、吃水、压载、浮游稳定计算
（1）验算吃水时，应准确计入沉箱内混凝土落地灰的重量和封仓盖板及其上临时设施的重量。
对于空仓即能满足浮游稳定的沉箱应计入箱内实际的残余水的重量。
（2）沉箱压载宜采用砂、石等固体压载物，以减少自由液面对浮游稳定的影响。
如果用水进行压载，要按规范准确计算自由液面的影响。
（3）计算吃水、干舷及稳定性时，应分别计算空载、不同施工工艺条件及不同稳定要求时的数值，将计算结果摘要写入施工技术交底中并分发有关人员在实际操作中掌握使用。
（4）干舷高度计算应按照部颁现行规范进行。
当干舷满足不了规范要求时，应考虑封仓措施。
（5）浮游稳定时的定倾高度，应满足规范要求：
a、近程浮运：
m≥0.2m
b、远程浮运：
以块石和砂及其它固体物压载时：
m≥0.4m
以液体压载时：
m≥0.5m
当航道水深富裕时，应尽可能提高m值以策安全。
在进行浮游稳定计算时钢筋混凝土和水的重度最好根据实测资料计算，如无实测资料，按规范建议值取用。
（6）沉箱浮游稳定计算是整个浮运拖带沉箱工作的一个重要环节，计算文件必须有校审手续，各级技术干部必须十分重视。
2、拖力计算
拖力计算可按部颁现行规范所附公式计算。
并应适当考虑航区风、浪、水流的影响。
3、模型试验
对异形沉箱，或需密封仓卧拖的沉箱，应尽量进行模型试验，以获得吃水、加载，稳定性及拖力数据。
（二）拖带船舶、辅助船舶及设备的准备
1、长途拖运宜选用大马力、船体长、吃水较深且有拖缆机的拖轮，近距离拖运宜选用船体短小、回转自由度大的大马力港作拖轮
2、根据主拖轮性能和海区情况，应适当配备不同类型的辅助船舶。
其用途：
（1）为主拖轮引航、开道；
（2）放置潜水设备；（3）紧急时助航（带拖、增加航速）；（4）雾中航行为沉箱施放雾号。
3、考虑到拖带沉箱过程中，沉箱有可能漏（渗）水或搁浅，在主拖轮或辅助船舶上必须准备足够的潜水泵及相应的动力。
4、主拖轮应配备探海灯。
（三）航道调查及航线、航速的确定
1、拖带航道必须有足够的水深，并有富余水深。
短途拖带一般富余水深不小于0.5m，长途拖带的水深，必须考虑可能出现的波高值。
2、航道宽度在港区内应大于2倍的拖轮长度。
3、港区航道和沿海航线应无影响航行的障碍，如：
暗礁、浅点、下网区、海产品养殖区等。
4、短途拖带应详细了解所选择航道风浪、水流情况。
5、拖带航道应在航行海图上明确标出，并需事先征得港监及有关部门的同意。
6、沉箱拖带航速以3海里/小时左右为宜。
（四）应进行气象、海况的周密调查，及时掌握短期预报，以确定拖带日期。
浮运拖带时的气象条件及海况条件的选择，原则上短途拖带一般浪高控制在1米以下。
长途拖带沉箱风力控制在5级、波高1.0米左右，大于1.5米不得起航。
在航行中风力为6级、波高为1.5米为易。
（五）沉箱封仓
长途拖带沉箱，必须采取密封仓措施。
密封仓要专门进行设计，纳入施工组织设计中，并经检查验收合格后方能进行拖运工作。
例：
某工程沉箱封舱盖板设计
1、预制厂拖到施工现场约200海里，以每小时3海里的拖带速度需近70个小时，属外海远距离拖运。
故采用密封舱盖，以保证拖运沉箱安全。
2、设计依据
风力五级以下，最大风速按8m/s计，水深15米推算，最大波高H=1.5m，T=4.4s
3、封舱盖板所受荷载
由于沉箱干舷较高，沉箱顶面基本不越浪。
因此沉箱封舱盖板不受波浪力，只考虑施工荷载。
经计算（略），封舱盖板设计如附图（略）
主梁［14间距700mm
次两梁∠50×∠50×5间距700mm
面板为3.5mm厚钢板。
每个封舱盖板自重2.7T。
4、沉箱封舱
把缝制好的棉毯平整地铺放在沉箱外墙订面上，安装封舱盖板的顺序是：
先将三个侧面用螺栓固定好橡胶条的2#封舱盖板平稳地吊放在沉箱上，放好后便把螺栓把紧，然后再吊装其他盖板，把紧盖板间的连接螺栓及封舱螺栓。
各抽水孔也用同样方法密封，检查确无没有密封的部位既封舱完毕。
（六）沉箱预制质量的好坏是安全拖运的关键，故特强调以下几点：
1、加强预制沉箱质量管理，改进施工工艺，严格按工艺标准操作，确保沉箱不漏水。
2、沉箱螺栓孔于入水起浮前必须按要求全部堵塞好，沉箱隔墙除按规定留过水孔外，隔墙不允许漏水，此项应有专人检查认可。
3、沉箱下水前应于沉箱外壁绘制水尺，水尺应清晰醒目。
4、应进行不小于24小时的漂浮试验，检查吃水线有无变化，沉箱是否有漏水、渗水现象。
（七）发布航海通告
沉箱拖航前，公司有关部门应提前向所在地港监部门正式提出发布航海通告的书面要求。
每个沉箱拖带前应由船队调度向港监通报准确起航时间。
二、沉箱拖带
（一）拖轮确定
根据前节确定的拖力选用拖轮。
如：
某工程根据计算得出拖带力为14.07t。
因此应选用1670HP拖轮，其系柱拖力为18T。
（二）拖带方式、拖缆及围缆的选用
1、拖带方式
几种拖带方式介绍：
（1）跨拖（如图所示）
跨拖适用于沉箱近程拖带或沉箱由港外拖运至施工现场附近时，拖轮拖带沉箱的方式改为跨拖。
优点：
施工便捷，经济，不需要太大的施工水域。
缺点：
阻力大，行进速度慢，拖轮马力消耗大，容易引起浪花。
跨拖时必须采取可靠防止沉箱与拖轮之间的撞击致使沉箱棱角破损，其措施要写进施工技术交底中。
（2）正拖（拉环）
正拖（拖环）适用于沉箱高度大、吃水深、运距远的沉箱拖运工程。
优点：
拖运稳定、安全。
不需围缆，拖运带缆作业方便。
缺点：
拖运阻力大，速度相对较慢。
远程浮运一般在拖曳点处预埋拖环；近程浮运一般采用围缆拖曳方式，并在沉箱顶面设置吊缆点用以固定围缆位置。
（3）斜拖
斜拖适用于海域宽敞、运距相对较远的沉箱拖运工程。
优点：
阻力小、速度快。
缺点：
拖运带缆作业麻烦，同时存在磨缆的问题。
例：
某沉箱拖运工程，从沉箱预制场到施工现场海上拖运距离约为200海里，由于拖运近70个小时，且海况变化较大，，预定避风港较少，因此沉箱拖带采用正拖（拖环）方式。
2、拖缆的选用
例：
某工程沉箱托运选用1670HP拖轮，系柱力T=18T取4.5倍安全系数，拖缆破断力R=81T
R=0.0201D1.85=18×4.5=81T
D=92.5（mm）
故选用Φ100以上合成纤维缆。
由于沉箱拖带方式为正拖（予埋拖环，拖沉箱小面），故需两根龙须缆。
考虑拖运时沉箱摇摆造成一根龙须缆受力。
因此，龙须缆也选用Φ100以上合成纤维缆或Φ39以上钢丝缆。
卡环选用M76，三角板为7#。
予埋拖环：
T/2A≤[σ]
81×1.3×1000/（2×1700）≤A
A≥30.97
d≥6.28（cm）
予埋拖环选用Φ70
围缆在沉箱外角处应采取保护措施，以免对沉箱或缆绳造成损坏。
（三）、拖曳力着力点的确定
浮心、重心之间；浮心附近；H=2/3*T；倾复力矩=0。
求得拖曳力着力点：
（四）拖带作业的组织及安全注意事项
1、应建立专门的拖带作业组织，负责指挥协调全部过程。
拖带作业时，拖轮值班驾驶员应严格航行职责，并在不少于一小时内测定一次船位做好记录。
2、参加拖带作业人员必须身体健康，掌握海上施工、起重等作业的基本知识，如施工时如何避开缆绳危险区域，上下船舶及沉箱时的要领、海况知识的应用；正确使用高空及海上作业的劳动保护用品等。
3、要认真做好安全技术交底工作，对沉箱拖带的每项工作，必须制定安全责任制和安全操作规程，并对参加作业人员进行全面的书面的安全技术交底。
（五）通讯联络
拖带沉箱作业时，拖轮与基地间应有无线电通讯手段，定时通报情况，随时指示拖带作业的进行。
拖带过程中，各船间应有良好的通讯联络设备。
（六）拖运沉箱应严格遵守《海上避碰规则》有关规定，设立号灯、号型。
雾航时沉箱位置应采取措施发音响讯号。
（七）应变措施
1、气象预报不准，风力骤然增强。
（1）一般风力骤增时，浪并未形成，此时应计算航程并估计可能出现的海况，尽可能继续拖航至目的港。
（2）若风大浪起，海况变坏并无减弱趋势，且距目的港尚有较长航程，则应尽量将沉箱拖到预定避风港避风。
（3）途中如遇恶劣天气，船舶航行有危险，船长应立即向有关部门报告并采取紧急措施，若采取弃沉箱保船措施，要极为慎重。
弃沉箱必须下一口锚并系浮漂，以减缓沉箱漂移速度，拖轮并应密切监视其动向。
船长同时可视当时情况向公司申请派船援助。
2、沉箱漏水
拖带沉箱发生漏水，应根据不同情况分别进行处理。
（1）为防万一，在长途拖运时，应配备潜水员（及潜水装备）和木楔、棉絮等堵漏工具及材料。
（2）搁浅
如拖航发生意外，水深不足致使沉箱搁浅时，应立即探明水深，并由潜水人员查明原因。
一般情况可待潮起浮，或用拖轮换向顶推出浅区。
如系沉箱仓格水量增加，则首先查明漏水原因，并进行堵漏，然后再抽水起浮，脱离浅区，继续航行。
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