沉箱拖运安装安全施工方案解读文档格式.docx
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4
履带吊
50t
5
发电机
200kw
6
潜水泵
扬程20m
12
7
锚艇
700匹
8
手拉葫芦
8t
9
交通船
载重15人
10
枕木
1m×
0.2m×
0.2m
400
11
气囊
0.4MPa
40
3沉箱拖运安装流程及方法
3.1施工流程
浮船坞搭驳→沉箱上驳→沉箱支垫→浮船坞离泊→浮船坞拖航→浮船坞就位带缆→安装方驳就位→摆放沉箱安装设备、沉箱围捆加固→浮船坞下潜→沉箱压水浮游稳定→沉箱出坞→安装方驳移位使沉箱就位→沉箱压水下沉→测量控制→下沉就位→打开沉箱阀门
3.2沉箱上驳平面布置
浮船坞通过出运码头前沿的搭接段与出运码头相连，在船尾抛设八字尾锚定位，在船头设两条锚缆，系在出运码头埋设好的两边地锚上，通过收紧锚缆即可将浮船坞固定位置，调整两边锚缆可对浮船坞的位置进行微调。
沉箱上驳时，牵引卷扬机采用船尾两台卷扬机进行，通过滑轮组进行牵引。
沉箱搭驳平面布置图如下：
浮船坞搭驳平面布置图
3.3出运码头设计
出运码头平台长46m，宽13.6m，码头标高+5.05m，码头基础为80根φ800mmPHC桩，出运码头整体设计承载力为3300t，搭接端的设计承载力为1500t。
与浮船坞搭接处标高+4.00m，宽1.2m，搭接处铺设30块5cm*50cm*100cm橡胶垫作为支垫。
浮船坞搭驳完成后，浮船坞甲板面与码头面齐平，与码头交接间铺厚2mm搭接木板过渡，搭接板的宽度约0.9m。
本预制场出运码头已成功出运安装广西北海铁山港3#、4#泊位码头工程40件3200t沉箱，为其他工程原有，出运码头结构图如下：
3.4沉箱上驳施工方法
3.4.1斜坡段出运
本工程沉箱横移纵移已编制专项施工方案，本方案不再详细描述沉箱移运施工过程。
沉箱行走至斜坡段后，不再通过牵引使沉箱前行，通过其自重引起的沿斜坡方向的分项力前移，通过后遛滑轮组控制沉箱前移速度，使沉箱缓慢沿出运斜坡前移。
当沉箱行至出运码头水平部分后，停止前移，改用浮船坞牵引系统进行下一步沉箱装船移运。
斜坡段出运沉箱示意图如下：
如图所示，斜坡段坡度为3°
，沉箱水平分项力F1=sin3°
G=152t。
（考虑沉箱内残留混凝土渣与积水，沉箱重量G取2900t），竖向分项力F2=cos3°
G=2896t，摩擦系数取0.05，摩擦力f=0.05F2=144.8t<
F1,因此沉箱可在重力作用下前移。
后遛钢丝绳采用11匹φ28mm钢丝绳滑轮组，单条钢丝绳最大由卷扬机提供牵引力8t，沉箱左右两侧的两组滑轮组合力F=2*8*11=176>
F1,因此后遛滑轮组系统可控制沉箱前移速度，使其缓慢前移。
3.4.2沉箱上驳潮位选择
从浮船坞开始搭接出运码头到浮船坞离泊，沉箱上驳过程约需3-4小时，且需要根据潮水涨速进行控制，因此需要判断出能够进行沉箱上驳施工的潮位。
为保证沉箱上驳后，船体能够正常起浮离开出运码头搭接端，当天最高潮位必须满足如下要求：
潮位d=（G船+G箱）/（52*32）+（5.05-3.6）
G船为船自重2330t，G箱为沉箱重量，取2900t，因此潮位d=4.59，即当天最高潮位必须高于4.59m才能进行沉箱上驳施工。
浮船坞搭驳时，潮位必须达到一定高度，以保证浮船坞的搭接端底面标高能够高于出运码头搭接端，即潮位d≥G船/（52*32）+（5.05-3.6）=2.85m。
即沉箱上驳的潮位应选择在当天最大潮位高于4.59m，实际潮位大于2.85m时开始施工。
3.4.3浮船坞就位
涨潮过程中，在潮位达到2.85m时，浮船坞可靠近出运码头，将搭接端跨上码头搭接部位，收紧锚缆，调整浮船坞位置，使其中心正对沉箱中心，浮船坞随潮水的上涨加水压载，保持浮船坞甲板面与出运码头平。
抓紧时间搬运气囊上驳，安放码头与浮船坞搭接板的过渡木板，浮船坞卷扬机系统与沉箱的牵引进行连接。
浮船坞在沉箱上驳过程中需持续调节压载水，使浮船坞前后左右基本相平。
该过程约需1小时。
浮船坞就位后安排人员提前摆好沉箱前移的气囊，并在浮船坞上喷出沉箱的行走位置截止线，以及沉箱的两侧边线，保证沉箱行走到位后，其重心与浮船坞重心基本重合，从而保证浮船坞的稳定。
3.4.4沉箱上驳
沉箱上驳过程需要根据潮水涨落情况进行，在沉箱上驳过程中，浮船坞承重吃水逐渐加大，为减少浮船坞对出运码头搭接段的压力，需要在涨潮过程中进行施工，随着潮水的上涨，浮船坞吃水逐渐加深，浮力增大，同时出运码头承受压力减少。
沉箱出运平面图：
启动浮船坞上的卷扬机牵引系统，牵引钢丝绳③和④带动沉箱及时上驳，当沉箱底部的第一排气囊上到浮船坞上时，浮船坞前舱开始排水，排水量以船艉不高于船艏30cm进行控制，直到沉箱到达浮船坞中心处，沉箱距离中心偏差前后不超过0.2m，左右不超过0.2m，以保证浮船坞前后左右压载水平衡。
沉箱上驳过程中应同时带好后遛钢丝绳①和②，在沉箱前移上驳过程中，同时慢慢松后遛钢丝绳①和②，并保证后遛钢丝绳①和②持续受力，后遛钢丝绳①和②不得处于松弛状态，浮船坞的卷扬机牵引钢丝绳③和④带动沉箱缓慢前移。
在沉箱牵引到码头上上驳前，观测一下沉箱与船坞各自中心线是否对齐，如未对齐，应通过调整沉箱走向或绞、松浮船坞锚缆，使浮船坞左右摆动，使之与沉箱对齐，偏差不超过0.2m。
对齐后，浮船坞的卷扬机牵引钢丝绳③和④带动沉箱缓慢前移，直至沉箱完全上驳，中心偏差前后不超过0.2m。
沉箱上驳过程需严格计算潮位控制表，必须在潮位足够的情况下才能行走气囊的，若潮水涨速较慢，必须等待潮水上涨到位后才能继续行走。
沉箱上驳过程受力计算详见第7节：
沉箱安装相关计算。
3.4.5沉箱支垫
沉箱到浮船坞中心位置后，按陆上支垫方法在气囊空档处用枕木垫满底座，再将沉箱前排和后排的气囊放气，抽出气囊，增加支垫再次垫满底座，全部气囊放气，待沉箱坐落在枕木上，解除牵引及后溜系统，将气囊、卡环、钢丝绳等工具从浮船坞上撤回下一个待安装沉箱上。
用于支垫沉箱的枕木全部设有马丁，采用1cm直径钢丝绳将枕木串联为整体后，锁定在浮船坞甲板面定好的拉环上。
3.5浮船坞离泊与拖航
沉箱上驳完成后，随着潮水的上涨，浮船坞起浮，离开出运码头搭接部位，若潮水涨速较慢，可排空浮船坞内的压载水，使浮船坞离开出运码头搭接部位。
此时浮船坞通过绞锚渐渐远离出运码头，同时解开出运码头的两条缆绳，拖轮靠近浮船坞系好拖航锚缆后即可开始拖航。
浮船坞的拖航由一艘3000匹拖轮完成，单程拖航距离约10km，拖航速度为2节，拖航时间约为：
T=10km/（2节*1.8km/节）=2.8小时，拖航路线示意图如下：
3.6沉箱安装平面布置与安装顺序
沉箱安装的平面布置要综合考虑浮船坞的下潜及抛锚位置，安装方驳的移位及抛锚位置，以及沉箱出坞的方向，整个安装施工占用水域较广，船舶相互之间的锚缆存在部分交叉布置，合理布置施工船位，安排好各个工序的衔接，才能保证沉箱安装过程的顺利进行。
沉箱安装相关船舶布置平面示意图如下：
沉箱安装施工顺序如下图所示：
说明：
1、沉箱安装与2#泊位交接第一个开始，第一个沉箱为粗安装，第二个为精安装，安装完第二个可调整第一个沉箱精安装。
2、沉箱安装顺序从1-16时，如水域局限，可先安装护岸的沉箱（19），进行粗安装，待（20）安装完再进行精安装。
如水域满足，安装完（18）再安装护岸的沉箱（19）。
3.7下潜区的选择
根据沉箱浮游稳定特性，沉箱吃水达到10.24m，浮船坞型深3.6m，沉箱支垫木高0.4m，因此浮船坞需吃水14.24m方能起浮，浮船坞下潜区需预留0.5m富余深度。
本工程设计低水位为+1.13m，沉箱下潜潮位选择在+2.00以上，因此下潜区标高应在-12.24以下。
目前本工程从码头前沿线往外100m范围内的港区及调头区已基本开挖至-13m以下，因此下潜区选择在该范围内即可满足施工需要，保证下潜施工安全，无需另行开挖下潜区。
下潜区选择如下图：
3.8沉箱安装施工方法
3.8.1沉箱围捆
浮船坞拖运沉箱至码头现场抛锚就位后，需要对沉箱进行围捆，以便浮游后对沉箱进行固定，使沉箱缓慢前行至安装方驳，进行围捆。
采用两道加固方法。
第一，先用尼龙缆将沉箱四角预埋拉环与船坞墙四角系缆墩连接收紧；
第二，沿沉箱四周围捆尼龙缆一圈，围捆不要太紧，要求在沉箱下潜时，围捆尼龙缆可随水位上升，围捆尼龙缆在沉箱四角各处用一绳与船坞墙四角系缆墩连接。
在下潜至沉箱将悬浮时，放松与沉箱顶拉环相连的尼龙缆，同时收紧与围捆沉箱尼龙缆相接的缆绳。
如下图所示：
3.8.2浮船坞下潜
①、选定下潜位置后，施工前进行水深测量，发现浅点及时清挖，确保浮船坞下潜时的吃水要求（低于标高-13m）。
②、在方驳和浮船坞都抛锚定位后，对沉箱上下进行检查,包括围捆枕木钢丝绳,围缆捆绑、潜水泵布置，人行通道吊放都要检查清楚。
③、一切准备工作完成后，浮船坞开始进行压水下潜，浮船坞各水仓的压水顺序及压水量要满足整个船体的平衡和稳定要求。
④、下潜到水位刚过沉箱底板时，检查沉箱底板是否漏水，继续下潜到预埋进水口时，检查进水阀是否漏水，如无漏水，并确保一切正常后，继续下潜，在下潜至沉箱吃水5m左右时，可打开进水阀门，对沉箱进行压水，前8个仓压载水深1.0m，后8个仓压载水深1.5m，此时沉箱达到浮游稳定。
⑤、在浮船坞刚开始压载水下潜时进行，将方驳的拖缆与沉箱围捆尼龙缆绳相接。
在下潜至沉箱吃水比悬浮吃水线低1m时，放松拉紧沉箱顶拉环的尼龙缆绳，同时收紧与沉箱围捆缆绳相连四根缆绳，牵引缆绳未受力。
⑥、随着浮船坞不断压载水下潜，沉箱受到浮力不断增大，因沉箱前后不对称，要加水使沉箱正浮。
当沉箱压载水前两排共8个仓格压载1m，后两排8个仓格压载1.5m时，沉箱吃水10.24m，处于浮游稳定状态，且能够保证沉箱前后基本平稳。
浮船坞继续下潜，沉箱底板离浮船坞甲板面有0.5m的距离时，此时沉箱底板已与浮船坞甲板面分离，具备沉箱出坞条件。
⑦、该施工过程约需要2小时。
3.8.3沉箱出坞
方驳上的两台锚机慢慢地用力绞两条牵引缆（5，6）此时浮船坞上的四条缆绳（1，2，3，4）也同时处在受力状态，方驳继续绞缆，缆1及缆2也同时慢慢收紧，缆3及缆4在受力的状态下慢慢同步放松，沉箱慢慢出坞，沉箱前端移至与缆1及缆2平行时，缆1及缆2在受力的状态下同步放松。
当沉箱继续出坞后，可解开缆1和缆2，缆3及缆4继续作溜尾定向用。
当整个沉箱被牵引出浮船坞并靠至方驳边时，完成整个沉箱出坞工作，浮船坞可以进行排水上浮，方驳则收紧围捆钢丝绳，带着捆绑好沉箱慢慢绞锚移向待安装位置。
浮船坞起浮至甲板面露出水面即可进行拖航，返回至预制场出运码头。
该施工过程约需要1小时。
3.8.4沉箱定位安装
沉箱顶标高为+2.70，因此沉箱安装定位需要选择潮位在+2.70以下时方能进行安装。
安装过程需约1~2小时，则需根据潮水位合理安排安装时间。
沉箱安装与2#泊位交接第一个开始，第一个沉箱为粗安装，第二个为精安装，安装完第二个可调整第一个沉箱精安装。
通过方驳先把出坞的沉箱拖带至基床前沿位置，打开进水阀门压水使沉箱缓慢下沉，至沉箱底座离基床面至少2m时，调整方驳位置，通过收放方驳的锚缆，使沉箱定位在要安装的基床位置上。
如下图示：
用GPS使沉箱粗定位于安装位置，当偏差在1m以内时，打开沉箱的进水阀门，对沉箱进行压水下沉。
直至沉箱底板离基床顶面1m时关闭进水阀门，再次校核沉箱的位置，并把沉箱与船上的四台手拉葫芦连接，并同时收紧方驳的锚缆。
再次打开进水阀门，使沉箱下沉，在沉箱底板离基床面50cm时，再校核沉箱的位置，使其满足要求。
沉箱继续压水并下沉，当沉箱底板离基床面距离为30cm时，停止压水，用全站仪进行精确定位，校核调整沉箱位置，大幅度的移动通过船上的锚缆进行，小幅度的移动通过船上布置的四台手拉葫芦进行。
检查沉箱的缆绳及手拉葫芦是否收紧，调整完后即打开沉箱水阀让沉箱下沉至基床。
然后使用全站仪检查沉箱的就位情况，如符合规范要求即完成一个沉箱的安装，如偏差较大需关闭水阀使用水泵抽水使沉箱起浮，重复以上的操作。
4危险性分析及风险评价
4.1沉箱拖运安装危险性分析
根据对沉箱拖运安装施工作业条件及作业环境等方面的分析，结合沉箱拖运安装施工工艺特点及设备，从人、机、环因素综合分析，沉箱拖运安装导致的事故可能有：
物体打击事故、起重伤害事故、触电事故、高处坠落、机械伤害事故、车辆伤害事故、淹溺事故、其他伤害事故、搁浅、碰撞、浪损。
结合本工程施工特点等综合因素。
这里采用类比法对沉箱拖运安装进行危险源辨识。
沉箱拖运安装施工工艺重要危险因素见表4-1。
表4-1重要危险源一览表
活动点/工序/小部位
分序
危险源
可能导致事故
现有控制措施
沉箱拖运安装
沉箱出运选用气囊额定工作压力低于实际承受载荷，出运作业时气囊压力过大或遇尖锐物
其他伤害
ABD
沉箱出运前未对牵引系统及地锚、钢丝绳、滑轮组、卸扣、导向轮等部件进行安全检查
物体打击
BD
沉箱出运进行气囊充气速度过快
其他爆炸
沉箱底部漏水严重，浮船坞不能平稳起浮
搁浅
沉箱出运无专人指挥，沉箱出运牵引速度过快，溜尾系统失效
BCD
上驳过程中，浮船坞面与码头面搭接不平齐或船头抽、压水不及时
触损
作业人员酒后上岗
沉箱出坞时浮游稳定性不够，风大时引起构件倾斜并碰船坞
碰撞
沉箱
拖运
安装
交通
船作业
出坞过程中牵引的尼龙绳拉断
乘载人数超过核定载人数、人货混载、违规航行或夜间作业照明不够
淹弱
ACD
船上救生设施配备不足
工程船舶施工
长时间超负荷作业，机械设备不能及时进行检查维修和保养
13
船舶出海未按规定进行加固封舱
自沉
14
船舶在航行时，船员没有严格执行船舶航行交接班和值班制度；
驾驶员疏忽了望或疲劳驾驶
15
船舶救生、通讯、消防、信号、导航、锚系、堵漏、航海图书资料等设备设施不适应出海拖航安全要求
16
拖船与被拖船联系不畅通，未对拖缆等进行检查，拖航时拖缆蹦断、三角板断裂
17
投入使用施工的船舶防台锚地未落实或对新防台锚地地理情况不了解
浪损
18
船舶在台风影响期间，船舶锚泊出现断缆锚、锚链或走锚
19
船舶检修时在油舱、隔舱进行电焊气割作业或明火作业不按操作规程执行，船员无证上岗或酒后上岗或违章操作
火灾
施工用电
临时用电未按规范实行“三相五线制”，电箱的配设未实行“三级配电，两级保护”
触电
现场用电机具未实行“一机、一闸、一箱、一漏电保护”
现场氧化、老化、破损的电缆线未处理或未按规定进行包扎
用电设备安全防护装置失效或电缆破损漏电
现场用电设备未作接地或接零保护，专用保护零线、保护性接地与重复接地设置不符合安全用电要求、电线、电缆规格选用不当，线路过载
漏电保护参数与设备容量、装置不匹配或产品不合格、安装不合格
施工机械
未经检验或检验不合格就使用
机械伤害
机械设备维修未关电源或停机就进行维修,
触电伤害
维修保养不当长期带故障运行或维修时没有有效的防护措施
注：
控制措施中的ABCD分别代表
A:
制定目标.指标和管理方案B：
执行运行控制程序C：
教育与培训D：
监督检查
4.2危险等级的划分
上节已经对沉箱拖运安装过程中存在的危险因数做了整体上概括，在施工作业前，可以使管理者和作业人员对沉箱拖运安装过程中存在的危险源因素了解的比较清楚，便于做好预防工作，排除基本危险因素。
在施工过程中，需要对出现的危险、事故和紧急情况作出判断，对设备的运行、人员的行为进行监督管理，这就应当在此期间作出危险度分级。
根据前面对沉箱拖运安装过程中危险源辨识结果以及对沉箱拖运安装过程的施工作业条件及作业环境等方面的实地调查，其危险源划分应采用作业条件危险性评价法﹙LEC﹚。
4.2.1作业条件与危险性评价法
简单易行的评价人们在具有潜在危险性环境中作业时的危险性定量评价方法。
美国格雷厄姆（K.J.Graham）
金尼（G.F.Kinney）
D=L·
E·
C
L—发生事故的可能性大小
E—人体暴露在这种危险环境中的频繁程度
C—一旦发生事故会造成的损失后果
4.2.2评价步骤
（1）以类比作业条件比较为基础，由熟悉作业条件的人员组成评价小组。
（2）由评价小组成员按照规定标准给L（事故发生的可能性），L值分级见表4-2；
E（人员暴露于危险环境中的频繁程度），E值分级见表4-3；
C（一旦发生事故可能造成的后果），C值分级见表4-4。
然后分别打分，取三组分值集的平均值作为L、E、C的计算分值，用计算的危险性分值（D），D值分级见表4-5，来评价作业条件的危险等级。
结果汇总表见表4-6。
4-2事故发生可能性（L）
分数值
事故发生可能性
完全可以预料
0.5
很不可能，可以设想
相当可能
0.2
极不可能
可能，但不经常
0.1
实际不可能
可能性小，完全意外
表4-3人员暴露于危险环境的频繁程度（E）
人员暴露于危险
环境的频繁程度
人员暴露于危险环境的频繁程度
连续暴露
每月一次暴露
每天工作时间内暴露
每年几次暴露
每周一次，或偶然暴露
非常罕见的暴露
表4-4发生事故可能造成的后果（C）
发生事故可能造成的后果
100
大灾难，许多人死亡，或造成重大财产损失
严重，重伤，或较小的财产损失
灾难，数人死亡，或造成很大的财产损失
重大，致残，或很小的财产损失
非常严重，一人死亡，或造成一定财产损失
引人注目，不利于基本安全卫生要求
表4-5危险性等级划分标准
D值
危险程度
＞320
160～320
70～160
极其危险、不能继续作业
高度危险、需立即整改
显著危险、需要整改
20～70
＜20
一般危险、需要注意
稍有危险、可以接受
表4-6主要工序危险性分析结果汇总表
工序
活动点/工序/部位
作业条件
危险级别
L
E
D
沉箱出运安装
沉箱顶升
48
一般危险
沉箱移运
90
显著危险
沉箱上驳
20
浮船坞下潜
120
沉箱出坞
35
沉箱定位安装
28
高处作业
80
起重作业
64
施工临时用电
45
4.2.3评价结论
从以上分析可以知道沉箱拖运安装过程中固有危险度为显著危险，其中沉箱上驳、沉箱移运、浮船坞下潜、高处作业等属于显著危险，需要对这些工序的施工加强安全管理。
5安全对策措施
物和人是安全生产的两大决定因素，也是“多米诺骨牌链”事故原理中的一个重要环节。
因此加强安全管理对安全生产也起到了至关重要的作用。
搞好安全工作，保证项目部的安全生产，不仅要求现场的物具有良好的安全状态，而且对人的安全行为提出了更高的要求。
5.1安全管理措施
安全管理措施主要是通过对安全工作的计划、组织、控制和实施实现安全目标，是实现安全生产重要的、日常的、基本的措施，加强管理，建立必要的规章制度，加强设备、管道的维护管理，保证施工安全，针对沉箱拖运安装过程中所存在的问题，提出相应的安全管理措施。
5.1.1一般安全管理措施
（1）进入施工现场必须正确佩戴安全帽，穿工作鞋，不准打赤脚，临水作业穿救生衣，高处作业系安全带。
（2）现场作业人员必须严格执行施工现场相应设备设施的安全技术操作规程。
（3）特种作业人员必须培训考试合格，并持有效证件上岗作业。
（4）患有高血压、心脏病、颠痫病等及身体欠佳的人员不准从事高处作业。
（5）非工作人员严禁乱动施工现场的机械设备、电气设备。
（6）工作前四小时不准喝酒，酒后禁止上岗；
严禁在施工水域游泳或钓鱼。
（7）严格执行使用易燃、易爆物品的防火、防爆规定；
施工作业中做到不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害。
（8）施工现场的机具、材料必须摆放整齐，保障道路畅通。
5.1.2设备、设施安全管理措施
（1）作业前必须认真检查吊机的卷扬系统、行走系统、操作系统等，确认完好才能作业；
（2）作业前检查出运用钢丝绳是否符合安全标准，不准使用报废的钢丝绳；
（3）加强机械设备的日常保养工作，保持机械设备的完好状态；
（4）机械操作手必须熟识本机械的工作原理，了解机械性能，掌握维修保养技术；
机动车辆必须保证完好状态，制动完好有效；
（5）机械设备的安全防护装置必须齐全有效。
5.1.3防暑降温措施
（1）坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的安全方针，合理安排施工计划，为员工提供良好的生活环境，保障员工的作息时间；
（2）施工现场供应解暑凉茶，增加绿豆汤清凉饮料；
（3）施工现场应设置遮阳棚；
（4）备有人丹、解暑片、十滴水等应急药品；
（5）当出现大量出汗、口渴、头晕、耳鸣、心悸、恶心、全身疲乏等症状时，疑为中暑先兆，应将患者送到通风良好的阴凉处，给患者服适量的解暑凉茶或人丹、十滴
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