沉箱出运安装施工方案.doc
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山东LNG项目码头及陆域形成工程——工作船码头沉箱出运安装施工方案
中交第一航务工程局第二工程有限公司
典型施工方案
工程名称：
山东液化天然气LNG项目
码头及陆域形成工程
典型施工项目：
沉箱出运及安装
典型施工范围：
工作船码头沉箱
计划施工时间：
2012.12.30
审批：
编制：
2012年12月25日
10
一、典型施工的目的
1、检查施工工艺，以便更好地保证工程质量和总体施工进度要求。
2、检查施工方法的经济、合理性。
3、检查施工力量的配置（包括劳动力、施工机械设备、技术管理人员和施工人员等）是否合理。
二、主要施工工艺和技术组织措施
1、工程概述
山东液化天然气（LNG）项目码头及陆域形成工程工作船码头采用重力式沉箱结构，本工程沉箱出运、安装共计12个，其中A1型沉箱1个，重793t,A2型沉箱1个，重965t，B型沉箱2个，重1594t，C型沉箱7个，重1305t，D型沉箱1个，重1985t。
利用6000t“半潜7”（长72.6m，宽35m，高24.5m）出运，每次出运两个。
沉箱安装采用陈低潮人工控制压水安装。
2、沉箱浮游稳定计算：
沉箱压水后各参数变化
项目
长（m）
宽（m）
高（m）
前舱压水（m）
后舱压水（m）
沉箱吃水T（m）
定倾高度（m）
序号
A1
15.9
8.2
9.5
0.5
0.5
6.0
0.27
A2
19.75
8.2
9.5
0.5
0.5
5.9
0.27
B
22.0
12.05
10.6
0
2.3
6.7
0.9
C
17.7
12.05
10.6
0
2.2
6.8
1.3
D
20.95
18.9
10.6
0
0/0.5
5.5
1.0
下面以C型沉箱为例计算沉箱的浮游稳定性：
C型沉箱平面图
沉箱浮游稳定计算书
序号
构件名称
体积计算式
体积Vi（m3）
形心矩（m）
形心矩（m）
体积矩（m4）
体积矩（m4）
长
宽
高
数量
Xi
Yi
ViXi
ViYi
1
前墙（矩形）
17.7
0.35
10.6
1
65.667
-5.85
5.3
-384.2
348.0351
2
后墙（矩形）
17.7
0.35
10.6
1
65.667
5.85
5.3
384.15
348.0351
3
侧墙
11.4
0.35
10.6
2
84.217
0
5.3
0
446.3501
4
底板
17
11.4
0.5
1
96.475
0
0.25
0
24.11875
5
纵隔墙
11.4
0.2
10.1
3
68.781
0
5.55
0
381.7346
6
横隔墙
4.1
0.2
10.1
8
66.256
0
5.55
0
367.7208
7
竖加强角（三角形）
0.2
0.2
10.1
48
9.686
0
5.55
0
53.7573
8
底加强角（三角形）
0.2
0.2
15.5
12
3.72
0
0.57
0
2.1204
9
前趾（矩形）
17.7
1.5
0.5
1
13.275
-6.775
0.25
-89.94
3.31875
10
前趾（三角形）
17.7
1.5
0.5
1
6.6375
-6.525
0.668
-43.31
4.43385
11
后趾（矩形）
17.7
1.5
0.5
1
13.275
6.775
0.25
89.938
3.31875
12
后趾（三角形）
17.7
1.5
0.5
1
6.6375
6.525
0.668
43.31
4.43385
13
护舷加强角（矩形）
17.7
0.5
3.2
1
28.32
-6.275
9
-177.7
254.88
14
护舷加强角（三角形）
17.7
0.5
1
1
4.425
-6.192
7.067
-27.4
31.27148
合计
533.04
-205.1
1987.377
沉箱自重
1305.9t
注:
以沉箱底板中心为计算原点。
无压载时重心位置
x=
-0.385
y=
3.728
沉箱空载排水体积
1274.093
前后趾体积
39.825
沉箱空载吃水
5.787
不平衡力矩
M=
-502.514
后6舱形心X
3.108
力矩长度
2.567
后6仓压水深度
T=
2.138
注:
以沉箱仓格左上角为计算原点
前仓不加水，后仓加水2.2m时，
重力
重心
重力矩
自重
1305.946
3.728
4869.074
盖板
20.000
10.700
214.000
后6仓水重
196.837
1.700
334.623
合计
1522.783
5417.697
重心高度
Y=
3.558
沉箱排水体积
1485.642
前肢体积
39.825
沉箱吃水
6.779
浮心高度
3.309
重心到浮心距离
0.249
定倾半径
1.603
定倾高度
1.354
m>0.2，满足近海拖运要求
三、主要工序施工方法
施工前准备
沉箱上坞
半潜驳拖航至沉坞坑（现场）
半潜驳下潜
半潜驳下潜至一定深度，沉箱浮起
沉箱拖至安放地点，方驳就位
人工配合安放沉箱
测量控制沉箱位置
1、施工工艺流程：
2、施工方法
2.1、沉箱出运
沉箱出坞前，工作人员提前2小时到达半潜驳，每个沉箱配备5名起重工，半潜驳甲板安排2名起重工负责收放晃绳。
出坞前应做好如下准备：
沉箱一角吊鼻带晃绳（φ20钢丝绳）通至半潜驳的绞罐上；插好加水阀门杆；测水绳8根；另外准备好靠驳轮胎6个。
在出坞之前，半潜驳注水下潜，当沉箱下潜至吃水4.0m时（阀门孔在沉箱底向上4.0m位置），此时阀门孔刚进水，半潜驳停止下潜，打开阀门，检查阀门是否能够开关自如，如阀门不能关闭或有漏水现象，应立即停止放水，半潜驳排水起浮，对阀门进行修理。
如阀门完好，则继续向沉箱内放水，起重工使用测绳监测舱内压水面高度。
舱内压水应严格控制，误差为50mm。
在差30cm达到压水高度时，关闭一半阀门控制压水速度，对压水高度进行微调，各压水区达到要求压水高度后，关闭阀门，并检查各阀门是否漏水，如有漏水现象，半潜驳应排水起浮直至露出阀门孔，对阀门进行修理或对其进行封堵；如阀门工作正常则半潜驳继续注水下沉。
注水过程中，将靠驳轮胎挂于靠近坞墙的两侧，每侧两个，前后各1个，另外2个靠驳轮胎放在半潜驳上，出坞时视情况备用，避免沉箱出坞磕碰坞墙。
当后两舱压水达到要求的高度后，停止压水，半潜驳继续注水下潜。
当沉箱下潜至吃水6.8m，此时沉箱处于浮游稳定状态，半潜驳继续下潜50cm的富余水深，停止下潜。
此时工作人员应做好出坞准备，沉箱上人员密切观察沉箱动态，并通知小艇就位做好顶推准备，此时,缓慢放松船艉晃绳，拖轮从两侧分别拖动沉箱出坞。
沉箱出坞示意图
2.2、沉箱拖运
在拖运过程中,配备携带水泵和发电机的工作船一路护航。
拖轮、沉箱上工作人员、项目部基地通过对讲机保持联系。
沉箱拖运航道范围为码头港池水域，拖轮要互相配合保证沉箱不偏离航道造成搁浅。
沉箱靠驳使用方驳进行定位，方驳在沉箱后沿位置下锚，外侧准备四组靠驳轮胎和两组手持靠驳球，随时备垫，防止沉箱撞击和碰坏沉箱棱角。
沉箱接近方驳时，起重工迅速给沉箱带缆控制沉箱大体就位。
拖轮根据沉箱位置，适当对沉箱进行顶推，直至沉箱完全靠驳于定位方驳船舷上，起重工收紧各条缆绳，完成沉箱拖运施工。
2.3、沉箱安装
沉箱安装分两种情况：
沉箱拖运至现场直接安装、沉箱起浮二次安装。
①沉箱拖运直接安装施工工艺如下：
方驳定位-----沉箱拖运吊靠方驳------沉箱大体就位-----安放手拉葫芦-----沉箱就位------注水下沉。
a.方驳定位
方驳就位前，技术人员向驾长做好技术与安全交底，明确现场实际情况，避免在抛石基床上与航道下锚。
定位方驳在拖轮的拖带下，于码头后沿顺基床轴线方向定位。
方驳下后锚两口，左前锚一口，右前锚在已安好沉箱上带缆，安装第一个时要考虑抛锚定位。
（定位示意图如下）定位过程中，注意保持与已安沉箱上边缘标志的距离，以防发生碰撞沉箱事故。
b、沉箱吊靠方驳
拖轮拖沉箱缓缓靠近方驳，方驳上配备足够的轮胎及靠驳球，以防沉箱与方驳发生猛烈碰撞现象，损坏沉箱和船舶。
沉箱上和方驳上的工作人员迅速给沉箱带缆。
待沉箱绑牢后，将沉箱的阀门口打开，注水至沉箱离安装基床2.5-3m左右，关好阀门，为沉箱的大体就位作准备。
沉箱注水过程中，应不断将缆绳收紧。
c.沉箱大体就位
待潮水落至+3.8m以下，已安好的沉箱露出水面，工作人员在已安好的沉箱上固定好闸板。
闸板用硬杂木制作，宽10cm，长40cm，厚度5cm。
方驳搅动缆绳，带沉箱缓缓靠近已安好的沉箱。
打开沉箱阀门，沉箱顶面与相邻沉箱高60cm左右，迅速关紧阀门。
d.安放手拉葫芦
沉箱安装使用4个额定起重量10吨的手拉葫芦，两钩间可调整距离在0.95m至3.95m之间。
为了更好控制沉箱的缝宽与前沿线，用φ25钢丝绳将相邻沉箱的吊鼻与手拉葫芦相连，人工调整手拉葫芦两钩间距在2.5m左右。
（手拉葫芦的布置图如下）
e.沉箱就位
测量人员用全站仪观测沉箱两侧的刻度尺得出沉箱前沿线位置，并指挥沉箱上工作人员拉动已安好的手拉葫芦，使沉箱前后、左右移动，直至沉箱就位施工准线。
f.注水下沉
待沉箱位置调整完成后，同时打开进水阀门，向沉箱内注水。
在注水过程中，测量人员通过经纬仪不断观察沉箱位移情况偏位，如果沉箱偏位较大，则迅速关紧阀门，停止注水。
通过手拉葫芦对沉箱进行微调，再注水下沉，使沉箱稳落在基床上。
沉箱安装完成后，需停置1～2个潮水，再复测其位置，如安装偏差在设计和规范范围内，沉箱安装合格；如果超出设计和规范要求，则在安装好相邻第二个沉箱后重新抽水起浮，进行二次安装。
②沉箱起浮二次安装施工工艺流程：
沉放潜水泵------安放手拉葫芦------沉箱抽水起浮-----沉箱就位------注水下沉
a.沉放潜水泵
将8台4寸潜水泵沿沉箱盖板上的预留孔送入隔舱内，每台潜水泵用棕绳悬挂在距沉箱底1m处，并将棕绳绑牢在沉箱盖板上，135HP民船配75kw发电机绑靠沉箱，供电抽水。
b.放手拉葫芦
由于待安沉箱两侧有已安沉箱，安装缝宽用闸板厚度控制，设置4个10吨的斜拉葫芦调整沉箱前沿线位置。
c.沉箱抽水起浮
为保证沉箱起浮后的稳定，提前计算出理论抽水深度，但应该保证沉箱浮游稳定需要的压水.
抽水过程中，沉箱电工、使用工随时检查潜水泵、电缆等机械设备的使用情况；起重工随时检查隔仓内水位变化及起浮情况变化，沉箱底面脱离基床50cm后停止抽水。
抽水时为避免沉箱隔墙受力过大，各仓格内水位高差不得超过1m。
d.沉箱就位
沉箱纵向高差影响顶面缝宽，根据实际高差使用不同厚度的缝板，控制缝宽大小。
用经纬仪控制沉箱前沿线，沉箱上起重人员调整手拉葫芦，使沉箱前后移动，直至沉箱前沿线移到安装位置。
e.注水下沉
待沉箱就位后，打开全部阀门，向沉箱内注水。
在注水过程中，测量人员通过经纬仪观察沉箱位移，如果沉箱偏位较大，则立即停止注水，通过手拉葫芦对沉箱重新进行调整。
沉箱经过1～2个潮水沉降变化后，复测其位置及高差，并做好沉降、位移观测点。
如安装偏差在允许范围内，则沉箱安装合格。
如果超出标准，则重新起浮二次安装，直至沉箱安装合格。
2.4、沉箱安装质量标准：
沉箱安装允许偏差、检验数量和检验方法
序号
项目
允许偏差
检测单元和数量
单元测点
检验方法
1
临水面与施工准线的偏移
50mm
每个沉箱
2
用经纬仪和钢尺测量前沿两角顶部
2
临水面错牙
50mm
1
用钢尺量
3
接缝宽度
30mm
2
用钢尺量顶部前后两端
四、施工船机设备、劳动力使用计划
1、船机设备计划
序号
设备名称
规格型号
备注
1
半潜驳7号
举力5600t
沉箱出运
2
交工26
720kW
拖运
3
交工17
721kW
拖运
4
方驳苏连海机188
1000t
定位方驳
5
交通船
配200kw发电机
6
潜水泵
12台
7
全站仪
1台
8
GPS
1台
9
水准仪
1台
2、劳动力计划
工种
数量
工种
数量
调度
2人
电工
2人
主办
2人
测量工
3
起重工
8人
使用工
8人
五、技术组织措施
1、沉箱出运安装前，对施工人员进行详细的技术交底，具体工作落实到人。
2、沉箱出坞前，工作人员提前2小时到达半潜驳，明确现场的情况。
3、沉箱安装时，要专人统一指挥。
沉箱底面应与基床顶面倾斜度一致，以免挫坏基床。
4、出运安装沉箱时应严格控制压仓水高度，保证沉箱稳定，尽量按箱内外水面计算高差缓慢下沉。
5、沉箱安装后，应派潜水员下水检查沉箱安装误差，与基床面的接触是否吻合等。
6、沉箱出运前，沉箱的质量和强度必须符合规范规定和设计要求。
7、沉箱出运在5级（含5级）风以下，波高不超过1米情况下作业，施工人员必须遵守“三必须”“五不准”的安全规定。
8、沉箱出运下水过程中应注意沉箱隔墙之间、内外之间的水头差不应超出设计要求。
六、安全保证措施
1、沉箱出运前，应将场地及撬车沟内杂物清理干净。
2、检查半潜驳钢轨与台座钢轨是否对接良好，轨道两侧有无杂物，固定轨道的垫板有无松动现象。
3、出运前应检查设备是否良好
4、沉箱出运时各部位人员应使用对讲机保持联络，听从统一指挥。
各部位如有异常情况，马上通知指挥人员，由指挥人员作处决定。
5、沉箱在半潜驳上加固时，前后止推器、铁楔、螺栓加固良好，应有专人检查。
6、沉箱出运在5级（含5级）风以下，波高不超过1.0m情况下作业，施工人员必须遵守“三必须”“五不准”的安全规定。
7、各工种严格执行安全操作规程，严禁违章作业。
特别是潜水人员必须严格遵守潜水作业安全操作规程，确保安全施工。
8、海上夜间施工必须配备足够的照明设施，照明供电由各作业船上的供电设施提供，照明供电安全由值班电工负责。
9、夜间施工时锚泊标志清楚、醒目。
10、施工现场配备值班拖轮，拖轮上设探照灯。
11、夜间施工各施工作业点配备专职安全值班人员。
12、夜间施工前要收听气象预报并监测施工现场海况，预测施工作业期间的气象变化决定施工时间。
13、夜间施工时，交通船的探照灯、导航设备、通讯设备、救生设备必须完备齐全并符合使用要求。
七、典型施工数量、实施时间、进度安排
本次典型施工的数量为2个沉箱，实施时间为12月30号。
八、典型施工的检测及数据记录
1、沉箱出运安装的过程记录
2、沉箱安装的综合记录
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