重力式码头沉箱的施工技术

1.案例介绍

工作船码头及其附属措施工程主要建设内容为长度150m的工作船码头（5000吨级兼靠10000吨级船）、长度287m的护岸、长度30m的沉箱出运码头、约42000m2的沉箱预制厂及其他附属配套设施，该工程主要考虑为后期建设一个设计接卸能力为2200万吨/年的30万吨级的原油码头服务，码头总长度482m，为沉箱重力墩式结构。工作船码头前沿设计底标高为-8.5m，码头面设计标高为+5.0m，在工作船码头南侧设置4000吨沉箱出运码头，码头前沿设计底标高为-3.0m，码头面设计标高为+4.0m，均采用带卸荷板的重力式方块结构，分四层安装，最大预制块重178t。

2.本工程的沉箱预制及出运方案 2.1预制沉箱

在本工程施工建设中，分别使用A型、A’型、B型三种规格的沉箱。其中A型沉箱为码头标准段沉箱，沉箱的宽度为17.46m、高度为16.7m、长度为18.823m，每一个沉箱的重量为2557t，一共有49个沉箱。A’型沉箱和南护岸直立段以及码头南侧进行连接，和A型沉箱相比，将沉箱的后趾去掉了两米，然后去掉了后墙上方的牛腿，一个沉箱的重量大约为2538.4t，B型沉箱的宽度为1.724m、高度为16.7m、长度为18.823m，每一

个沉箱的重量为2038.3t，沉箱数量为两个。所有的A型和A’型沉箱都由两个侧面板、前后板、16个舱格、3个纵隔墙和3个横隔墙构成，其中侧面板的厚度为0.35m、前后面板的厚度为0.4m，隔墙的总厚度为0.24m，沉箱的前后顶部不对称、左右对称，前后趾的宽度都为1m，使用C30混凝土进行沉箱的预制，沉箱顶部3.5m范围内为C35F250。如图1所示。2.2沉箱的运输 在本工程中，每一个沉箱自重约为2600t，一共有52个沉箱。设计使用超高压气囊在沉箱场内对沉箱进行顶升、运移。在运输过程中，拟使用两艘拖轮带6300T浮船坞到下潜坑进行下潜。沉箱起浮出坞，然后使用拖轮将沉箱运输到作业现场。 2.3计算出运工艺参数 2.3.1布置卷扬机

布置卷扬机时，按照以下公式计算牵引力：

为了实现沉箱的陆上移动，在此预制场一共布置了四个8t卷扬机，所有的卷扬机型号一致。通过上述计算可知，卷扬机的牵引力要达到或超过101.53t才可以实现沉箱的运移，那么就要个各台卷扬机的牵引力要等于或超过50.76t，而8t的卷扬机可以利用7倍或者9倍率的滑轮组来达到牵引力大小的基本要求，借助7倍率或者9倍率的滑轮机组可以将各台卷扬机的牵引力保持在56t或者72t，合力可以达到112t或者144t，牵引力大小可以满足使用要求。将两台8t卷扬机布置在预制场的东侧和西侧，利用捆绑在沉箱上的四滑轮组和捆绑在前拉地锚上的四滑轮

组用钢丝绳纵向对沉箱进行牵引。在预制场的出运码头的一侧安装横移卷扬机，并利用钢丝上将其在地锚上进行固定。然后由牵引机直接利用围捆沉箱中的钢丝绳和滑轮组来拉动沉箱。利用溜尾卷扬机钢丝利用在通道中间地锚上和通道后的四滑轮组以及捆绑在沉箱上的四滑轮组来进行下斜坡溜尾以及沉箱纵移。沉箱示意图如图2所示。

（2）按照后溜力大小，使用φ65钢丝绳，每一条钢丝绳破坏所需的最大断力211.25t，如果使用两条，可以将安全系数保持在3倍以上。当需要反拉沉箱时，反拉力F=230.09t≤422.5t，可以达到使用要求。2.3.2选择气囊

本工程使用的气囊结构如图3所示。在压力的作用下，气囊会产生一种规则的变形，截面呈正扁形。参考以往沉箱出运气囊的使用经验，根据沉箱的结构类型，本工程使用长度为L0=19m，公称直径为D=1m的气囊，出运构件的工作高度为H=0.4m，气囊的净距离a≥0.5m，沉箱使用七条L0=19m的气囊平移运出。 由于沉箱的实际出运、气囊长度以及沉箱底基础的长度并不相同，在平移过程中，沉箱和气囊的总接触长度为：

经过上述计算后，将气囊的长度确定为18m，直径设计为1m，当H/D为0.4时，气囊可以承受0.11MPa的压力。由于在出运气囊的过程中，受力缺乏均匀性。所以使用超高压气囊进行施工，气囊的额定工作压力为0.3MPa。通过使用上述方式来对沉箱构件进行预制和出运，具有良好的适应性，并且对地基的承载力要