構皮灘下游引航道渡船設計與施工方案(20140822)

1、構皮灘水電站通航建筑物下游引航道及河道整治疏浚工程施工 浮船設計與施工方案目 錄1.概述11.1 工程概況及編制目的11.2 地質特征11.3 風向風力11.4 設計洪水12.浮船設計簡述22.1 設計目的22.2 浮船設計參數(shù)32.3 浮船基本組成32.4 浮船碼頭52.5 浮船安全驗算63.浮船施工73.1 水、電供應73.2 碼頭建設73.3 制作與安裝場地83.4 密性試驗及荷載試驗84.計劃安排85.浮船施工質量控制96.浮船安全與應急處理106.1 設施安全要求106.2 防汛措施106.3 水上作業(yè)的應急處理117.浮船運行管理要求128.資源配置138.1 勞動力組合138.2

2、 機械設備配置13中國水利水電第十六工程局有限公司 I 構皮灘水電站通航建筑物下游引航道及河道整治疏浚工程施工 浮船設計與施工方案浮船設計與施工方案1. 概述1.1 工程概況及編制目的構皮灘水電站通航建筑物下游引航道位于大壩下游約800m處，右岸地形陡峻，施工道路布置困難，為解決右岸機械、物資、渣石運至左岸施工的交通問題，指導浮船項目施工，使其設計、安裝和運行處于受控狀態(tài)，滿足質量、安全和運行要求，特編制本方案。1.2 地質特征下游引航道沿線地表有少量厚度不大的第四系殘坡積層及沖積層分布，出露地層為寒武系中上統(tǒng)婁山關群（2+3ls），巖性主要為中厚層、薄層灰質白云巖、厚層白云質灰?guī)r，頂部含燧石

3、結核和白云質條帶。1.3 風向風力烏江流域全年地面盛行偏北風，夏季偏南風略占優(yōu)。工程所在地余慶縣歷年各月最大南東風速見下表。余慶縣歷年各月最大SE風速表 單位：m/s月 份123456789101112全 年風速6.07.014.07.08.06.010.08.06.06.06.07.014.01.4 設計洪水構皮灘水電站為峽谷型水庫，每年510月為汛期（其中67月為主汛期），11月次年4月為枯水期；江界河水文站多年平均流量為716m3s，實測最大流量14500m3s，最小流量86m3s，調查歷史最大流量20600m3s。構皮灘壩址天然水位流量關系見下表。構皮灘壩址天然水位流量關系表D尺水位F

4、尺水位流 量D尺水位F尺水位流 量（m、黃海）（m、黃海）（m3/s）（m、黃海）（m、黃海）（m3/s）429427.2834604598980429.3427.51054624619967429.5427.7117464462.911052430428.4165466464.912238431429.4261468466.813352432430.5382470468.714625433431.6517472470.715838434432.7662474472.617038435433.8827476474.618325436434.91010478476.619625438437139

5、6480478.621020440439.11808482480.622440442441.12269484482.623900444443.12778486484.625410446445627010448447628700450449630470452451632320454453.16260496494.6342504564557115498496.6362304584578029500498.638250D尺坐標X=3029140 Y=36464022F尺坐標X=3029083 Y=

6、364651902. 浮船設計簡述2.1 設計目的滿足本工程右岸施工的交通要求。主要承擔右岸邊坡明挖工程量約165600m3、右岸邊坡水下開挖工程量約35000 m3的出渣任務。同時，通過后期的改造，該船亦可用河床水下出渣平臺。2.2 浮船設計參數(shù)本船采用內河C級設計船體結構，為單甲板、單殼、單層底的鋼質焊接結構躉船。全船舷側采用橫骨架式，其它采用縱骨架式，并在主甲板車輛通道位置采用結構加強，肋骨間距500mm，縱骨間距500mm，滿足載重100t的工程車安全通過。浮船的船艙空間無使用要求，可自由縱、橫向設置加勁桁架，同囤船的形式和特點。浮船平面為長方形，長度78m，寬度8m，深度2.3m以滿

7、足行車道和防浪設施的需要。船的兩側作成流線形，斜面上便于設置防浪設施，破浪的效果較好。船的吃水深度1.2m。在護欄底部按5m間距設置足夠的橫向泄水孔，排除雨水和翻漫過護欄的波浪。詳細參數(shù)見下表。主要技術參數(shù)表序號項 目技術標準備注1過江安全車速<5km/h2設計載荷汽-20掛1003舟體主尺度78米4型寬8米行車甲板寬度不小于4m5型深2.3米6設計吃水1.2米7滿載排水量706.172t 8壓載排水量677.976t9凈載重噸位125t10靜水航速6Km/h11適應風力5級12抗擊流速2.5m/s13主機功率160KW2.3 浮船基本組成組合式浮船由主體平臺、動力系統(tǒng)、減速齒輪箱、電動

8、液壓舵機、跳板、跳板提升裝置、甲板設備及輔助器材等所組成。2.3.1 主體平臺主體平臺主尺寸為78m×8m×2.3m，由13個中間隔倉及1套活動舷墻總成組合而成。2.3.2 跳板及跳板提升裝置1)跳板（圖1）主尺寸為5×4×0.45m，重約4.5噸。圖1：跳板總圖2)跳板提升裝置跳板提升裝置（圖2）布置在浮船的兩端，用于實現(xiàn)跳板的翻轉，由吊桿、提升鋼索、導向滑輪組和電動葫蘆等組成。圖2：跳板提升裝置2.3.3 甲板設備甲板設備包括帶纜樁、錨、錨鏈、滾柱導纜器、閘刀掣鏈器及人力錨機、頂推架、發(fā)電機組和照明燈具等設備。2.3.4 輔助器材主要為專用工具及備件

9、等。2.4 浮船碼頭由于構皮灘水電站發(fā)電負荷的變化，水位變化頻繁。為使浮船在設計水位范圍內能正常作業(yè)，碼頭采用斜坡式可調岸坡道。為更好適應水位變化，盡量增加坡道坡度，坡度越大，級差越大。但坡度太陡，車上下船時有可能碰撞跳板或斜坡。根據(jù)計算及斜坡碼頭設計的有關規(guī)定，斜坡坡度以不大于1：10為宜。船跳板搭接長度不小于1米。根據(jù)現(xiàn)場地形情況，碼頭初步擬定布置在K910K950間，詳見附圖浮船平面布置圖。當水位變化超過1米時，采用挖掘機適時對坡道進行修筑，以適應水位變化。左右岸碼頭連接道路寬度均為6米，可調式岸坡道示意圖如下?？烧{式岸坡道示意圖采用4個系船柱固定在左右岸兩邊，定位樁采用鋼筋混凝土澆筑，

10、底部鉆設28錨桿埋入兩岸基巖中，單個系纜柱容許系纜力為550Kn，詳見附圖系船柱結構圖。船體的固定采用鋼絲繩連接船體和系纜柱，形成3545度的夾角，根據(jù)鋼質內河船舶建造規(guī)范，本船舾數(shù)為517，其錨鏈應選用CCSAM117.5mm，其破斷負荷為113.31kn?？紤]電站機組滿發(fā)電時流量較大，為確保安全，直接選用18*7+FC32 GB/T8918-1996鋼絲繩，其實際破斷負荷為594Kn。船舶甲板設計12個雙柱帶纜樁，帶纜樁選用A355 GB/T 554-1996，每個帶纜樁適用的纜索最大破斷負荷為255Kn。2.5 浮船安全驗算2.5.1 結構強度校核計算本船結構為單甲板、單殼、單層底的鋼質

11、焊接結構躉船。全船舷側采用橫骨架式，其它采用縱骨架式，肋骨間距500mm，縱骨間距500mm。船體主要構件按中國船級社鋼質內河船舶建造規(guī)范（2009）第1分冊對內河C級航區(qū)浮橋的要求進行設計。主要構件校核計算詳見附件浮橋結構規(guī)范計算書。經(jīng)計算，船體中部最小剖面慣性矩I=2845m*cm3，大于要求值2282.34 m*cm3；甲板處的剖面模數(shù)Wd=3181.8m*cm2，大于要求值1001.027 m*cm3；船底處的剖面模數(shù)Wb=2023.7m*cm2，大于要求值1001.027 m*cm3。故，船中剖面強度符合要求。具體計算詳見附件中剖面強度計算書。2.5.2 浮船干舷計算干舷是船舶的重要

12、指標之一，也是衡量船舶穩(wěn)性的前提條件。船舶干舷越大，船舶的儲備浮力越大，抗覺性就越強；反之，抗沉性就越弱。干舷的富裕程度，決定了船舶能否獲得盡可能大的夏季吃水，從而也影響著船舶載重量。本船為C級航區(qū)B型船舶，計算船長74.16m，按船舶與海上設施法定檢驗規(guī)則計算，浮船最小干舷要求值為347.9mm，本船實際干舷值為1114mm，實際吃水值為1200mm，符合規(guī)范要求。具體計算詳見附件干舷計算書。2.5.3 浮船穩(wěn)性計算本船的船體線型整體平行，根據(jù)計算，浮船滿載排水量為：706.172m3，空載排水量為：580.329m3，凈載重噸位為125.843t。根據(jù)內河船舶法定檢驗技術規(guī)則，經(jīng)計算，本船

13、完整穩(wěn)性滿足要求，浮船安全可靠。運行工況具體計算詳見附件穩(wěn)性計算書。2.5.4 浮船水流沖擊力計算浮船淹沒高度為：1.2m，按下式計算吊箱所受的水流沖擊力：R=K（V2/2g）A （KN）式中：R浮船所受水流沖擊力（KN）； K水流阻力系數(shù)K=0.8； 水的容重=10KN/m3； g重力加速度g=9.81m/S2； V計算水流速度，按施工時最大流速計V=3m/S（汛期流速）； A浮船入水部分在垂直水流方向的投影面積（m2）：A=94.6m2將以上數(shù)據(jù)代入式中: 則：R =0.8×10KN/m3×(3m/S)2/(2×9.81m/S2)×94.6m2=34

14、7.16KN漂流物撞擊力R 1=w */g*t=5KN*(3m/s) /(1s*9.8m/s²) =1.5KN,考慮風動載20kn，則浮船則受到的水流沖擊合力為：368.66KN<32鋼絲繩破斷負荷為594Kn；根據(jù)水流計算，并經(jīng)過拖索的牽拉，船體向水流反向橫傾的最大角度約0.7度。滿足抗傾覆要求。2.5.5 甲板載貨壓頭本船采用內河C級設計船體結構，并在主甲板車輛通道位置采用結構加強，即在船中左右3mm的位置使用結構加強，其計算壓頭為12t/m2，其他位置也可以承受4t/m2的壓頭。3. 浮船施工3.1 水、電供應施工用水采用抽取烏江江水，在浮船上自備抽水站，主要用于清洗及消

15、防用水。施工用電由三級船閘變壓器引出。投入使用后浮船上自備電源，主要用于浮船上維護、照明使用。3.2 碼頭建設碼頭建設主要內容為浮船與岸邊臨時道路的連接，以及系船柱的施工。本工程由于水位變化幅度較大，為了盡可能少占用開挖工作面，擬采用斜坡式可調岸坡道，采用單級碼頭。當水位變化超過1米時，利用充足的開挖設備，及時采用挖掘機對坡道進行填筑或挖除。系船柱采用鋼筋混凝土澆筑，底盤基座采用4根28錨桿埋入基巖中，柱體澆筑C30混凝土。詳見附件550Kn系船柱結構圖。3.3 制作與安裝場地浮船制作場地選定在第三級船閘的圍堰下游處。焊接安裝完成后通過滑軌入水。3.4 密性試驗及荷載試驗3.4.1 密性試驗在

16、船體的裝配焊接和火工矯正工作完成后，即可進行船體的密性試驗。密性試驗的目的是檢查外板、艙壁等的焊接有無滲漏現(xiàn)象，以保證船舶的航行安全。密性試驗常用的方法有：水壓試驗、沖水試驗、氣壓試驗和沖氣試驗等。詳見附件密性試驗大綱。3.4.2 荷載及傾斜試驗正式運行前，在征得發(fā)包人、監(jiān)理同意的前提下，按照先空載試驗，再砂袋沉重試驗，先輕后重的原則，進行實施，主要目的檢驗浮船的承載能力及浮船自備動力的可靠性。按照規(guī)范進行船舶傾斜試驗，做好試驗記錄，試驗要求詳見附件傾斜試驗大綱。4. 計劃安排連接道路及浮船施工計劃如下：左岸至碼頭道路已形成。左岸碼頭平臺的施工，開始時間：2014年5月25日，完成時間：201

17、4年6月6日，工期12天。右岸至碼頭道路，開始時間：2014年5月20日；完成時間：2014年6月15日，工期30天。右岸碼頭平臺，開始時間：2014年6月15日；完成時間：2014年6月30日，工期15天。浮船安裝，2014年5月8日開始，于2014年6月30日完成，浮船運行。浮船拆除，完工后拆除，工期10天。5. 浮船施工質量控制1、 焊縫形狀和尺寸應符合要求。選擇合理的坡口角度和均勻的裝配間隙；保持正確的運條角度勻速運條；根據(jù)裝配間隙變化，隨時調整焊速及焊條角度。視不同的鋼板厚度，正確選擇焊接工藝參數(shù)。2、 現(xiàn)場檢驗人員要逐條焊縫檢查測量，確保焊縫有效工作截面滿足強度要求。3、 重點部位

18、嚴格使用低氫型焊材（如E5015、E4315和符合3YH的焊絲等）施焊，規(guī)范焊縫坡口形式、裝配、焊接及熱處理工藝等。4、 嚴格按照經(jīng)過船檢認可的焊接工藝規(guī)程施焊，各項參數(shù)力求準確，焊件接縫處的表面應保持清潔、干燥，無氧化物和雜物。5、 使用的焊接材料均應為經(jīng)過船檢認可的船用產品，施焊前，按照焊接工藝規(guī)程的要求對焊接材料進行烘干處理，在焊接過程中對已烘干的焊接材料要進行保溫，防止受潮而影響焊接質量。6、 強力甲板上貨艙等大開口角隅處應補強。7、 船舶首尾尖艙防撞艙壁上禁止開人孔，其余水密艙壁上一般也不應開人孔。如必須開時，應經(jīng)船檢同意，并應保持水密狀態(tài)。8、 船舶建造材料應在規(guī)范允許的公差范圍之

19、內，且應盡量避免所用材料負公差的堆積。在檢驗工作中，要多看多測量，對擅自使用代用材料或人為降低材料規(guī)格或減少構件尺寸的現(xiàn)象，應予以堅決糾正。9、 在船舶建造過程中，檢驗人員應仔細地對照圖紙逐項核對，發(fā)現(xiàn)與圖紙不符的地方，且未經(jīng)船檢同意的必須按圖返工。10、 在節(jié)點的設計和制作過程中，按照造船規(guī)范的規(guī)定，選擇各部位節(jié)點的肘板形式及尺寸，肘板連接一定要施雙面連續(xù)焊和包角焊，以滿足強度和剛性的要求。6. 浮船安全與應急處理6.1 設施安全要求1、 碼頭路面平整，坡度不超過8%，碼頭路面總寬度不低于浮船主車道寬度120%，碼頭有抗河水沖擊及冬季防滑措施。2、 跳板型式和規(guī)格與碼頭、浮船匹配，跳板承壓能

20、力不低于浮船設計承壓能力，跳板聯(lián)接安全可靠，設置有效防滑部件。3、 承壓舟結構完好、片體無滲水漏水現(xiàn)象，無破壞性損傷、變形，車輛甲板無明顯疲勞損傷，聯(lián)接安全可靠。4、 欄桿設置規(guī)范、完整，舟體固定欄桿之間使用不低于兩根的鋼鏈有效連接，舟體主車道設置有效防滑部件。5、 河中錨碇須有足夠系固能力、單只錨碇系固承壓舟不超過2對，系固用鋼絲繩應有足夠強度，更新周期不超過兩年，碼頭錨碇埋設牢固可靠。6、 救生設備：浮船兩端值班室各配置應急救援救生圈不低于10個（或放置舟體上），浮船現(xiàn)場作業(yè)人員每人配置救生衣1件。7、 浮船兩端值班室各配置2具滅火器。8、 浮船必須保證充足的照明，采用岸邊塔燈或船上照明。

21、9、 浮船兩端設有描述準確、規(guī)范的過橋安全須知及限速、限重、限距、限寬等警示、提示標示。6.2 防汛措施構皮灘水電站地處山區(qū)，雨量充沛，洪水易漲易落，預見期短，預測難，要加強與各有關單位和部門聯(lián)系，密切協(xié)作，以便及時掌握水情，作出響應。浮船臨時封閉或拆除的條件：1、 當下引航道流量達到或超過1500立方米/秒、水位高于EL438m或強臺風時封閉交通。超過防洪辦的警戒水位線之前，應將浮船移位至左岸岸邊，先將浮船作90度轉體，再平移到岸邊順河流方向固定放置。2、 正常施工時，利用小運輸船及時清理浮船上游堆積的垃圾、雜物，確保浮船的安全、穩(wěn)定。6.3 水上作業(yè)的應急處理 6.3.1 一般性應急處理1

22、、 處理原則：現(xiàn)場處理要從以“以人為本”為原則，首先要盡量減少人員傷亡，其次要盡量減少財產損失。2、 船舶進水的應急處理；船長立即向上級報告，并保持通訊暢通聯(lián)系。按規(guī)定發(fā)出船舶進水搶險警報信號，全體船員進入船舶堵漏應急狀態(tài)，按船舶進水堵漏搶險部署實施堵漏作業(yè)，并根據(jù)船體破洞進水和堵漏情況采用最有效的方法，以挽救危局。對船舶進水堵漏搶險過程做好詳細的記錄。3、 人員落水的應急處理：凡工程船舶人員一旦落水，發(fā)現(xiàn)者立即向落水者附近拋出救生圈，并大聲呼喊：“某船舷或某側有人落水”，發(fā)現(xiàn)者必須監(jiān)視落水者的動態(tài)，并隨時報告。4、 當碰撞發(fā)生后，立即檢查，確定船舶受損情況和本船人員情況，以確定進一步需要采取

23、的措施。 第一時間須搶救因碰撞而導致落水的人員和轉移受傷人員。6.3.2 浮船擱淺、觸礁應急處理：1、 當船舶發(fā)生擱淺和觸礁緊急情況時應立即向項目部匯報，并迅速查明擱淺、觸礁，查明船體破損情況、進水情況及污染情況以判斷船舶危險程度，切忌盲目使用推進器和舵設備急于求得自力脫淺，以避免擴大損失。調查包括下列項目：擱淺、觸礁時間及船位、擱坐（灘礁）處船體周圍水深與底質、當時水位及流速情況、主機及推進器、舵設備及其他機械受損情況，或可能受到的危害情況、污染情況。2、 查明船舶受損情況，計算出浮力損失及穩(wěn)性狀況，核實脫淺后不會導致浮船翻沉時，選擇脫淺方案。可能的脫淺方案有：（1） 自力脫淺方案。當擱淺時

24、損失的浮力不多，船體未受損進水，等水位上漲自然增加浮力，或通過排出壓艙水、或通過移動貨物調整船舶吃水差后可依靠船錨、主機推（拉）力脫淺等。（2） 卸貨起浮脫淺方案。（3） 卷揚機協(xié)助脫淺方案。1、 脫淺后的檢查。船舶起浮脫淺后，應周密檢查船體結構受損情況及機電設備、舵設備、螺旋槳等情況。2、 短時間不能脫淺的措施。船舶擱淺后不能在短時間內脫淺，為避免船體受風、流、浪作用使擱淺狀況進一步惡化，或底質惡劣，可能導致船體損壞時，應采取措施固定船體，然后制定脫淺方案。固定船體的措施通常有：（1） 拋出開錨（送出雙錨）并收緊。（2） 增加船舶壓載水，或向空水艙灌水，使船體坐穩(wěn)。但要考慮不能因增加壓載而損

25、傷船體。3、 應將擱淺、觸礁、脫淺反應措施進行詳細記錄。7. 浮船運行管理要求1、 成立安全生產委員會或領導小組，設立專職安全管理部門。2、 浮船配備兩名以上專職安全管理人員, 管理人員熟練掌握浮船安全運營的相關知識，水域水情特點和變化規(guī)律。3、 配備至少1名熟悉浮船架設與拆解業(yè)務的工程技術人員。4、 按規(guī)定數(shù)量配備船員。5、 對浮船安全生產制度貫徹落實情況進行有效監(jiān)督。6、 現(xiàn)場值班人員有效維持車輛通行秩序，有效控制車速，禁止超限、超載車輛通過浮船。擬設置安全行車速度<5km/h，總載重質量<100t，行車甲板寬度為4米，重載車輛應當單車單向通過浮橋。7、 巡視員巡查到位，甲板面巡查每天不少于2次，艙內、跳板、外伸舷不超過3天檢查一次。8、 浮船漕渡水域水深2m以內應無障礙物或淺灘，以保證