大型預(yù)制沉箱施工工藝

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，轉(zhuǎn)Word此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！大型預(yù)制沉箱施工工藝陳永謙張玉勇胡良猛一、工程概況：1.1工程簡介廣州港南沙港區(qū)二期工程位于廣州市南沙龍穴島，建設(shè)規(guī)模為6個碼2100米。設(shè)將使廣州港區(qū)格局發(fā)生質(zhì)的變化，形成以南沙港區(qū)為龍頭，以新沙、黃浦港為輔助的廣州港區(qū)新格局，對廣州建設(shè)現(xiàn)代化國際強港具有重大意義。我局施工的的5#碼頭為兩個5~10。碼頭前沿設(shè)計底標(biāo)高為-17m。碼頭面高程為+5.4m：壁岸結(jié)構(gòu)采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)方案，沉箱長，寬，高，單個沉箱重2237t，為華南地區(qū)最大的沉箱結(jié)構(gòu)。沉箱下部為拋石基床，沉箱間設(shè)置混合倒濾井，后側(cè)為拋石小棱體和倒濾層，棱體后回填、吹填砂。1.2自然條件部緊臨南沙港區(qū)一期工程下游，經(jīng)緯度為40′22°40′N附近。本地區(qū)潮流屬不規(guī)則半日潮流，每日出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮。南沙港區(qū)所在的海區(qū)漲落潮基本為與海岸線平行的往復(fù)流，且靠近岸變得流速小于靠近伶仃西航道的流速。港址處缺少實測潮流資料，據(jù)1992年7月2-4日的潮流觀測資料，龍穴島外水深5米漲潮平均流速為，落潮平均流速為0.25m/s，漲潮平均流向330°，落潮平均流向133°，漲潮最大流速為1.15m/s，落潮最大流速為0.73m/s。岸壁區(qū)設(shè)計流速取值0.43/s，1.3沉箱結(jié)構(gòu)簡介5#、6#泊位工程的預(yù)制沉箱共計36件，每件沉箱長17.84米，寬15米，高18.9米，內(nèi)有12個空格，外墻厚380mm和350mm，內(nèi)墻厚300和，一端帶有長1000mm前趾，底板厚，加強角尺寸為，混凝土標(biāo)號為，單件沉箱方量為895m，重3量為2237t，混凝土總方量量為32220m1）3平面圖側(cè)視圖二、沉箱預(yù)制施工工藝：1.模板工藝1.1底胎模制作：考慮到運用氣囊進行沉箱的頂升和出運工作，在現(xiàn)已改造好預(yù)制場地的整板基礎(chǔ)上鋪設(shè)雙肢[28槽鋼，兩側(cè)分別焊接一根[18槽鋼作為支座，[18槽鋼上滿鋪100mm厚木方，槽鋼長為沉箱底寬，為15米，支座凈間距為1.9米對拉絲桿連接。底模鋪設(shè)用水準(zhǔn)儀抄平后，并在底胎模上鋪底胎模結(jié)構(gòu)示意圖（2）1.2底板模板工藝底板側(cè)模分4片側(cè)模和12個芯模[12，槽鋼為豎背楞和橫背楞，用[10槽鋼作桁架和斜支撐。面板采用6mm鋼板制作，面板后設(shè)有加勁肋，采用5#角鐵與面板焊接成整體。底板模板結(jié)構(gòu)示意圖（）150mm處預(yù)埋圓臺螺母和螺桿作為下次墻身側(cè)模支撐及下口止?jié){使用。預(yù)埋絲桿示意圖（）底板芯模的支撐是在底胎模上利用鋼筋混凝土墊塊進行支撐，墊塊上下兩頭為C40砼制成，中間用φ28螺紋鋼筋支撐。墊塊安裝用水準(zhǔn)儀抄平。底板芯模墊塊示意圖（）1.3墻身模板工藝底板側(cè)模分4片側(cè)模和12個芯模，全部采用定型桁架鋼模板，以[12槽[106mm鋼板制作，面板后設(shè)有加勁肋，采用5#角鐵與面板焊接成整體。墻身模板結(jié)構(gòu)示意圖（）側(cè)模底口用預(yù)埋在墻身里的圓臺螺母進行支撐，止?jié){采用在墻身上貼上海綿條。同樣在墻身模板上口留有圓臺螺母做好下一步的墻身施工準(zhǔn)備。在第一次墻身拆模板后將底板的圓臺螺母用扳手取出，將圓臺缺口用C40混凝土進行修補。芯模四周用法蘭盤和調(diào)整螺栓調(diào)整平整度和垂直度，在墻身預(yù)埋4個推10cm的缺口。墻身芯模底部有插銷式槽鋼，可以插入缺口中支撐起墻身芯模自重及施工荷載。墻身芯模支立示意圖（）、鋼筋成型工藝：底板鋼筋直接在底胎模上進行綁扎。每層墻身鋼筋在固定的綁扎區(qū)內(nèi)綁扎，形成整體后用龍門吊吊放進行安裝，考慮到每次澆筑沉箱的高度，制作一個4.5m況（如下圖812吊點示意圖，右圖為結(jié)構(gòu)示意圖。0BAA14工字鋼00214工字鋼22槽鋼對扣0014工字鋼212點吊平面視圖007綁扎架圖（8）B84186A21416420鋼板連接AAA18680186BBB）整個鋼筋綁扎架的結(jié)構(gòu)與沉箱鋼筋端面圖相符合，由于整個鋼筋基本處于均布狀態(tài)，每層鋼筋的重量約為23噸，均布于整個綁扎架，考慮到整體綁12點吊超靜定平衡結(jié)構(gòu)，根據(jù)實際情況和龍門吊的吊運高度最大限度的增加吊點與綁扎架面之間的高度，增加吊索于綁扎架之間的夾角，進一步減少降低其彎矩的量。以上兩點大大以降低綁扎架的彎曲變形的產(chǎn)生，確保了整個鋼筋籠的整體性。扎架就位到綁扎場地進行鋼筋綁扎，由于分層生產(chǎn)在綁扎架上事先做好鋼筋數(shù)量和上下層高低筋搭接位置的標(biāo)記，以便搭接位置和搭接長度及數(shù)量滿足規(guī)范要求。鋼筋綁扎完好后用夾具將縱向鋼筋夾在綁扎架上，以保鋼筋籠順利吊起和整個鋼筋籠的整體性和穩(wěn)定性！整個綁扎架的斷面尺寸與沉箱構(gòu)造筋相符保證了沉箱的鋼筋保護層的尺寸滿足設(shè)計要求。通過龍門吊將帶有鋼筋籠的綁扎架吊起，調(diào)運至沉箱生產(chǎn)場地進行鋼筋搭接綁扎，搭接的長度依照規(guī)范要求為35d。綁扎完畢吊出綁扎架進入下一個鋼筋籠綁扎循環(huán)。三、主要工藝流程原材料采購原材料檢驗底板鋼筋加工底板模板加工混凝土配合比試驗混凝土拌制澆注底板混凝土墻身鋼筋分層綁扎墻身分層支立模板墻身分層澆筑混凝土沉箱養(yǎng)護墻身鋼筋加工墻身模板加工沉箱平移裝船主要工藝流程圖（10）主要工藝流程如上圖10，完成整個工藝流程確保工期和進度，要求制作墻身外模板2套內(nèi)模板一套，底板一套。兩個沉箱作為一個流程施工。澆注完2個底板后，拆除內(nèi)模，吊入12個內(nèi)綁扎平臺，內(nèi)綁扎平臺下部焊接推拉盒，安放在底板預(yù)留備墻身內(nèi)模支撐用的缺口中做為支撐。俯視圖內(nèi)平臺結(jié)構(gòu)簡圖（）側(cè)視圖吊運、安裝墻身第一層鋼筋籠，內(nèi)平臺和底板外模板用做搭接綁扎施工使用。綁扎、驗收完畢，拆除內(nèi)平臺外底板模板，安裝外墻身模板，外模板安裝主要依靠事先預(yù)留在下層的圓臺螺母，通過圓臺螺母絲桿的支撐用螺帽在內(nèi)模上的推拉盒將其推入缺口中，再依靠內(nèi)模上的法蘭螺絲與底層的墻壁頂緊的摩擦力和推拉盒的支撐力來完成內(nèi)模支撐。整個沉箱模板安放好以后通過經(jīng)緯儀或吊線來調(diào)整整個模板的垂直度。在內(nèi)模和外模之間通過固定間距的對拉螺絲上緊，以保證各個墻壁的間距和整個模板的整體性。檢查合格后進行澆注工作。及底板外模板的拆除工作。安裝第二套墻身模板，待前一個沉箱內(nèi)模拆除吊入此沉箱進行安裝、澆注等工作。再澆注過程中完成前一個沉箱的下一層墻身的鋼筋籠安裝、綁扎驗收等工作。依照此循環(huán)來完成整個沉箱的澆注。在整個澆注過程依靠一臺37大，澆注的整體時間較長，對澆注的工藝采取了由中心向四周，由內(nèi)而12個網(wǎng)格的中間兩個格子的7道墻，澆注一定的高度，依靠混凝土塌落和振搗流淌延伸到四周的格子里面。待混凝土延伸快至外墻時轉(zhuǎn)變澆注順序，開始從外墻身進行循環(huán)澆注每層下料約50CM，同樣依靠混凝土的塌落和振島流淌向內(nèi)部12個格子的墻身延伸，這樣大大減少了層于層之間的時間間隔，使混凝土的外觀質(zhì)量有了保證降低了因時間間隔長造成的色差現(xiàn)象的產(chǎn)生。整個沉箱構(gòu)件預(yù)制完、整體達到強度后方以開始進行沉箱出運，沉箱預(yù)制在我廠施工場地的3區(qū)、4區(qū)和5區(qū)進行，4區(qū)還作為出運通道，整個出運過程的工藝流程如下：縱向氣囊安放、頂升沉箱→沉箱用墊木支撐、氣囊放氣→底胎模拆除→縱向氣囊安放、頂升沉箱→卷揚機牽引沉箱至出運通道→沉箱用墊木支撐、氣囊放氣→橫向氣囊安放、頂升沉箱→卷揚機牽引至出運碼頭→裝船。將膠囊均勻布置在底胎模10cm木底模下面的間隙內(nèi)，對膠囊沖氣，沖氣后的膠囊將整個沉箱構(gòu)件連同木底模一起頂起，頂起后將槽鋼全部抽出并在沉箱底部的四個邊上放置雙層200*200木枋，對膠囊慢慢放氣到一定高度后由底邊的支撐塊受力支撐沉箱。隨后將氣囊內(nèi)放氣將氣囊上邊的10cm木模板抽出，完成底胎模的拆除工作。底胎模拆除后，同時對所有氣囊進行沖氣，捆綁沉箱，依靠卷揚機牽引沉箱底部氣囊滾動將沉箱牽引至出運通道，到達出運通道。開始進行氣囊轉(zhuǎn)向放置，同樣在沉箱下部放置支撐墊木、放氣、抽出氣囊，再轉(zhuǎn)向放置氣囊、充氣取走墊塊，通過卷揚機牽引至碼頭前沿直至順利裝船。沉箱移動圖片。利用氣囊運輸沉箱上船現(xiàn)場根據(jù)實際情況，分別采取了三種不同的安裝工藝，都取得了成功。1.一般原則安裝前對基床的驗收非常重要。特別是有無回淤情況，對潛水員能明顯探摸到的浮淤，必須用清淤船進行清淤。如果是輕微的浮淤，用水下高壓水槍沖洗即可。所有的沉箱安裝都要在落潮時開始，在低平潮時使沉箱落底，盡量降低潮流對沉箱安裝的影響。沉箱安裝就位完成后，要一直加水到所有的倉格滿水。一般經(jīng)過兩個潮水周期后，可以穩(wěn)定。如果發(fā)現(xiàn)沉箱位移，偏差超過了允許值，就要重新抽水使沉箱起浮，重新安裝。由于基床的設(shè)計傾斜度為1.5%，所以經(jīng)過了一兩個潮水周期后，基本上安裝時就要考慮到一定的提前量（12cm安裝定位采用GPS即時定位。粗定位采用目測定位，通過已安裝沉箱作為參考使沉箱基本就位。在沉箱底部距離基床面30cm時，停止加水下沉，用GPS在待安沉箱頂部進行精確定位，然后快速加水，使沉箱在最短的時間內(nèi)落底。2.安裝工藝2.1定位船安裝第一只沉箱安裝時，通常情況下是粗安，待第二只沉箱安裝完成后，利用第二只沉箱作為依托，將第一只沉箱趁低潮抽水起浮后，用滑輪或手拉葫蘆進行調(diào)整，精確安裝。但這種方法不適用本工程。原因是一期工程予留的沉箱向海側(cè)位移30cm，也就是說第一只沉箱與予留沉箱有30cm的錯牙（見沉箱予留的間距只有8cm的間距來調(diào)整30cm考慮到現(xiàn)場有8m3的抓斗挖泥船可以利用，挖泥船的兩只前錨為5T，兩只后錨為7T，抓力可以滿足船帶動沉箱進行微調(diào)的要求。首先，挖泥船靠近儲存場，將待安沉箱固定在8m3的抓斗挖泥船一側(cè)船舷，通過絞錨達到安裝30cm安裝位置待安沉箱一期預(yù)留沉箱錨機8M抓斗挖泥船錨機第一只沉箱安裝示意圖位置，當(dāng)開始落潮且接近平潮時沉箱加水下沉（加水的時間需要計算，加水30cm時停止加水，通過對挖泥船錨繩的收放對沉箱進行精確定位，定位完成后，挖泥船的四根錨繩全部收緊，快速加水使沉箱下沉坐底。該方案的關(guān)鍵在于：一、定位船的錨機要足夠大，在最大潮流速時保證不走錨；二、一定選擇在平潮時沉箱坐底，否則不能保證安裝的精確度；三、盡量選擇風(fēng)平浪靜的天氣，減少波浪對沉箱的晃動。2.2500T起重船安裝當(dāng)半潛駁下潛位置距離安裝位置比較近，起重船不需起錨即可通過絞錨移位到安裝位置時，可以直接采用起重船進行安裝。由于半潛駁“工2”以及“重任1602”的下潛深度達不到沉箱起浮的要需要500T錨移位到安裝位置，開始向沉箱中加水使沉箱下沉。沉箱位置的微調(diào)通過下圖的10T手拉葫蘆1、2和纜繩1、2共同完成。起11號注:①②為10T手拉葫蘆③④為鋼絲纜繩起重船安裝沉箱示意圖個缺點，那就是占用的水域面積太大（施工，當(dāng)施工水域船只密集時，不建議采用此種安裝方法。2.3拖輪拖帶安裝本工程的大部分沉箱是采用拖輪拖帶到安裝位置安裝的，主要有以下兩種情況：一、半潛駁下潛位置距離安裝位置比較遠，用起重船協(xié)助沉箱出駁后，無法一次移位到指定地點安裝；二、從沉箱儲存場拖帶沉箱到安裝地點。2.3.1拖輪拖帶方案近距離拖帶方案有兩種，一是雙拖輪夾拖；二是一艘拖輪主拖（傍雙拖輪拖帶沉箱示意圖注:①號纜為主拖纜.②③號纜為轉(zhuǎn)向纜拖），沉箱后面用一艘錨艇頂推（校正方向）。見下圖。②③①注:①號纜為主拖纜.單拖輪拖帶沉箱示意圖②③號纜為轉(zhuǎn)向纜需要注意的是，在沉箱拖帶過程中，根據(jù)拖帶的方向，選擇漲潮或落潮時候拖帶，目的是盡量順潮流前進，避開逆潮流前進，否則阻力太大，前進可能會造成纜繩斷裂，導(dǎo)致沉箱失控的危險情況。如果逆潮流航行，要盡量海上風(fēng)力大于6級，就不宜進行拖帶及安裝作業(yè)。用拖輪拖帶沉箱一定要充分考慮到各種不利因素，作好搶險預(yù)案。比如，施工現(xiàn)場附近應(yīng)有備用拖輪或錨艇，防止一艘拖輪失去動力后，有馬上有新的動力補充；拖輪上的拖帶纜繩應(yīng)備至少雙份，防止拖帶纜繩意外斷裂，馬上有新的纜繩補充。2.3.2安裝方案沉箱從半潛駁卸駁后，拖輪靠近沉箱，由在沉箱作業(yè)平臺的操作工人協(xié)助，系好拖帶纜繩。然后拖帶到安裝位置。將待安沉箱與已安裝的沉箱用交叉纜繩系緊，拖輪解纜離開。然后向沉箱中加水下沉，通過手拉葫蘆對沉箱進行調(diào)整。見下圖。注:①②③④為10T手拉葫蘆①②用于調(diào)整沉箱前后錯牙③④用于調(diào)整沉箱間距沉箱安裝示意圖2.4封口沉箱的安裝工藝2.4.1現(xiàn)場條件根據(jù)業(yè)主的統(tǒng)一安排，預(yù)留2只沉箱的位置不安裝，作為后方拋砂的船只通道，等待拋砂基本完成后，進行封口。根據(jù)前期沉箱安裝的控制，最后一只封口沉箱留有26cm的間隙（設(shè)計為裝完畢，形成了一個封閉的港灣。待安裝的沉箱就以浮游狀態(tài)儲存在港灣中13.5m（比浮游穩(wěn)定的吃水多首要是風(fēng)，所以增加吃水以減少水上暴露的面積。③④已安沉箱已安沉箱⑥滑輪⑤①②落潮水流方向封口沉箱安裝示意圖沉箱安裝有相當(dāng)大的難度。首先，封口的季節(jié)是冬季（1直有風(fēng)浪，浪高0.4m以上。沉箱在風(fēng)浪的影響下，姿態(tài)不穩(wěn)定，如果沉箱不能保證以垂直的姿態(tài)，就很難進入到預(yù)留的口門中。其次，沉箱進入口門中，受潮流和浪的雙重影響，很難固定，就是說在沉箱加水下沉