颜晓宇

摘 要：重力式沉箱码头在我国水运工程中广泛运用，工艺技术成熟、整体稳定性高。它主要是靠沉箱结构自身和上部结构的重量来抵抗滑动和倾覆，对结构的基础施工有较高的要求。重力式码头基槽施工和沉箱安装是重力式码头工程的施工重点，如何在大尺寸沉箱施工中控制好基槽作业和沉箱安装的施工质量，尤其是在沿海地区复杂地质和海况条件下做好各个工序的质量管控，是每个水运工程施工人员常常思考的问题。为了更好地管控工程质量，针对复杂地质条件下的基槽施工和大型沉箱安装过程中的重要质量控制要点进行分析总结，希望能够对类似的工程建设提供参考性建议。

关键词：基槽施工;沉箱安装;质量控制;分析

中图分类号：U65             文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）08-0071-03

1工程概况

本工程位于南方某港区。拟建3个泊位，2个5万吨级通用泊位（1#、2#），1个3千吨级（3#）杂货泊位。本文主要对1#、2#重力式码头泊位基槽施工和沉箱安装过程中的质量控制要点进行探讨分析。本工程沉箱采用矩形沉箱结构，沉箱长18.77m、宽12.65m、高14m，设12个仓格，单重约1570t。仓格内回填中粗砂，纵向接缝处设置混合碎石倒滤体。基础持力层为强风化泥岩或硬塑粉质粘土，局部设2m厚10-100kg抛石基床，基床下卧粉质粘土采用1～500kg块石换填夯实。沉箱上部为L形胸墙。

2 基槽施工质量控制要点

2.1基槽開挖

基槽开挖主要是标高和土质控制（标高控制为主，土质为校核），过程质量控制及关键技术在于超宽、超深、边坡的控制以及礁石区域施工质量的控制。通过对地质资料和相关施工规范的分析，对比以往的施工经验，将非岩石类及全风化岩类超深按0.5m，超宽2.0m考虑，中风化及强风化类岩超深按0.5m，超宽1.0m考虑，开挖淤泥类土边坡按1：3放坡，开挖砂土类、粘性土类及全风化岩类按1：2放坡，开挖中风化岩及强风化岩类边坡按1：1放坡。疏浚采用抓斗挖泥船。

礁石区域的施工因工程量少，最终选定专业的凿岩船配置50t凿岩锤进行清礁作业，行政审批手续比炸礁作业简便，安全系数高，精度也更容易控制。

2.2基床块石抛石

基床块石抛填和夯实质量控制要点主要在于石料质量、抛填厚度、夯沉量、平整度的控制。

基床抛石施工前应选择一段具有代表性的区域作为试验段，根据选定的施工方法和船机设备，考虑水深、水流、风浪等因素进行基床抛石试抛，通过试抛可以掌握水位、水流、风浪对抛石施工的影响，找到块石落点和基床的关系，同时也可以测量抛石料在海底成堆情况，指导抛石船定位，确保抛石位置的准确性。

基床抛石施工要严格遵守“宁低勿高”的原则，并应勤对坐标、勤测水深、勤移船，做到先测水深再抛石再测水深的方法进行施工，测点距离不要超过1m，以免漏抛超抛。

2.3基床夯实整平

基床夯实的质量控制要点在于分层、分段夯实、层厚的控制、抛石面平整度、夯击沉降量的控制。

基床夯实前应进行抛石基床平整度检查，局部高差控制在0.3m以内。基床应分层、分段夯实，分层厚度应基本相同。分段夯实的搭接长度应大于2m。夯锤应纵横向相邻接压半夯，每点1锤，并分初、复夯各一遍。夯实质量的检查标准可在已夯的基床上任选约5m一段进行复夯一次，夯锤相接排列，不进行压夯，其平均沉降量应小于3cm。

基床整平作业主要以潜水员在水下用钢轨、拉刮道、手工摆铺石料等方式进行。钢轨为Φ100密封的钢管轨、用12#槽钢作为刮道，垫块用砼预制块，基床整平范围为沉箱底面每边向外加宽0.5m。先粗平再细平（±50mm），然后再复核标高，确保基床平整度及标高符合沉箱安放要求。

3 沉箱安装前的质量控制要点

3.1基床施工质量

组织相关单位进行基床验收，并形成书面记录。若基床验收完成后超过30天，沉箱安装前应派潜水员对基床平整度进行复查，及时进行清理和整平;

3.2安全技术交底

沉箱安装前对所有的施工船舶和作业人员进行全面详细地安全技术交底，并将沉箱拖运、安装的时间表，交底至每条施工船及施工班组。

3.3下潜坑及出运通道

从1#泊位端向2#泊位275m，距离码头前沿100m部位为角点向外，向2#泊位方向开挖下潜坑，开挖80m*110m半潜驳下潜坑，深度-16m，边坡按1：5控制。下潜坑开挖完成后测量水深及宽度是否足够，在后期加强对回淤情况进行观测;同时在下潜坑1#泊位侧需要开挖宽80m，直接到达码头前沿的沉箱出运通道，开挖高程至-11m（沉箱浮游稳定为9.15m，设计低水位为-1.5m）。

3.4浮游稳定的控制与验算

浮游稳定验算是沉箱安装前非常重要一道程序，通过理论计算结合现场实际情况等因素综合考虑沉箱下沉与安装时吃水、舱内注水等对沉箱浮游稳定的影响。在沉箱下沉前应进行浮游稳定的详细核算，制定详细的控制措施。

经验算，CX1沉箱压水平均深度为2.0m时，定倾高度m=0.51，满足稳定性要求，CX1沉箱在灌水2.0m的条件下浮游稳定性验算合格。此时沉箱吃水T=9.15m。

3.5地锚的设置

地锚是沉箱安装时一个非常重要的辅助设施，通过地锚来牵引船机设备定位/移位，结合RTK测量设备精准定位沉箱的安放位置。在拟安装沉箱的后方陆域，沿安装区均匀布置8个地锚，锚位结构采用挖深3m，埋设十字交叉长3m的【25槽钢，上部回填2.5m块石，顶部浇筑50公分厚C20混凝土，钢丝绳用直径30mm（允许拉力6.1 吨），外伸部分设5道环形卡扣锁紧。

4 沉箱安装时的质量控制要点

4.1沉箱出驳

沉箱出半潜驳选在高平潮时段，应根据半潜驳的下潜速度以及沉箱起浮时需下潜的深度，提前注水下潜。下潜速度控制在 4m/h，下潜深度约为9.5m，需提前高平潮时间约3小时往半潜驳注水压舱下潜。

移动锚艇靠近半潜驳，将缆绳交叉挂住沉箱前端顶部拉环，挂好钩后半潜驳继续下潜，同时沉箱顶操作工人对各个仓格进行均匀加水，当半潜驳下潜到沉箱吃水9.15 米时，沉箱达到浮游稳定状态。

沉箱浮游稳定后，锚艇拖沉箱缆绳进行出驳。沉箱拖带速度按2m/s，对所选用的钢缆要进行破断力验算，安全系数K要大于6，确保拖带安全。解开沉箱前端两个角和半潜驳的连接缆绳，后端两个保留。锚艇拖住沉箱缓慢出驳。锚艇慢慢移动将沉箱移开半潜驳，拖到方驳前方水域。

4.2沉箱定位

方駁通过收拉锚绳靠住沉箱，拖住沉箱后，方驳靠自身的八字锚将沉箱缓慢拖到基床顶进行定位。沉箱顶部设计高程为-0.5m，为保障沉箱安装精度，沉箱坐床安排在退潮过程中，最终坐床时水位在-0.9 以下时段，便于沉箱露出水面。

1#、2# 泊位两端均有海堤交接，在海堤两端超出安装范围外均设置测量平台，沉箱定位时，测量人员先采用RTK定位驳船，帮助沉箱进行粗略定位，然后再利用海堤上的测量平台上的全站仪进行前沿线的两个角点进行线形测量，同时在后方临时防洪堤上进行垂直方向的定位测量。

4.3沉箱下沉

沉箱到达指定位置后，经过测量人员测量校核无误后，灌水下沉，整个沉箱灌水过程控制在3.5个小时，每小时灌水量65*6*0.8=312m?，控制好灌水量及灌水速率，使沉箱匀速下降。沉箱根据基床顶标高及潮位（在-0.9以下，沉箱外露不小于60公分）确定沉箱底距离基床顶面约20cm时暂停灌水，距离基床顶面20cm时沉箱外侧吃水深度=潮位-（基床顶标高+0.2），即当沉箱外侧吃水达到计算高度后暂停灌水，测量人员复核后调整灌水速率继续下沉，使沉箱四个角同时坐于基床顶面。

沉箱基床平整设置了0.5%的倒坡，因此在沉箱最后落床前需调整前后仓水位，使沉箱上端形成和基床同样的倒坡。

沉箱落床后，如果偏位在规范允许范围内，派潜水员下水对沉箱和基床面接触情况进行检查，若接触面严密贴合，则该沉箱安装完成。如果沉箱偏位超出规范要求，应将沉箱排水上浮，沉箱脱离基床后重新进行定位安装。沉箱安装完成后必须向沉箱内灌水，保证其在高潮位时不浮起，经历两个潮位后，确认安装符合要求后进行仓格中粗砂回填。

5 结束语

本文通过对重力式码头基槽施工和沉箱安装中的主要质量控制要点进行分析和总结，管好重要工艺施工的过程控制，确保工程安全质量的同时，亦可形成具有指导和借鉴意义的规范性作业方法，希望能为今后类似工程的施工提供一定的参考价值。

参考文献：

[1]中交第一航务工程局有限公司.港口工程施工手册（第二版）[M].人民交通出版社股份有限公司，2015.

[2]张龙强.大型沉箱出运及其安装工艺的研究[J].中国水运，2018（03）：65-66.