******项目工程
沉箱安装
施
工
方
案
*******建设工程有限公司
2010年8月5
沉箱等构件出运、安装
一、工程概况
本项目共有25件沉箱需要预制，沉箱贮放采取陆上沉箱贮放的方式。沉箱预制后气囊横移至通道进行存放，通道存放区共可存放6件沉箱，预制场地也可临时存放12件沉箱。
二、 沉箱出运
在预制场地制作完成经养护的沉箱，经卷扬机牵引沉箱、底部气囊滚动移至出运码头前沿，横转纵移，方向呈直角转向，转换气囊支垫，最后沿码头出运通道，移运至码头前沿，再移运至停靠在码头边的半潜驳（浮船坞）上。 本工程沉箱总数为25件。沉箱主要尺寸：11×19.95×11m（底宽×长×高）。单件沉箱重约1029t。
(1) 气囊出运工作原理及相关参数的确定
气囊搬运重物的工作原理与滚筒搬运重物的工作原理基本相同，在重物底部与地面之间垫若干个气囊并充气顶升起重物，通过外力牵引重物使气囊向前滚动，从而使重物产生移动，达到搬运重物的目的。气囊与地面为面接触，受力面积大，受力均匀，单位面积受力小，对场地适应性强。
选用直径Ф1000mm超高压气囊，出厂检验承压能力为0.39MPa，正常使用许用压力为0.30MPa，安全阀限压值取0.35MPa。考虑沉箱的尺寸，选用有效长度分别为11m和17.0m两种，施工过程顶升高度取430mm，工作高度取300mm。
气囊工作的相关数据按如下公式计算：
单个气囊承压面宽度：B=π(D - H)/2
气囊承压面积：S=n×B×L=nπL(D - H)/2
气囊气压：P=Q/S=2Q/[nπL(D - H)]
式中：D——气囊直径
H——气囊工作高度
L——气囊有效承压长度，L=L总-2×0.866×D
N——气囊个数
Q——构件重量
(2) 供气系统及牵引系统的布置
(1)供气系统
采用集中供气体系，供气系统由2套6m3空压机组及自己配套的高压气管、气阀组成，高压气管沿沉箱预制场及出运码头轴线两侧对称布置，固定部分采用Φ48mm钢管，每6m设置一个供气阀；加气时从供气阀用高压软管接至气囊。
(2)牵引系统
沉箱的横移及纵移均采用4台10t卷扬机进行（共8台），相应配有定滑轮、动滑轮、钢丝绳扣、垫木等。
在施工场地、码头前沿共布置15个60t、10个75t、8个15t地牛，场地范围均采用暗埋式，其顶标高低于地层标高，以便沉箱出运，在沉箱拖运至地牛位置时，临时在其上铺钢板以方便气囊滚过。
(3)施工平面布置
预制场地共设有两条生产线，作业线中间为沉箱出运通道，每条生产线分别布置六个沉箱预制底模。出运通道在预制区为平坡段，预制区至出运码头共20m为斜坡段，用以调整预制区及出运码头前沿的高差，其斜率为6.7%。
(3) 沉箱出运顺序
沉箱出运顺序以沉箱安装顺序相一致，由西向东进行安装，故沉箱出运顺序为：由1#沉箱至25#沉箱出运。
(4) 沉箱出运施工方法
A 出运工艺流程
本工程的沉箱出运（陆域）至半潜驳（浮船坞），采用气囊出运工艺。具
B 准备工作
（1）先进行拆卸底模工作。最后检查沉箱底部及边角有无棱角突出，有则先清除。
（2）检查沉箱内腔是否有积水，若有积水超过10cm的，必须把水抽至低于10cm
（3）对牵引系统中的卷扬机、钢丝绳、滑轮组、导向轮及其卸扣、绳卡等，逐项认真检查运转是否正常、转动是否灵活、钢丝绳是否缠绕（有气），并排除一切隐患。
（4）检查空压机运转是否正常，检查气囊充气各管件、阀门、压力表是否完好。
（5）清理通道上一切尖锐物、石头及障碍物，并对场地进行整平，高差不超过±2cm。
C 系沉箱围捆钢丝绳
用钢丝绳系好沉箱(围捆)，钢丝绳处于沉箱转角保护架上，所处位置在沉箱前趾高度以上，沉箱底模基础向上约1.2~1.6m左右处，钢丝绳与沉箱保护架接触处用方木隔开，调整钢丝绳长度至两侧相等，再连接牵引及溜尾钢丝绳。
D 摆气囊
每个气囊的轴线与移运方向垂直，沉箱底边用红漆标上气囊就位线，气囊露出沉箱两侧长度相等。
E 沉箱顶升
（1）系牵引及溜尾钢丝绳
将牵引和溜尾卷扬机动滑轮组与沉箱围捆钢丝绳系好，并启动卷扬机使各钢丝绳刚好处于受力状态，然后稍微放松。
（2）气囊初充气
初充：连接空气压缩机与气囊之间的气管，连接妥当后充气，对气囊充气时做到均匀、缓慢，每条气囊充气压力达到沉箱预定顶升初始压力值（横移：0.10MPa）时，停止充气。这时气囊与底模共同承受沉箱重量。
（3）气囊充气，将沉箱顶升至支垫高度
继续对气囊充气并对称、缓慢进行（由阀门控制），由于沉箱重心偏于沉箱纵轴线前沿方向约16cm，因此各气囊承载力将不一样，压力值也不一样，气囊充气压力值从沉箱前趾沿后壁方向递增，各气囊气压值必须现场试验确定。原则上要让沉箱下各气囊高度一致，并使沉箱处于直立状态，沉箱底面沟槽盖板完全脱离沟槽后进行支垫转换气囊。
F 沉箱横移
（1）从新充气使沉箱至运行高度、沉箱横移
检查与调整各气囊的压力值，使气囊高度一致。现场指挥（副指挥配合）检查各项准备工作无误后，下令启动牵引卷扬机组，拉紧牵引钢丝绳，沉箱处于移运临界状态时，暂停牵引，再次检查钢丝绳张紧程度，各滑轮组、导向轮
的转动是否灵活，气囊及沉箱平稳情况，同时启动溜尾卷扬机组，使溜尾钢丝绳稍处于松弛状态。当一切处于正常状态时，指挥员指令拉动沉箱缓慢向前移动。移运时，注意观察沉箱平稳和移动情况，同时注意气囊滚动和压力情况，通过调整气压使各气囊高度一致。运行中溜尾钢丝绳跟进，既不与牵引钢丝绳形成对拉，又能限制沉箱前倾。
（2）移运中气囊交替
当沉箱前移方向端部至第一根气囊囊咀中心1.8~2.2m（根据实际需要确定）时，摆进气囊并进行充气，注意充气时气囊一定要全部张开并达到一定的气压（一般为0.04MPa左右）后，再启动运行。
沉箱前进方向始终保持1~2根工作气囊。在牵引移动过程中，当出现沉箱走偏时，必须纠偏。当沉箱后面的气囊逐渐接近沉箱尾部（按移动方向）时，打开排气阀逐渐排气，最后快速放气（在气囊露出沉箱尾部一半之前），气囊放气过程中要尽量使沉箱处于直立状态。气囊放气完毕后将气囊搬运到沉箱前面预定位置备用，如此重复直到横移完成。
G 横移--纵移衔接
沉箱横移过程注意调整气囊摆放距离，必要时在横移过程中逐步调整，以适应出运通道上横移--纵移转换处支垫的排距。并且尽量使各个气囊平行及有合适的支垫空间，以保证有足够支承面积和位置。
沉箱重心移到出运通道中轴线位附近时，暂时停止牵引，根据具体情况对沉箱位置做适当调整。将各气囊对称充气，顶升沉箱到离地面距离超过支垫高度（40cm）约5cm时，根据支垫要求放置枕木，支垫枕木布置完备后，气囊缓慢排气至沉箱平稳降落在支垫上，停止排气，观察地面无明显沉降后快速放气，抽出气囊。进入纵向移运准备工作。
H沉箱纵移
（1）支垫、摆气囊、系纵移钢绳
沉箱转换位置用枕木支垫完毕后，在支垫的间隙放进纵移气囊，由于沉箱重心与形心存在偏差，运行时尽量使沉箱保持直立。用气囊不对称摆放方法来达到此目的，经初步估算，纵移时沉箱前趾方向气囊向内缩进为30cm~45cm。将牵引和溜尾卷扬机动滑轮组与沉箱围捆钢丝绳系好，并启动卷扬机使各钢丝
绳处于受力状态，然后将各气囊气压充至0.08~0.1MPa，使气囊与枕木同时承受沉箱重量。
检查卷扬机牵引、溜尾系统及相关地锚情况，确定无异常情况后将气囊压力充至运行工作压力值，此时沉箱处于运行高度。（具体操作方法和注意事项与沉箱横移基本相同）。
（2）牵引与溜尾速度的协调及同步
由于纵移距离较长，注意牵引和溜尾滑轮组及其钢丝绳是否缠绕，并及时使用转环组放气。另外根据沉箱移动的距离，及时更换长度适当的钢丝绳。纵移出运时，两个牵引卷扬机组与两个溜尾卷扬机组要做到步骤一致。
（3）斜坡段纵移
当沉箱移至出运通道斜坡段时，注意尽量控制好溜尾卷扬机与牵引卷扬机，使系统同步运行，确保沉箱平稳移动，同时要注意两部溜尾卷扬机钢丝绳受力情况，尽量做到受力均匀。
I 沉箱上浮坞
(1) 沉箱上半潜驳（浮船坞）的过程，保持船甲板面与码头面齐平分析 沉箱上半潜驳（浮船坞）的过程必须保证坞甲板面与码头齐平，才能实现沉箱顺利上半潜驳（浮船坞）。半潜驳（浮船坞）事先须加水压载，并控制船甲板纵坡1/100以内，调节压仓水，沉箱上坞，抽出前仓压载水至后仓注入压载水，来满足船艏、甲板面与出运码头面齐平。
(2)沉箱上半潜驳（浮船坞）
半潜驳（浮船坞）进入出运码头，半潜驳（浮船坞）甲板面与出运码头面调平后，在码头前沿与船坞甲板面相接处铺设宽1m，厚20mm的钢板。沉箱上浮坞的牵引滑轮组安装于浮坞上，卷扬机采用与岸上同型号同厂家的产品，使牵引和溜尾卷扬机组同步。具体操作与纵移相同。
沉箱通过气囊滚动方式移动到半潜驳（浮船坞）甲板上装载区，沉箱与甲板之间用300×300的枕木支垫，枕木要尽可能的多，以增大半潜驳（浮船坞）甲板的受力面积，为操作方便，每载枕木长度控制在1.5m左右，填满相邻气囊之间的空档。
沉箱在甲板上的放置位置必需是沉箱中心线与半潜驳（浮船坞）甲板装载区中心线对齐，误差范围控制在0.5米之内，半潜驳（浮船坞）的装载区为甲板上黄线标出的区域。
(5) 拖运沉箱的半潜驳（浮船坞）至下潜区
半潜驳（浮船坞）一端甲板上配有拖航八字链及三角眼板，用55t卸扣与拖轮的拖缆连接，开航前还必需对半潜驳（浮船坞）进行压载，具体是将半潜驳（浮船坞）的中舱加满水，而其它舱将水抽干，目的是降低重心同时减小自由液面效应，提高半潜驳（浮船坞）稳性。
(5) 施工计划
根据以往施工经验沉箱出运比沉箱预制要快的特点，本工程沉箱出运时间考虑从2010年8月11日开始，到2010年12月28日结束，共140天。
(6) 船机配置
主要船机配置如下：
3500t半潜驳（浮船坞）
1940kW拖轮
10t卷扬机
16T汽车吊 1艘 1艘 8台 1台
超高压气囊（φ1000mm，L=15m） 11条
超高压气囊（φ1000mm，L=17m） 12条
(7) 重点保护措施
A 质量保证措施
(1)出运时气囊排列要整齐，互相平行，当发现沉箱走偏时，通过调整两侧牵引系统拉力以及调整前面放入气囊的角度进行纠偏。注意不能过急，以防走“之” 字形。
(2)沉箱由码头前沿到整体上坞过程中，半潜驳（浮船坞）操作人员一定要跟踪调节压仓水确保半潜驳（浮船坞）纵横两向平衡，并保持船头与码头面持平。
(3)严格控制沉箱的牵引速度，尤其是沉箱上半潜驳（浮船坞）的牵引速度控制设计速度内，同时根据潮位情况进行调整。
(4)沉箱出运过程统一指挥，统一号令，牵引系统的开启由专人负责，一切动作都必须按指令进行，严禁越位指挥或操作。
(5)施工前要对所有参与人员进行详细的施工技术和安全交底。
B 安全保证措施
(1)气囊长期不用时应放气展开，平放在阴凉干燥处，不得层层堆放，防止暴晒或长期淋雨浸水。
(2)加强对气囊的定期检查，气囊使用前先进行现场充气检验，符合要求后方可使用。
(3)气囊按要求安装限压阀。
(4)出运前要彻底清扫出运通道，并用高压水冲洗。认真请除沉箱底部的尖锐的硬物，以防割伤气囊。
(5)在充气与出运过程中，其他无关人员要远离气囊3m以上。
(6)沉箱上半潜驳（浮船坞）过程必须连续进行，同时启用出运码头前沿两套（前进方向、留尾）的牵引系统，一旦前进方向牵引系统出现故障，立即采用留尾牵引系统，牵引上码头，确保出运过程安全。
(7)开航前要全面检查船机设备状况，不带故障出航。
(8)开航前要全面检查系固情况及拖航设备，不牢靠的地方要加固。
(9)开航前要及时收听天气预报和海事部门紧密联系，了解航行区域的海况，只在允许的海况条件下开航。
(10)开航前要对人员进行安全技术交底，不违章作业。
(11)航行中人员要24小时值班，及时了解船舶状况及周围海况，拖轮与半潜驳（浮船坞）要及时交换信息。
(12)航行中要准确执行航行避碰规则，按正确的航线航行，不违章驾驶。
(13)若遇到恶劣海况要及时进入避风地点，不冒险航行。
(14)若遇到危险要及与就近海事局联系，以及时取得帮助。
沉箱横移
浮船坞装运沉箱
浮船坞装运沉箱至下潜坑
三、 沉箱安装
(1) 基本情况
本工程沉箱安装25件，单件设计重量1029t。沉箱采用3500t半潜驳（浮船坞）运到施工现场下潜坑下潜出坞，下潜坑布置在天然水深达到-14以下的港池中。在现场具备安装条件，直接由泥驳拖至待安装基床位置就位安装。
(2) 施工顺序
施工整体顺序拟从西侧往东侧安装，即从1#沉箱开始向东侧安装，到25#沉箱止完成安装（沉箱编号1#~25#来自设计图纸沉箱平面布置图）。安装过程共分为下潜出坞、拖轮拖运、就位安装三道主要工序。
(3) 施工方法
1总施工流程
下潜坑确定→半潜驳（浮船坞）在下潜坑抛锚定位→方驳在基槽后方顺岸进行抛锚定位→沉箱下潜出坞→沉箱带缆拖运→沉箱暂时停靠在码头前沿→沉箱就位安装
2.校核沉箱浮运稳定性
本计算按设计图纸进行，砼按2.5t/m3，海水按1.025t/m3计算，出运前再详细测量沉箱实际尺寸以校核本计算结果。
沉箱重量： 1029t
沉箱重心高度： 8.826m
助浮力： 无助浮
压载海水重量： 721.4t
沉箱内压载水深度： (前仓)2.8m （中仓）3.42 m （后仓）5.22 m 稳定漂浮时沉箱吃水：13.162m
稳定漂浮时定倾高度：0.201m
干舷高度： 6.638m
要求最低干舷高度： 2.57m
3.沉箱下潜出坞
⑴下潜坑布置
沉箱由半潜驳（浮船坞）运载到施工现场，需选择合适的下潜地点供半潜驳（浮船坞）下潜、沉箱出坞，根据现场实际情况，在港池距基槽约200m位置选择一块尺寸为50m×70m的施工区域，用抓斗船清除部分淤泥到-18.5m标高，再抛填厚度0.5~1.0m的中粗砂。抛砂后下潜坑底高程约-17.5m。
⑵下潜准备工作
①下潜坑验收
下潜坑长70m，宽50m，深度按-18~-17.5m验收，验收时采用测深仪按10m一个断面，2m一个点测量，并采用水砣按10m一个断面，5m一个点复核，由此可掌握淤泥的厚度。
②半潜驳（浮船坞）由测量船引导进入下潜坑后，测量人员上半潜驳（浮船坞），用GPS协助半潜驳（浮船坞）在下潜坑抛锚定位，同时用水砣测量下潜坑实际水深。
③半潜驳（浮船坞）定位完成后，方驳靠在基槽后方顺岸布置进行抛锚定位，方驳上配有2台5t卷扬机、一台65t吊机和一台120kW发电机，用来牵引沉箱出坞，方驳距半潜驳（浮船坞）约120m。同时发电船紧靠在半潜驳（浮船坞）侧壁，发电船上配备有1台120kW发电机，为施工过程灌水、抽水以及照明的供应电力。施工过程所需的施工操作平台、工具、材料也存放于发电船上。
④沉箱顶栈桥、操作平台安装
沉箱顶栈桥作为沉箱顶施工人员上下沉箱的通道（长约11m），半潜驳（浮船坞）就位后利用其半潜驳（浮船坞）顶上的1台3t/30m起重机安装在沉箱与半潜驳（浮船坞）宿舍顶之间。并利用这台起重机安装沉箱顶施工操作平台，该平台主要作为沉箱顶施工人员工作场所，平台上配备有施工需要的控制电箱、照明灯具以及护栏、速差自控器、救生圈等安全设备。遇胸墙预埋钢筋对操作平台安放有阻碍的位置，派民工先弯下钢筋，以使平台安放顺利。如图
4.8-7沉箱顶操作平台示意图所示。
工作平台 控制电箱
图4.8-7 沉箱顶操作平台示意图
⑤下潜出坞的潮位和时间确定
经浮游稳定计算，当定倾高度m=0.201m时，沉箱吃水深度为13.16m，沉箱支垫高度0.30m，半潜驳（浮船坞）型深4.6m ；为了沉箱可以顺利出坞，沉箱起浮还需有一定的水深余量（选取0.5m），
下潜坑水深≥13.16+0.3+4.6+0.5=18.56m
当天高潮潮位下潜区必须满足水深≥18.56m，由于下潜坑抛砂后最浅-17.5m，因此考虑+1.06m水位以上即可出坞（施工水位+1.4m），并且此潮位以上水位必须维持1小时以上。半潜驳（浮船坞）下潜时间选择在下潜区水深达到18.56m之前5个小时开始注水下潜。
⑥抽灌水系统布置及安装
在沉箱内安装12台大流量潜水泵（65m3/h），用于抽压载水出仓。该水泵配备专用的电箱电缆与发电船上120kW发电机相连，由19m长、φ10的钢丝绳固定在沉箱隔仓顶上，并加工50×50×80cm的吊篮保护。沉箱预制时预埋有6个加水阀门（阀门直径φ=100mm），分别布置在沉箱侧墙两边距沉箱底5m处，用于沉箱加水。沉箱两边横隔墙距隔仓底0.3m分别预留有连通孔（共6个），详见图4.8-8沉箱连通孔及注水阀门孔示意图。 沉箱
图4.8-8 连通孔及注水阀门孔示意图
⑦固定及遛尾缆绳安装
沉箱顶四角预埋有拉环，分别用4根100m长φ60的尼龙缆绳与“华南号”4个塔楼上的缆桩连接，用以沉箱固定，并作为沉箱出坞时溜尾用。
在沉箱两个侧壁离沉箱底面H=14.8m处各有两个预留孔（孔内径46mm），供沉箱出坞及安装时拖运与卷扬机或拖轮连接用。预留孔上安装2根φ36mm的拉杆，分别用卡环接上长8mφ22的钢丝绳，牵引时，用8.5t卡环与卷扬机钢丝绳连接。沉箱下潜前，可通过半潜驳（浮船坞）上的吊机吊装已加工完成的钢筋爬梯到拉杆孔位置，供安装拉杆使用。
⑶半潜驳（浮船坞）下潜、沉箱加水
当准备工作完毕，下潜区潮位条件符合下潜要求时，所有参加操作人员就位，即可进入下潜程序。
①半潜驳（浮船坞）开始加水下潜
由调度和测量人员监测潮位，待潮位符合要求时（涨潮过程中，且水位达到+1.06m以上），由调度安排，指挥半潜驳（浮船坞）加水下潜。
②沉箱注水
在半潜驳（浮船坞）下潜过程中，指挥员密切注意半潜驳（浮船坞）的下潜情况，以及沉箱的吃水深度。在沉箱深度达5m时（注水阀门的安装高度），开启注水阀门，同时密切注意仓内注水的深度，前仓注水接近2.8m，中仓注水接近3.4m，后仓注水接近5.2m时，关闭注水阀门，每个隔仓打水砣测出较为准确的压仓水深，并根据水深，按计算要求调节压仓水深，前仓：2.80m，中仓：3.42m，后仓：5.22m。
沉箱稳定起浮吃水为13.16m，当沉箱吃水达到13m时，已接近沉箱起浮的临界条件，此时，由监测沉箱吃水的技术员通知调度，调度下达指令，半潜驳（浮船坞）暂停下潜。在旁待命的木船上，施工员带领民工，指挥木船将已准备好的钢丝绳分别连接至沉箱上的钢丝绳及方驳上卷扬机的钢丝绳。与此同时，沉箱上的技术员复核沉箱内的压仓水深，若未达到计算压仓水深则继续调节压仓注水，直至压仓水深满足计算要求。待钢丝绳连接及压仓注水工作就绪后，调度安排半潜驳（浮船坞）上自带的起重机将连接半潜驳（浮船坞）顶及沉箱顶的工作栈桥吊离。
④继续下潜至沉箱起浮
半潜驳（浮船坞）继续下潜，当沉箱起浮时（此时沉箱吃水约为13.16m），启动卷扬机，略紧张钢丝绳，使之处于轻微受力状态，半潜驳（浮船坞）继续下潜至13.8m（甲板面），沉箱完全处于漂浮状态。此过程中，沉箱上技术员观察沉箱的倾斜情况，适当注水调节沉箱平衡。
⑷出坞
沉箱吃水达到稳定要求并处于水平状态后，指挥员指挥方驳上卷扬机操作手启动卷扬机牵引钢丝绳，缓慢拖动沉箱出坞，同时，根据沉箱的移动速度，调节遛尾缆绳的松紧，确保沉箱出坞时缓慢、匀速。沉箱刚刚完全出坞口时暂停牵引，解开下游遛尾的2根缆绳，上游的2根缆绳继续遛尾。最后观察沉箱的压仓水深及沉箱的平衡状态，未达到稳定状态时再调节压仓注水至沉箱吃水12.42m，确保稳定后再次启动卷扬机，将沉箱缓慢匀速地拖出下潜坑并靠在方驳边。详见图4.8-9沉箱出坞示意图。
图4.8-9 沉箱出坞示意图
①潮位、时间选择
根据沉箱浮游稳定计算及大铲湾港区水域现场情况，确定沉箱浮游拖运时的吃水深度为13.16m(定倾高度m=0.201m)，所以沉箱拖运时其拖运路线的水深必须满足：≥13.16m，则通道标高-12.0m即可。拖运时间选择在涨潮、接近平潮时进行，这时水深较大且潮水流速较慢、利于控制。
②沉箱浮游拖运
沉箱浮游拖运之前，用测量船（交通船+测深仪）对沉箱出运通道进行测量，选择水深＞13.16m的航行路线，以确保沉箱浮游拖运过程不搁浅。
沉箱拖出下潜坑后，调节压仓水深使之处于稳定平衡状态，指挥员指挥方驳上卷扬机操作手启动卷扬机牵引钢丝绳，缓慢拖动沉箱，使其到达码头前沿附近。
③沉箱停靠
当待安装沉箱基床未整理完毕，或潮汐潮位不符合条件，沉箱无法直接安装，浮游拖运的沉箱必须暂时停靠于码头前沿，等候安装。
沉箱拖至安装区域附近后，将工作平台卷扬机钢丝绳与挂在待安装沉箱拉杆上的钢丝绳连接（半潜驳（浮船坞）方向），半潜驳（浮船坞）缆绳解扣并离开，再将系在已安沉箱拉环上（距待安箱位1~2个沉箱的距离）的φ60mm缆绳（长约50m）与事先挂在待安沉箱拉环上钢丝绳连接（方驳方向），并视情况可解开方驳上卷扬机钢丝绳。然后在水流和工作平台上卷扬机作用下使得待安装沉箱顺岸布置，且前趾向海侧。停靠期间派人值班，以免沉箱漂移与已安装好的沉箱发生碰撞。详见图4.8-10沉箱停靠示意图。
图4.8-10 沉箱停靠示意图
⑹第1件（1#沉箱）沉箱安装
第一件沉箱的安装，由于周围并没有任何辅助物，安装时借助半潜驳（浮船坞）进行定位安装。所以只能进行粗安装，其安装只是为以后的精确安装创造条件。
如前所述，沉箱出坞后稳定在方驳附近，等待半潜驳（浮船坞）起浮，然后通过半潜驳（浮船坞）上锚机和方驳上卷扬机共同作用使得沉箱与方驳均按顺岸布置，如图3 沉箱出坞示意图所示。再向沉箱各隔仓加水使其平衡下沉，当沉箱沉至距离基床顶面30-50cm时，暂停注水。测量人员通过GPS对沉箱四角坐标及标高进行定位测量，调节半潜驳（浮船坞）的位置以及方驳卷扬机的钢丝绳，对沉箱进行精确定位，定位后锁定半潜驳（浮船坞）各锚机系统及方驳卷扬机钢丝绳。沉箱面按要求灌水使前、中和后仓倾斜度与基床面倒坡坡度一致。再均匀灌水至沉箱坐落于基床上，再复核沉箱的安装误差值。
第一件沉箱安装时无固定辅助物定位，其位置难以精确，安装后复核其偏位情况，若偏差超出允许范围，可待第二件沉箱安装后再抽水起浮重新安装。
⑺ 2#~47#沉箱的安装
①沉箱粗定位
在已安沉箱上安装工作平台，钢架的尺寸为8.67m×4.6m×1.5m，该工作平台放置于沉箱中间2排仓格上用螺栓与沉箱上的预留孔（距沉箱顶15cm）连接固定。工作平台上面配置2台5t卷扬机及相应的钢丝绳导向滚筒、电源电箱，并作为卷扬机人工操作平台。沉箱安装的潮位选择在涨潮到+0.9m以下。
安装前先将工作平台卷扬机上的钢丝绳预先松出足够长度。
安装时，将待安沉箱南侧系缆解开，沉箱随水流方向往南侧漂移，若潮水流速慢，可用木船协助顶推沉箱，使沉箱到达已安装沉箱的南侧，同时启动卷扬机逐步将待安装沉箱拉到安装位置。启动水泵或开启加水阀，使沉箱加水平衡下沉，等沉箱下降到适当高度后，挂上四个10t手拉葫芦在已安沉箱与待安沉箱接缝处，根据要求放置调整缝隙用的木方，沉箱继续注水下沉至沉箱底与基床面约1m时，暂时停止注水，测量沉箱4个角点将上下游的高差调平，并将其前后坡度调至与基床1%倒坡坡度接近。
②精确定位安装
粗定位后沉箱继续加水下沉，当沉箱底面与基床面距离0.3~0.5m时，对沉箱进行精确定位。
由测量人员利用GPS对沉箱四个角的坐标、标高进行测量，根据测量结果，对沉箱注水（或抽水）调整沉箱，使其上下游标高接近或一致，前后坡度与基床倒坡坡度接近或一致；控制卷扬机、手动葫芦，调整沉箱之间的木方厚度，对沉箱之间的缝宽、错牙，沉箱偏位等进行调整，使其在规范要求范围之内。
上述调整完毕后，再继续向沉箱缓慢注水，并不断观察沉箱下沉动态，及时进行调整，使沉箱坐落于基床面上。
沉箱坐落于基床面上后，继续注水并不断测量观察沉箱动态，调整各仓注水速度，使沉箱不至于在注水过程中偏位。当沉箱注水至沉箱上部隔墙预留连通孔连通后，再次测量沉箱偏位情况，当符合规范要求时，向沉箱加水到和潮水潮位一致，沉箱安装结束。若测量结果不符合规范要求时，则沉箱必须抽水上浮，重新进行安装。详见图4.8-11 2#~47#沉箱安装示意图。
下游
已安装沉箱 卷扬机及其平台 4个手拉葫芦 正在安装沉箱
图4.8-11 2#~47#沉箱安装示意图
(4) 安装注意事项说明
⒈ 沉箱安装前先由潜水员下水检查基床回淤情况，若回淤厚度超过30cm，则以吸泥泵清淤后再安装。
⒉测量人员先在陆域立标，以便工作船只就位，沉箱顶部四角布设导标，以便沉箱没顶后可正常进行测量。
⒊安装过程中用木方隔在相邻沉箱之间以防相互碰损，沉箱就位后将木方抽出。
⒋沉箱就位沉放到底后，测量沉箱偏位及其顶标高，并由潜水员下水检查沉箱底部接缝及与基床接触情况及相邻错牙情况，必要时重新起浮再安装。
⒌沉箱安装时需赶潮水作业。涨潮时进行沉箱下潜出坞，潮位低于+0.9m标高时，开始安装。
⒍安装时从北依次向南推进，按照5~6个沉箱为一段分段控制其位置，以减少累积误差，保证码头总长及分段长均符合设计要求。
(5) 船机配置
拟用主要船机如下：
3500t半潜驳（浮船坞） 1艘
1940kW拖轮 1艘
721kW拖轮 1艘
441kW拖轮 1艘
1000t方驳+65t履带吊 1艘
发电船（120t） 1艘
锚艇 1艘
(6) 施工计划
沉箱安装，总共需用时间230天。沉箱安装工期安排为2005年3月17日至2006年11月1日。平均5天安装一个沉箱。
(7) 重点保证措施
1．安装质量保证措施
⑴安装前，检查基床整平面有无扰动或障碍物；检查沉箱有无粘底及其清除；
⑵根据沉箱预制尺寸偏差情况，选定缝宽控制值；
⑶第1件沉箱精安有困难时，先粗安，待第2件沉箱精安后，再进行第1件沉箱精安装。
⑷待安沉箱系泊在已安沉箱边时，要采取橡胶球或木枋（板）防撞设施，保护好沉箱。
⑸在条件许可情况下，已安沉箱停置1~2天，复测其位置，如仍合格，才填箱内填料。
⑹沉箱在坐落基床前，调整压仓水，使沉箱底面与基床相吻合，同时考虑水流的影响及涨落潮因素；
⑺沉箱安装的抽注水过程，满足设计内外水位差的要求；
⑻安装沉箱测量人员要全过程监控，满足规范允许偏位范围之内；
⑼沉箱注水下沉要控制各仓水位，左右高差控制在10cm以内，前、中和后仓根据计算以及现场实际情况控制其水位差，保证箱体的平衡。坐底之前控制在5cm以内，注水安装沉箱潮位控制在+1.2m（退潮）至+0.9m（涨潮）时段；
⑽已安装的沉箱要立红旗标志及夜间警示灯，防止船舶碰撞沉箱； ⑾安装好沉箱要尽快进行箱格内回填。
2．安装安全保证措施
⑴严格按水上安全操作规程施工，进入施工现场不得穿拖鞋，必须戴安全帽，水上作业和临水作业必须穿救生衣。沉箱安装期间配置交通艇现场值班。
⑵交通艇要挂限载牌，不得超载，必须按规定配足救生圈；上下交通艇时排队等候，依次上下，不得拥挤。
⑶上沉箱顶的梯子必须系固牢靠。
⑷沉箱顶部安装封水板、工作平台时，以及上工作平台作业的作业人员必须系好安全带、穿好救生衣和工作鞋。
⑸安装在工作平台的卷扬机必须连接牢固，工作平台上的通道必须满铺踏板。
⑹沉箱灌、排水用的施工用电电缆采用没有接头的电缆，如有接头电缆应做好防水措施，在每次使用前应对电缆详细检查一次方可投入使用，沉箱上电源箱应一泵一闸一保护。
⑺在启动潜水泵前，要事先通知操纵水龙带的人员，防止水带突然出水伤人。
⑻沉箱定位绞锚缆时，必须统一指挥，注意各缆受力情况，锚缆不能绞动时，要立即停止。
⑼施工人员需上沉箱顶作业时，沉箱顶需适当布设好安全网等防护设施，确保施工人员的安全。
⑽遇6级以上大风，停止沉箱出运和安装。
浮船坞下潜图
沉箱就位安装图
******项目工程
沉箱安装
施
工
方
案
*******建设工程有限公司
2010年8月5
沉箱等构件出运、安装
一、工程概况
本项目共有25件沉箱需要预制，沉箱贮放采取陆上沉箱贮放的方式。沉箱预制后气囊横移至通道进行存放，通道存放区共可存放6件沉箱，预制场地也可临时存放12件沉箱。
二、 沉箱出运
在预制场地制作完成经养护的沉箱，经卷扬机牵引沉箱、底部气囊滚动移至出运码头前沿，横转纵移，方向呈直角转向，转换气囊支垫，最后沿码头出运通道，移运至码头前沿，再移运至停靠在码头边的半潜驳（浮船坞）上。 本工程沉箱总数为25件。沉箱主要尺寸：11×19.95×11m（底宽×长×高）。单件沉箱重约1029t。
(1) 气囊出运工作原理及相关参数的确定
气囊搬运重物的工作原理与滚筒搬运重物的工作原理基本相同，在重物底部与地面之间垫若干个气囊并充气顶升起重物，通过外力牵引重物使气囊向前滚动，从而使重物产生移动，达到搬运重物的目的。气囊与地面为面接触，受力面积大，受力均匀，单位面积受力小，对场地适应性强。
选用直径Ф1000mm超高压气囊，出厂检验承压能力为0.39MPa，正常使用许用压力为0.30MPa，安全阀限压值取0.35MPa。考虑沉箱的尺寸，选用有效长度分别为11m和17.0m两种，施工过程顶升高度取430mm，工作高度取300mm。
气囊工作的相关数据按如下公式计算：
单个气囊承压面宽度：B=π(D - H)/2
气囊承压面积：S=n×B×L=nπL(D - H)/2
气囊气压：P=Q/S=2Q/[nπL(D - H)]
式中：D——气囊直径
H——气囊工作高度
L——气囊有效承压长度，L=L总-2×0.866×D
N——气囊个数
Q——构件重量
(2) 供气系统及牵引系统的布置
(1)供气系统
采用集中供气体系，供气系统由2套6m3空压机组及自己配套的高压气管、气阀组成，高压气管沿沉箱预制场及出运码头轴线两侧对称布置，固定部分采用Φ48mm钢管，每6m设置一个供气阀；加气时从供气阀用高压软管接至气囊。
(2)牵引系统
沉箱的横移及纵移均采用4台10t卷扬机进行（共8台），相应配有定滑轮、动滑轮、钢丝绳扣、垫木等。
在施工场地、码头前沿共布置15个60t、10个75t、8个15t地牛，场地范围均采用暗埋式，其顶标高低于地层标高，以便沉箱出运，在沉箱拖运至地牛位置时，临时在其上铺钢板以方便气囊滚过。
(3)施工平面布置
预制场地共设有两条生产线，作业线中间为沉箱出运通道，每条生产线分别布置六个沉箱预制底模。出运通道在预制区为平坡段，预制区至出运码头共20m为斜坡段，用以调整预制区及出运码头前沿的高差，其斜率为6.7%。
(3) 沉箱出运顺序
沉箱出运顺序以沉箱安装顺序相一致，由西向东进行安装，故沉箱出运顺序为：由1#沉箱至25#沉箱出运。
(4) 沉箱出运施工方法
A 出运工艺流程
本工程的沉箱出运（陆域）至半潜驳（浮船坞），采用气囊出运工艺。具
B 准备工作
（1）先进行拆卸底模工作。最后检查沉箱底部及边角有无棱角突出，有则先清除。
（2）检查沉箱内腔是否有积水，若有积水超过10cm的，必须把水抽至低于10cm
（3）对牵引系统中的卷扬机、钢丝绳、滑轮组、导向轮及其卸扣、绳卡等，逐项认真检查运转是否正常、转动是否灵活、钢丝绳是否缠绕（有气），并排除一切隐患。
（4）检查空压机运转是否正常，检查气囊充气各管件、阀门、压力表是否完好。
（5）清理通道上一切尖锐物、石头及障碍物，并对场地进行整平，高差不超过±2cm。
C 系沉箱围捆钢丝绳
用钢丝绳系好沉箱(围捆)，钢丝绳处于沉箱转角保护架上，所处位置在沉箱前趾高度以上，沉箱底模基础向上约1.2~1.6m左右处，钢丝绳与沉箱保护架接触处用方木隔开，调整钢丝绳长度至两侧相等，再连接牵引及溜尾钢丝绳。
D 摆气囊
每个气囊的轴线与移运方向垂直，沉箱底边用红漆标上气囊就位线，气囊露出沉箱两侧长度相等。
E 沉箱顶升
（1）系牵引及溜尾钢丝绳
将牵引和溜尾卷扬机动滑轮组与沉箱围捆钢丝绳系好，并启动卷扬机使各钢丝绳刚好处于受力状态，然后稍微放松。
（2）气囊初充气
初充：连接空气压缩机与气囊之间的气管，连接妥当后充气，对气囊充气时做到均匀、缓慢，每条气囊充气压力达到沉箱预定顶升初始压力值（横移：0.10MPa）时，停止充气。这时气囊与底模共同承受沉箱重量。
（3）气囊充气，将沉箱顶升至支垫高度
继续对气囊充气并对称、缓慢进行（由阀门控制），由于沉箱重心偏于沉箱纵轴线前沿方向约16cm，因此各气囊承载力将不一样，压力值也不一样，气囊充气压力值从沉箱前趾沿后壁方向递增，各气囊气压值必须现场试验确定。原则上要让沉箱下各气囊高度一致，并使沉箱处于直立状态，沉箱底面沟槽盖板完全脱离沟槽后进行支垫转换气囊。
F 沉箱横移
（1）从新充气使沉箱至运行高度、沉箱横移
检查与调整各气囊的压力值，使气囊高度一致。现场指挥（副指挥配合）检查各项准备工作无误后，下令启动牵引卷扬机组，拉紧牵引钢丝绳，沉箱处于移运临界状态时，暂停牵引，再次检查钢丝绳张紧程度，各滑轮组、导向轮
的转动是否灵活，气囊及沉箱平稳情况，同时启动溜尾卷扬机组，使溜尾钢丝绳稍处于松弛状态。当一切处于正常状态时，指挥员指令拉动沉箱缓慢向前移动。移运时，注意观察沉箱平稳和移动情况，同时注意气囊滚动和压力情况，通过调整气压使各气囊高度一致。运行中溜尾钢丝绳跟进，既不与牵引钢丝绳形成对拉，又能限制沉箱前倾。
（2）移运中气囊交替
当沉箱前移方向端部至第一根气囊囊咀中心1.8~2.2m（根据实际需要确定）时，摆进气囊并进行充气，注意充气时气囊一定要全部张开并达到一定的气压（一般为0.04MPa左右）后，再启动运行。
沉箱前进方向始终保持1~2根工作气囊。在牵引移动过程中，当出现沉箱走偏时，必须纠偏。当沉箱后面的气囊逐渐接近沉箱尾部（按移动方向）时，打开排气阀逐渐排气，最后快速放气（在气囊露出沉箱尾部一半之前），气囊放气过程中要尽量使沉箱处于直立状态。气囊放气完毕后将气囊搬运到沉箱前面预定位置备用，如此重复直到横移完成。
G 横移--纵移衔接
沉箱横移过程注意调整气囊摆放距离，必要时在横移过程中逐步调整，以适应出运通道上横移--纵移转换处支垫的排距。并且尽量使各个气囊平行及有合适的支垫空间，以保证有足够支承面积和位置。
沉箱重心移到出运通道中轴线位附近时，暂时停止牵引，根据具体情况对沉箱位置做适当调整。将各气囊对称充气，顶升沉箱到离地面距离超过支垫高度（40cm）约5cm时，根据支垫要求放置枕木，支垫枕木布置完备后，气囊缓慢排气至沉箱平稳降落在支垫上，停止排气，观察地面无明显沉降后快速放气，抽出气囊。进入纵向移运准备工作。
H沉箱纵移
（1）支垫、摆气囊、系纵移钢绳
沉箱转换位置用枕木支垫完毕后，在支垫的间隙放进纵移气囊，由于沉箱重心与形心存在偏差，运行时尽量使沉箱保持直立。用气囊不对称摆放方法来达到此目的，经初步估算，纵移时沉箱前趾方向气囊向内缩进为30cm~45cm。将牵引和溜尾卷扬机动滑轮组与沉箱围捆钢丝绳系好，并启动卷扬机使各钢丝
绳处于受力状态，然后将各气囊气压充至0.08~0.1MPa，使气囊与枕木同时承受沉箱重量。
检查卷扬机牵引、溜尾系统及相关地锚情况，确定无异常情况后将气囊压力充至运行工作压力值，此时沉箱处于运行高度。（具体操作方法和注意事项与沉箱横移基本相同）。
（2）牵引与溜尾速度的协调及同步
由于纵移距离较长，注意牵引和溜尾滑轮组及其钢丝绳是否缠绕，并及时使用转环组放气。另外根据沉箱移动的距离，及时更换长度适当的钢丝绳。纵移出运时，两个牵引卷扬机组与两个溜尾卷扬机组要做到步骤一致。
（3）斜坡段纵移
当沉箱移至出运通道斜坡段时，注意尽量控制好溜尾卷扬机与牵引卷扬机，使系统同步运行，确保沉箱平稳移动，同时要注意两部溜尾卷扬机钢丝绳受力情况，尽量做到受力均匀。
I 沉箱上浮坞
(1) 沉箱上半潜驳（浮船坞）的过程，保持船甲板面与码头面齐平分析 沉箱上半潜驳（浮船坞）的过程必须保证坞甲板面与码头齐平，才能实现沉箱顺利上半潜驳（浮船坞）。半潜驳（浮船坞）事先须加水压载，并控制船甲板纵坡1/100以内，调节压仓水，沉箱上坞，抽出前仓压载水至后仓注入压载水，来满足船艏、甲板面与出运码头面齐平。
(2)沉箱上半潜驳（浮船坞）
半潜驳（浮船坞）进入出运码头，半潜驳（浮船坞）甲板面与出运码头面调平后，在码头前沿与船坞甲板面相接处铺设宽1m，厚20mm的钢板。沉箱上浮坞的牵引滑轮组安装于浮坞上，卷扬机采用与岸上同型号同厂家的产品，使牵引和溜尾卷扬机组同步。具体操作与纵移相同。
沉箱通过气囊滚动方式移动到半潜驳（浮船坞）甲板上装载区，沉箱与甲板之间用300×300的枕木支垫，枕木要尽可能的多，以增大半潜驳（浮船坞）甲板的受力面积，为操作方便，每载枕木长度控制在1.5m左右，填满相邻气囊之间的空档。
沉箱在甲板上的放置位置必需是沉箱中心线与半潜驳（浮船坞）甲板装载区中心线对齐，误差范围控制在0.5米之内，半潜驳（浮船坞）的装载区为甲板上黄线标出的区域。
(5) 拖运沉箱的半潜驳（浮船坞）至下潜区
半潜驳（浮船坞）一端甲板上配有拖航八字链及三角眼板，用55t卸扣与拖轮的拖缆连接，开航前还必需对半潜驳（浮船坞）进行压载，具体是将半潜驳（浮船坞）的中舱加满水，而其它舱将水抽干，目的是降低重心同时减小自由液面效应，提高半潜驳（浮船坞）稳性。
(5) 施工计划
根据以往施工经验沉箱出运比沉箱预制要快的特点，本工程沉箱出运时间考虑从2010年8月11日开始，到2010年12月28日结束，共140天。
(6) 船机配置
主要船机配置如下：
3500t半潜驳（浮船坞）
1940kW拖轮
10t卷扬机
16T汽车吊 1艘 1艘 8台 1台
超高压气囊（φ1000mm，L=15m） 11条
超高压气囊（φ1000mm，L=17m） 12条
(7) 重点保护措施
A 质量保证措施
(1)出运时气囊排列要整齐，互相平行，当发现沉箱走偏时，通过调整两侧牵引系统拉力以及调整前面放入气囊的角度进行纠偏。注意不能过急，以防走“之” 字形。
(2)沉箱由码头前沿到整体上坞过程中，半潜驳（浮船坞）操作人员一定要跟踪调节压仓水确保半潜驳（浮船坞）纵横两向平衡，并保持船头与码头面持平。
(3)严格控制沉箱的牵引速度，尤其是沉箱上半潜驳（浮船坞）的牵引速度控制设计速度内，同时根据潮位情况进行调整。
(4)沉箱出运过程统一指挥，统一号令，牵引系统的开启由专人负责，一切动作都必须按指令进行，严禁越位指挥或操作。
(5)施工前要对所有参与人员进行详细的施工技术和安全交底。
B 安全保证措施
(1)气囊长期不用时应放气展开，平放在阴凉干燥处，不得层层堆放，防止暴晒或长期淋雨浸水。
(2)加强对气囊的定期检查，气囊使用前先进行现场充气检验，符合要求后方可使用。
(3)气囊按要求安装限压阀。
(4)出运前要彻底清扫出运通道，并用高压水冲洗。认真请除沉箱底部的尖锐的硬物，以防割伤气囊。
(5)在充气与出运过程中，其他无关人员要远离气囊3m以上。
(6)沉箱上半潜驳（浮船坞）过程必须连续进行，同时启用出运码头前沿两套（前进方向、留尾）的牵引系统，一旦前进方向牵引系统出现故障，立即采用留尾牵引系统，牵引上码头，确保出运过程安全。
(7)开航前要全面检查船机设备状况，不带故障出航。
(8)开航前要全面检查系固情况及拖航设备，不牢靠的地方要加固。
(9)开航前要及时收听天气预报和海事部门紧密联系，了解航行区域的海况，只在允许的海况条件下开航。
(10)开航前要对人员进行安全技术交底，不违章作业。
(11)航行中人员要24小时值班，及时了解船舶状况及周围海况，拖轮与半潜驳（浮船坞）要及时交换信息。
(12)航行中要准确执行航行避碰规则，按正确的航线航行，不违章驾驶。
(13)若遇到恶劣海况要及时进入避风地点，不冒险航行。
(14)若遇到危险要及与就近海事局联系，以及时取得帮助。
沉箱横移
浮船坞装运沉箱
浮船坞装运沉箱至下潜坑
三、 沉箱安装
(1) 基本情况
本工程沉箱安装25件，单件设计重量1029t。沉箱采用3500t半潜驳（浮船坞）运到施工现场下潜坑下潜出坞，下潜坑布置在天然水深达到-14以下的港池中。在现场具备安装条件，直接由泥驳拖至待安装基床位置就位安装。
(2) 施工顺序
施工整体顺序拟从西侧往东侧安装，即从1#沉箱开始向东侧安装，到25#沉箱止完成安装（沉箱编号1#~25#来自设计图纸沉箱平面布置图）。安装过程共分为下潜出坞、拖轮拖运、就位安装三道主要工序。
(3) 施工方法
1总施工流程
下潜坑确定→半潜驳（浮船坞）在下潜坑抛锚定位→方驳在基槽后方顺岸进行抛锚定位→沉箱下潜出坞→沉箱带缆拖运→沉箱暂时停靠在码头前沿→沉箱就位安装
2.校核沉箱浮运稳定性
本计算按设计图纸进行，砼按2.5t/m3，海水按1.025t/m3计算，出运前再详细测量沉箱实际尺寸以校核本计算结果。
沉箱重量： 1029t
沉箱重心高度： 8.826m
助浮力： 无助浮
压载海水重量： 721.4t
沉箱内压载水深度： (前仓)2.8m （中仓）3.42 m （后仓）5.22 m 稳定漂浮时沉箱吃水：13.162m
稳定漂浮时定倾高度：0.201m
干舷高度： 6.638m
要求最低干舷高度： 2.57m
3.沉箱下潜出坞
⑴下潜坑布置
沉箱由半潜驳（浮船坞）运载到施工现场，需选择合适的下潜地点供半潜驳（浮船坞）下潜、沉箱出坞，根据现场实际情况，在港池距基槽约200m位置选择一块尺寸为50m×70m的施工区域，用抓斗船清除部分淤泥到-18.5m标高，再抛填厚度0.5~1.0m的中粗砂。抛砂后下潜坑底高程约-17.5m。
⑵下潜准备工作
①下潜坑验收
下潜坑长70m，宽50m，深度按-18~-17.5m验收，验收时采用测深仪按10m一个断面，2m一个点测量，并采用水砣按10m一个断面，5m一个点复核，由此可掌握淤泥的厚度。
②半潜驳（浮船坞）由测量船引导进入下潜坑后，测量人员上半潜驳（浮船坞），用GPS协助半潜驳（浮船坞）在下潜坑抛锚定位，同时用水砣测量下潜坑实际水深。
③半潜驳（浮船坞）定位完成后，方驳靠在基槽后方顺岸布置进行抛锚定位，方驳上配有2台5t卷扬机、一台65t吊机和一台120kW发电机，用来牵引沉箱出坞，方驳距半潜驳（浮船坞）约120m。同时发电船紧靠在半潜驳（浮船坞）侧壁，发电船上配备有1台120kW发电机，为施工过程灌水、抽水以及照明的供应电力。施工过程所需的施工操作平台、工具、材料也存放于发电船上。
④沉箱顶栈桥、操作平台安装
沉箱顶栈桥作为沉箱顶施工人员上下沉箱的通道（长约11m），半潜驳（浮船坞）就位后利用其半潜驳（浮船坞）顶上的1台3t/30m起重机安装在沉箱与半潜驳（浮船坞）宿舍顶之间。并利用这台起重机安装沉箱顶施工操作平台，该平台主要作为沉箱顶施工人员工作场所，平台上配备有施工需要的控制电箱、照明灯具以及护栏、速差自控器、救生圈等安全设备。遇胸墙预埋钢筋对操作平台安放有阻碍的位置，派民工先弯下钢筋，以使平台安放顺利。如图
4.8-7沉箱顶操作平台示意图所示。
工作平台 控制电箱
图4.8-7 沉箱顶操作平台示意图
⑤下潜出坞的潮位和时间确定
经浮游稳定计算，当定倾高度m=0.201m时，沉箱吃水深度为13.16m，沉箱支垫高度0.30m，半潜驳（浮船坞）型深4.6m ；为了沉箱可以顺利出坞，沉箱起浮还需有一定的水深余量（选取0.5m），
下潜坑水深≥13.16+0.3+4.6+0.5=18.56m
当天高潮潮位下潜区必须满足水深≥18.56m，由于下潜坑抛砂后最浅-17.5m，因此考虑+1.06m水位以上即可出坞（施工水位+1.4m），并且此潮位以上水位必须维持1小时以上。半潜驳（浮船坞）下潜时间选择在下潜区水深达到18.56m之前5个小时开始注水下潜。
⑥抽灌水系统布置及安装
在沉箱内安装12台大流量潜水泵（65m3/h），用于抽压载水出仓。该水泵配备专用的电箱电缆与发电船上120kW发电机相连，由19m长、φ10的钢丝绳固定在沉箱隔仓顶上，并加工50×50×80cm的吊篮保护。沉箱预制时预埋有6个加水阀门（阀门直径φ=100mm），分别布置在沉箱侧墙两边距沉箱底5m处，用于沉箱加水。沉箱两边横隔墙距隔仓底0.3m分别预留有连通孔（共6个），详见图4.8-8沉箱连通孔及注水阀门孔示意图。 沉箱
图4.8-8 连通孔及注水阀门孔示意图
⑦固定及遛尾缆绳安装
沉箱顶四角预埋有拉环，分别用4根100m长φ60的尼龙缆绳与“华南号”4个塔楼上的缆桩连接，用以沉箱固定，并作为沉箱出坞时溜尾用。
在沉箱两个侧壁离沉箱底面H=14.8m处各有两个预留孔（孔内径46mm），供沉箱出坞及安装时拖运与卷扬机或拖轮连接用。预留孔上安装2根φ36mm的拉杆，分别用卡环接上长8mφ22的钢丝绳，牵引时，用8.5t卡环与卷扬机钢丝绳连接。沉箱下潜前，可通过半潜驳（浮船坞）上的吊机吊装已加工完成的钢筋爬梯到拉杆孔位置，供安装拉杆使用。
⑶半潜驳（浮船坞）下潜、沉箱加水
当准备工作完毕，下潜区潮位条件符合下潜要求时，所有参加操作人员就位，即可进入下潜程序。
①半潜驳（浮船坞）开始加水下潜
由调度和测量人员监测潮位，待潮位符合要求时（涨潮过程中，且水位达到+1.06m以上），由调度安排，指挥半潜驳（浮船坞）加水下潜。
②沉箱注水
在半潜驳（浮船坞）下潜过程中，指挥员密切注意半潜驳（浮船坞）的下潜情况，以及沉箱的吃水深度。在沉箱深度达5m时（注水阀门的安装高度），开启注水阀门，同时密切注意仓内注水的深度，前仓注水接近2.8m，中仓注水接近3.4m，后仓注水接近5.2m时，关闭注水阀门，每个隔仓打水砣测出较为准确的压仓水深，并根据水深，按计算要求调节压仓水深，前仓：2.80m，中仓：3.42m，后仓：5.22m。
沉箱稳定起浮吃水为13.16m，当沉箱吃水达到13m时，已接近沉箱起浮的临界条件，此时，由监测沉箱吃水的技术员通知调度，调度下达指令，半潜驳（浮船坞）暂停下潜。在旁待命的木船上，施工员带领民工，指挥木船将已准备好的钢丝绳分别连接至沉箱上的钢丝绳及方驳上卷扬机的钢丝绳。与此同时，沉箱上的技术员复核沉箱内的压仓水深，若未达到计算压仓水深则继续调节压仓注水，直至压仓水深满足计算要求。待钢丝绳连接及压仓注水工作就绪后，调度安排半潜驳（浮船坞）上自带的起重机将连接半潜驳（浮船坞）顶及沉箱顶的工作栈桥吊离。
④继续下潜至沉箱起浮
半潜驳（浮船坞）继续下潜，当沉箱起浮时（此时沉箱吃水约为13.16m），启动卷扬机，略紧张钢丝绳，使之处于轻微受力状态，半潜驳（浮船坞）继续下潜至13.8m（甲板面），沉箱完全处于漂浮状态。此过程中，沉箱上技术员观察沉箱的倾斜情况，适当注水调节沉箱平衡。
⑷出坞
沉箱吃水达到稳定要求并处于水平状态后，指挥员指挥方驳上卷扬机操作手启动卷扬机牵引钢丝绳，缓慢拖动沉箱出坞，同时，根据沉箱的移动速度，调节遛尾缆绳的松紧，确保沉箱出坞时缓慢、匀速。沉箱刚刚完全出坞口时暂停牵引，解开下游遛尾的2根缆绳，上游的2根缆绳继续遛尾。最后观察沉箱的压仓水深及沉箱的平衡状态，未达到稳定状态时再调节压仓注水至沉箱吃水12.42m，确保稳定后再次启动卷扬机，将沉箱缓慢匀速地拖出下潜坑并靠在方驳边。详见图4.8-9沉箱出坞示意图。
图4.8-9 沉箱出坞示意图
①潮位、时间选择
根据沉箱浮游稳定计算及大铲湾港区水域现场情况，确定沉箱浮游拖运时的吃水深度为13.16m(定倾高度m=0.201m)，所以沉箱拖运时其拖运路线的水深必须满足：≥13.16m，则通道标高-12.0m即可。拖运时间选择在涨潮、接近平潮时进行，这时水深较大且潮水流速较慢、利于控制。
②沉箱浮游拖运
沉箱浮游拖运之前，用测量船（交通船+测深仪）对沉箱出运通道进行测量，选择水深＞13.16m的航行路线，以确保沉箱浮游拖运过程不搁浅。
沉箱拖出下潜坑后，调节压仓水深使之处于稳定平衡状态，指挥员指挥方驳上卷扬机操作手启动卷扬机牵引钢丝绳，缓慢拖动沉箱，使其到达码头前沿附近。
③沉箱停靠
当待安装沉箱基床未整理完毕，或潮汐潮位不符合条件，沉箱无法直接安装，浮游拖运的沉箱必须暂时停靠于码头前沿，等候安装。
沉箱拖至安装区域附近后，将工作平台卷扬机钢丝绳与挂在待安装沉箱拉杆上的钢丝绳连接（半潜驳（浮船坞）方向），半潜驳（浮船坞）缆绳解扣并离开，再将系在已安沉箱拉环上（距待安箱位1~2个沉箱的距离）的φ60mm缆绳（长约50m）与事先挂在待安沉箱拉环上钢丝绳连接（方驳方向），并视情况可解开方驳上卷扬机钢丝绳。然后在水流和工作平台上卷扬机作用下使得待安装沉箱顺岸布置，且前趾向海侧。停靠期间派人值班，以免沉箱漂移与已安装好的沉箱发生碰撞。详见图4.8-10沉箱停靠示意图。
图4.8-10 沉箱停靠示意图
⑹第1件（1#沉箱）沉箱安装
第一件沉箱的安装，由于周围并没有任何辅助物，安装时借助半潜驳（浮船坞）进行定位安装。所以只能进行粗安装，其安装只是为以后的精确安装创造条件。
如前所述，沉箱出坞后稳定在方驳附近，等待半潜驳（浮船坞）起浮，然后通过半潜驳（浮船坞）上锚机和方驳上卷扬机共同作用使得沉箱与方驳均按顺岸布置，如图3 沉箱出坞示意图所示。再向沉箱各隔仓加水使其平衡下沉，当沉箱沉至距离基床顶面30-50cm时，暂停注水。测量人员通过GPS对沉箱四角坐标及标高进行定位测量，调节半潜驳（浮船坞）的位置以及方驳卷扬机的钢丝绳，对沉箱进行精确定位，定位后锁定半潜驳（浮船坞）各锚机系统及方驳卷扬机钢丝绳。沉箱面按要求灌水使前、中和后仓倾斜度与基床面倒坡坡度一致。再均匀灌水至沉箱坐落于基床上，再复核沉箱的安装误差值。
第一件沉箱安装时无固定辅助物定位，其位置难以精确，安装后复核其偏位情况，若偏差超出允许范围，可待第二件沉箱安装后再抽水起浮重新安装。
⑺ 2#~47#沉箱的安装
①沉箱粗定位
在已安沉箱上安装工作平台，钢架的尺寸为8.67m×4.6m×1.5m，该工作平台放置于沉箱中间2排仓格上用螺栓与沉箱上的预留孔（距沉箱顶15cm）连接固定。工作平台上面配置2台5t卷扬机及相应的钢丝绳导向滚筒、电源电箱，并作为卷扬机人工操作平台。沉箱安装的潮位选择在涨潮到+0.9m以下。
安装前先将工作平台卷扬机上的钢丝绳预先松出足够长度。
安装时，将待安沉箱南侧系缆解开，沉箱随水流方向往南侧漂移，若潮水流速慢，可用木船协助顶推沉箱，使沉箱到达已安装沉箱的南侧，同时启动卷扬机逐步将待安装沉箱拉到安装位置。启动水泵或开启加水阀，使沉箱加水平衡下沉，等沉箱下降到适当高度后，挂上四个10t手拉葫芦在已安沉箱与待安沉箱接缝处，根据要求放置调整缝隙用的木方，沉箱继续注水下沉至沉箱底与基床面约1m时，暂时停止注水，测量沉箱4个角点将上下游的高差调平，并将其前后坡度调至与基床1%倒坡坡度接近。
②精确定位安装
粗定位后沉箱继续加水下沉，当沉箱底面与基床面距离0.3~0.5m时，对沉箱进行精确定位。
由测量人员利用GPS对沉箱四个角的坐标、标高进行测量，根据测量结果，对沉箱注水（或抽水）调整沉箱，使其上下游标高接近或一致，前后坡度与基床倒坡坡度接近或一致；控制卷扬机、手动葫芦，调整沉箱之间的木方厚度，对沉箱之间的缝宽、错牙，沉箱偏位等进行调整，使其在规范要求范围之内。
上述调整完毕后，再继续向沉箱缓慢注水，并不断观察沉箱下沉动态，及时进行调整，使沉箱坐落于基床面上。
沉箱坐落于基床面上后，继续注水并不断测量观察沉箱动态，调整各仓注水速度，使沉箱不至于在注水过程中偏位。当沉箱注水至沉箱上部隔墙预留连通孔连通后，再次测量沉箱偏位情况，当符合规范要求时，向沉箱加水到和潮水潮位一致，沉箱安装结束。若测量结果不符合规范要求时，则沉箱必须抽水上浮，重新进行安装。详见图4.8-11 2#~47#沉箱安装示意图。
下游
已安装沉箱 卷扬机及其平台 4个手拉葫芦 正在安装沉箱
图4.8-11 2#~47#沉箱安装示意图
(4) 安装注意事项说明
⒈ 沉箱安装前先由潜水员下水检查基床回淤情况，若回淤厚度超过30cm，则以吸泥泵清淤后再安装。
⒉测量人员先在陆域立标，以便工作船只就位，沉箱顶部四角布设导标，以便沉箱没顶后可正常进行测量。
⒊安装过程中用木方隔在相邻沉箱之间以防相互碰损，沉箱就位后将木方抽出。
⒋沉箱就位沉放到底后，测量沉箱偏位及其顶标高，并由潜水员下水检查沉箱底部接缝及与基床接触情况及相邻错牙情况，必要时重新起浮再安装。
⒌沉箱安装时需赶潮水作业。涨潮时进行沉箱下潜出坞，潮位低于+0.9m标高时，开始安装。
⒍安装时从北依次向南推进，按照5~6个沉箱为一段分段控制其位置，以减少累积误差，保证码头总长及分段长均符合设计要求。
(5) 船机配置
拟用主要船机如下：
3500t半潜驳（浮船坞） 1艘
1940kW拖轮 1艘
721kW拖轮 1艘
441kW拖轮 1艘
1000t方驳+65t履带吊 1艘
发电船（120t） 1艘
锚艇 1艘
(6) 施工计划
沉箱安装，总共需用时间230天。沉箱安装工期安排为2005年3月17日至2006年11月1日。平均5天安装一个沉箱。
(7) 重点保证措施
1．安装质量保证措施
⑴安装前，检查基床整平面有无扰动或障碍物；检查沉箱有无粘底及其清除；
⑵根据沉箱预制尺寸偏差情况，选定缝宽控制值；
⑶第1件沉箱精安有困难时，先粗安，待第2件沉箱精安后，再进行第1件沉箱精安装。
⑷待安沉箱系泊在已安沉箱边时，要采取橡胶球或木枋（板）防撞设施，保护好沉箱。
⑸在条件许可情况下，已安沉箱停置1~2天，复测其位置，如仍合格，才填箱内填料。
⑹沉箱在坐落基床前，调整压仓水，使沉箱底面与基床相吻合，同时考虑水流的影响及涨落潮因素；
⑺沉箱安装的抽注水过程，满足设计内外水位差的要求；
⑻安装沉箱测量人员要全过程监控，满足规范允许偏位范围之内；
⑼沉箱注水下沉要控制各仓水位，左右高差控制在10cm以内，前、中和后仓根据计算以及现场实际情况控制其水位差，保证箱体的平衡。坐底之前控制在5cm以内，注水安装沉箱潮位控制在+1.2m（退潮）至+0.9m（涨潮）时段；
⑽已安装的沉箱要立红旗标志及夜间警示灯，防止船舶碰撞沉箱； ⑾安装好沉箱要尽快进行箱格内回填。
2．安装安全保证措施
⑴严格按水上安全操作规程施工，进入施工现场不得穿拖鞋，必须戴安全帽，水上作业和临水作业必须穿救生衣。沉箱安装期间配置交通艇现场值班。
⑵交通艇要挂限载牌，不得超载，必须按规定配足救生圈；上下交通艇时排队等候，依次上下，不得拥挤。
⑶上沉箱顶的梯子必须系固牢靠。
⑷沉箱顶部安装封水板、工作平台时，以及上工作平台作业的作业人员必须系好安全带、穿好救生衣和工作鞋。
⑸安装在工作平台的卷扬机必须连接牢固，工作平台上的通道必须满铺踏板。
⑹沉箱灌、排水用的施工用电电缆采用没有接头的电缆，如有接头电缆应做好防水措施，在每次使用前应对电缆详细检查一次方可投入使用，沉箱上电源箱应一泵一闸一保护。
⑺在启动潜水泵前，要事先通知操纵水龙带的人员，防止水带突然出水伤人。
⑻沉箱定位绞锚缆时，必须统一指挥，注意各缆受力情况，锚缆不能绞动时，要立即停止。
⑼施工人员需上沉箱顶作业时，沉箱顶需适当布设好安全网等防护设施，确保施工人员的安全。
⑽遇6级以上大风，停止沉箱出运和安装。
浮船坞下潜图
沉箱就位安装图