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1、北海海湾工程建设有限公司 临时出运码头建设、圆筒及盖板出运、吊装专项施工方案钦州港华兴件杂货码头工程临时出运码头建设、圆筒及盖板出运、吊装专项施工方案一、工程概况本码头水工结构采用重力式坐床圆筒结构，以强风化岩层或中风化岩层作为持力层。圆筒外径7.95m，高8.30m，壁厚0.3m，外趾0.60 m，内趾0.60m，圆筒顶面高程为1.60m，底面高程为-6.70m。圆筒内振冲回填中粗砂，筒顶和筒底回填一定厚度的级配反滤料层，以防止漏砂。圆筒之间采用空腔对接，空腔内设倒滤井。圆筒上方为预制钢筋混凝土盖板，盖板长10.50m，宽8.98m，厚1.00m。盖板上方为现浇钢筋混凝土胸墙，安装好后盖板顶
2、标高为2.60m。本拟建码头全长313m，设计安装圆筒35个，安装扶壁1件（与钰龙码头交接处），安装盖板36块。单件圆筒重量为241t，单件重扶壁量为204t单件盖板重量190t。由于35个圆筒、扶壁1件、36块盖板均已在本拟建码头后方建临时预制场进行集中预制。因此，预制构件在吊装前，均必须在预制场内进行顶升、并经两个方向平移至临时出运码头前沿8m范围内（7、8圆筒的位置），然后由500t起重船在临时出运码头前沿上、起吊构件并移船到基床上进行安装。二、临时出运码头建设2.1临时出运码头布设及位置根据圆筒和盖板预制平面布置、圆筒和盖板出运路线、基床位置和现场地形等情况，并结合方便构件出运和满足构
3、件出运要求，拟定本临时出运码头布置在预制好的7和8圆筒前端（距本拟建码头与钰龙码头交接处约为57m）。临时出运码头布设及位置详见附后的“构件预制、临时出运码头、地锚、卷扬机地座平面布置图”。2.2临时出运码头建设方案目前，基槽开挖已安排从与海关码头交接处开始(由北往南的顺分段开挖)，且已开挖好150m以上。为加快本工程建设进度，初步拟定本工程的圆筒安装也与基槽开挖顺序一致，即圆筒安装计划从本拟建码头与拟建海关码头的交点开始，自北向南往钰龙码头方向依次进行安装。由于钰龙码头已建成，按上述方案安装，则难以控制好每一个圆筒的安装缝宽，如此会导致与钰龙码头交接最后的1件构件，不是放不下（剩下的长度小于
4、构件长度），就是安装好后还有一段超过允许缝宽的空隙（剩下的长度大于构件长度）。因此，如按上述方案安装，同时要确保每一个圆筒安装均能有效、平顺和按允许缝宽连接，并便于对码头总长度进行控制，则最后安装的1件护壁及其盖板（与钰龙码头交接口），须留到最后按实际缺口剩余长度进行预制。由于受预制构件所处位置和其他因素限制，为方便构件出运，临时出运码头只能选在圆筒预制区临海一侧前沿岸线上建设。鉴于上述情况，并根据起重船宽度、作业宽度和起吊吃水深度要求，拟定本临时出运码头的建设方案为：把5圆筒10圆筒正对前沿一带至基槽边区域全部挖深到1.0m标高，并利用 78圆筒的位置作为临时出运码头面，然后通过顶升和纵、横
5、向陆上平移，分别把所有圆筒及盖板运移至78圆筒的位置上，最后由起重船横跨基槽、船头靠泊到78圆筒正对前沿起吊构件（圆筒及盖板）、并移船到基床进行安装。临时出运码头以上建设方案，码头前沿水深明显不足，必须在潮位达3.60m标高以上（按起重船起吊241t吃水深2.5m计算），起重船方能靠泊到78圆筒位置前沿起吊构件。由此可见，本临时出运码头建设方案，起重船需候潮吊装，对吊装效率产生一定的影响。但受预制场建设位置的限制，这也是无奈的选择。此外，据本工程地质钻孔揭示，本拟建临时出运码头港池区域，其底质很可能是中风化岩层，如是中风化岩层底质则很难开挖港池。遇到这种情况，可考虑把本临时出运码头整体往南平移
6、2030m后建设，并重新布设地锚（就原有顶升坑改造），并把全部圆筒、盖板陆上运移至新的临时出运码头前沿上进行起吊和安装。2.3临时出运码头前沿港池开挖施工临时出运码头前沿底设计标高为1.0m，设计开挖边坡为1：3。由于设计开挖深度太浅，不满足一般挖泥船工作水深要求，故本临时出运码头前沿港池底无法采用一般挖泥船进行开挖。因此，本临时出运码头前沿计划采用挖掘机进行开挖。施工时，须乘低潮（1.0m潮位以下）施工，开挖的土方堆放在时出运码头前沿的两侧（用挖掘机进行23次搬运土方）。本临时出运码头前沿底开挖，应在构件出运前完成。此外，开挖时，要距预制场前沿边坡底23m的安全距离后方能开挖，如开挖后影响预
7、制场前沿边坡稳定，则须对边坡进行相应的护坡加固措施，以确保预制场的安全。本临时出运码头前沿开挖土方约4330.8m。三、圆筒构件出运的施工方法3.1圆筒、盖板出运施工概述圆筒及盖板构件在预制场预制好后、是通过顶升和出运才能平移至临时出运码头上的，本工程预制构件的顶升计划采用“液压千斤顶顶升法” 施工，构件陆路出运平移计划采用“钢轨台车出运法” 进行施工。“液压千斤顶顶升法” 施工， 是指在构件预制前，在其预制底座下（对应构件墙体位置）先均匀建设4个顶升坑，当构件预制好、且强度达到100%后需顶升和出运时，即可将预留的顶升坑挖开，分别在4个顶升坑基础上放入木板垫块后搁入千斤顶，经调整合适后，4个
8、千斤顶同时、等节奏加压将构件顶升。经反复操作顶升，使构件顶升高度（约0.75 m）能搁入出运钢轨和台车为宜。“钢轨台车出运法” 施工，是指在构件顶升高度能搁入出运钢轨和台车后，将4根P50钢轨组装成2组伸入构件底适当位置，并把4台排车（每组钢轨2个台车）沿钢轨推进构件底适当位置，然后4个千斤顶同时减压松开，使构件缓慢平稳地坐于4个台车上。最后通过与卷扬机、牵引钢缆、地锚系统连接，并启动卷扬机将构件牵引平移至临时出运码头前沿上。构件牵引平移至临时出运码头前沿上后，最终由500t起重船在出运码头上穿销挂钩起吊构件至基床进行安装。此外，由于出运码头前沿位置有限，一般最多能寄放2个圆筒或2块盖板，因此
9、，圆筒和盖板构件的出运须与吊装是同步进行的。即一旦首段基床整平完成、且起重船进场就绪后，构件陆上出运施工才能开始进行，以形成出运1件、起重船吊运及安装1件的有序工作循环。本码头共需出运241t圆筒35件，出运190t盖板36件。根据本工程现有场地和预制场布置情况，需进行两个方向平移出运的圆筒和盖板合计为 71个，即35个圆筒、36块盖板均需进行二次顶升。第一次顶升在圆筒预制底座顶升坑内进行，其目的是使圆筒上台车，并通过铺设钢轨，把圆筒横移至正对出运码头的位置上。第二次顶升是在圆筒已到达正对出运码头位置处进行，其目的是使圆筒重新离开台车、取出台车及钢轨并正对出运码头方向重新安装好，最后松开千斤顶
10、及保险垫块（枕木），使圆筒重新上台车、并连接牵引装置和启动卷扬机将圆筒平移至出运码头前沿上。3.2施工前的准备工作3.2.1施工设备进场施工船舶进场后，马上进入船机施工前的检修和养护，确保船机、起重机械、滑轮组、吊勾吊具和起重缆索等设备设施的正常及安全运行。此外，补充购置一批圆筒、盖板顶升、平移和吊装的专用器械及常规设备（详见圆筒及盖板出运设备清单表），并同时进入逐个拆除顶升坑外侧砖墙、清除坑内回填砂等施工前的准备工作。圆筒及盖板出运设备清单序号名称数量1100T平移排车（车子）12台2P50钢轨440米310T卷扬机2台4100T油压千斤顶8台5电动油泵1台6高压管路1套720T双体滑轮4只
11、810T单体滑轮4只95T单体滑轮4只1020T御扣6只1110T御扣8只125T御扣20只132T手葫芦6只1416钢丝绳2000米1530钢丝绳500米16600mm600mm20mm钢板20块17200mm200mm1200松木垫块300块18钢丝绳头30个19钢撬6支20钢扳笔6支21400mm400mm50mm硬木垫块50块3.2.2构件平移的地锚、卷扬机地座布设与埋置本工程需起顶和平移的圆筒及盖板共71件（其中盖板36块、圆筒35个），其中需横向和直向双向平移的圆筒30个、盖板36块，构件平均平移路程130米（平移距离最长的是约200m、最近距离的是约50m）。根据构件平移出运的方
12、向和距离（处在出码头南侧的构件先从南向北平移至正对出运码头位置，处在出码头北侧的构件先从北向南平移至正对出运码头位置，然后统一再由西向东平移至出运码头上），需埋设地锚个12个（利用原有顶升坑改造而成），布置10T卷扬机2台（卷扬机须根据出运需要经常变动使用位置）。此外，还须相应布置及埋设8个卷扬机地座。3.2.3圆筒平移牵引力、出运通道地基应力及地锚抗拉力验算圆筒及盖板的平移拟用P50钢轨400500m（4根2组），并配置8个台车及2台10T卷扬机进行。圆筒及盖板的平移地锚及卷扬机地座具体的布设位置详见附后的相关附图。（1）圆筒构件平移牵引力（F）的验算1）几个有关参数的拟定：平移速度：按这种
13、平移装置，为确保构件平移平稳和安全，平移速度限制在7m/min内（0.11m/s）。平移起动时间：该种牵引装置，按以往经验，启动卷扬机后约7秒，构件由静止达到0.11m/S的速度平移，即Vt=0.11m/s, V0=0, T=7S。钢轨与排车钢轮的摩擦系数，查表得=0.02。由于预制场面（铺设钢轨位置）存在着0.550.75%的坡度（按0.75%计算坡度角的角值），据此，求得其坡度角=0.434。需平移出运的单件圆筒重量为241t、单件盖板重量为190t，取大值G=241t进行计算。受力不均匀系数K=1.1。2）圆筒构件平移牵引力（F）的验算根据构件平移牵引装置受力状况，可用牛顿第二定律（F=
14、ma）进行圆筒平移所需的牵引力的计算。即圆筒平移所需牵引力F可按下式进行计算：F-G-GSin=KGa,由F-G-GSin=KGa得：F=G（KaSin）=G（KaSin0.434）=241(1.10.0157+0.02+0.0075)=10.79 t(其中：a=(Vt-V0)/T=(0.11-0)/7=0.0157m/s)经以上计算，求得平移圆筒所需牵引力F=10.79t。（）地锚、卷扬机地座抗拉力的计算及其尺寸的确定：地锚及卷扬机地座均采用地理式现浇混凝土结构。地锚的最大抗拉应力按圆筒平移所需牵引力F=10.79t的取值计算，卷扬机地座由于已在滑轮组之后（2倍率滑轮组），故其抵抗拉力只按F
15、/2=5.4t取值计算。1) 地锚抗拉力的计算及其尺寸的确定地锚采取地埋式现浇砼结构，其最大抗拉能力为10.79t。经试算，初步拟定其砼块尺寸为1.5m1.5m1.5m。查表地埋式现浇砼块与四周土壁及底面的综合摩擦系数=0.4，则按以上拟定砼块尺寸地锚的最大抗拉应力为1.51.51.52.4T/m（1+0.4）=11.34t10.79T（安全），地锚的结构尺寸及布置详见附后的相关附图。共需布设地锚12个（地锚也作顶升坑用）。地锚尺寸及做法：按B型顶升坑尺寸浇筑。2) 卷扬机地座抗拉力的计算及其尺寸的确定卷扬机地座已在滑轮组之后，故其抗拉力按F/2=5.4t进行取值。经试算，初步拟定其砼块尺寸为1.2m1.2m1.2m。查表地埋式现浇砼块与四周土壁及底面的综合摩擦系数=0.4，则按以上拟定砼块尺寸地锚的最大抗拉应力为1.21.21.22.4t/m（1+0.4）=5.81t5.4T（安全）。共需布设卷扬机地座8个，卷扬机地座的结构尺寸及布置详见附后的
