1、外海大型沉箱无掩护外海大型沉箱无掩护 安装工艺的研究与应用安装工艺的研究与应用 福建鸿山热电厂煤码头工程位于泉州湾口石狮市海域内，面临台湾海福建鸿山热电厂煤码头工程位于泉州湾口石狮市海域内，面临台湾海峡，东北西南向为开敞海域；码头平面为突堤式防波堤码头，结构为峡，东北西南向为开敞海域；码头平面为突堤式防波堤码头，结构为沉箱重力式，总共有沉箱重力式，总共有2525个个2300t2300t沉箱。沉箱。台湾海峡台湾海峡图图1 1 沉箱安装位置所在图沉箱安装位置所在图制图人：制图人：17.317.314.014.0图图2 2 沉箱示意图沉箱示意图图图3 3 已预制沉箱图已预制沉箱图制图人：制图人：表表
2、1 1 小组概况表小组概况表小组名称小组名称 外海大型沉箱安装外海大型沉箱安装QCQC小组小组起止时间起止时间2008.102008.102009.112009.11发布人发布人黄晖黄晖活动次数活动次数1616次次小组类型小组类型创新型创新型组组 长长黄建阳黄建阳注注 册册 号号QC-2008-10QC-2008-10注册日期注册日期2008-10-102008-10-10成员人数成员人数1010人人TQCTQC教育教育学习情学习情况况平均平均6060小时小时课题名称课题名称外海大型沉箱无掩护安装工艺研究与应用外海大型沉箱无掩护安装工艺研究与应用小小组组成成员员姓姓 名名年年 龄龄文化程度文化
3、程度组内职务组内职务项目岗位项目岗位技术职称技术职称组内分工组内分工黄建阳黄建阳3737本科本科组长组长项目经理项目经理高级工程师高级工程师策划组织策划组织陈东明陈东明4747本科本科副组长副组长项目总工项目总工高级工程师高级工程师技术负责技术负责黄黄 晖晖3737本科本科组员组员项目副经理项目副经理工程师工程师搬运负责搬运负责曾金福曾金福3434本科本科组员组员项目副经理项目副经理工程师工程师安装负责安装负责谢富强谢富强3636大专大专组员组员测量员测量员工程师工程师测量监控测量监控2828本科本科组员组员技术员技术员助理工程师助理工程师质量监控质量监控符孟松符孟松2828本科本科组员组员技
4、术员技术员助理工程师助理工程师资料整理资料整理孙朝宾孙朝宾2626大专大专组员组员安装安全员安装安全员助理工程师助理工程师安全监控安全监控詹庭钦詹庭钦4848高中高中组员组员船机调度船机调度高级工高级工船机协调船机协调李富良李富良3838高中高中组员组员安装组长安装组长高级工高级工安装实施安装实施制表：制表：2KM2KM本工程海况条件条件恶劣，受到风浪、涌浪影响大，本工程海况条件条件恶劣，受到风浪、涌浪影响大，满足要求的时间仅满足要求的时间仅5050天，且天，且5050天内波高均大于天内波高均大于0.9m0.9m，高于常规技术要求的波高小于高于常规技术要求的波高小于0.5m0.5m。企业要求企
5、业要求外海大型沉箱无掩护安装没有经验可借鉴，公司已外海大型沉箱无掩护安装没有经验可借鉴，公司已将本工程沉箱安装工艺列入研究开发计划（合同编将本工程沉箱安装工艺列入研究开发计划（合同编号号SHXM-2008-05SHXM-2008-05）。）。选定课题选定课题外海大型沉箱无掩护安装工艺的研究与应用外海大型沉箱无掩护安装工艺的研究与应用现场需要现场需要质量目标克服外海无掩护安装的不利条件，克服外海无掩护安装的不利条件，测点合格率测点合格率90%90%以上以上局及公司领导、相关部门全力支持局及公司领导、相关部门全力支持，为方案的实施创造良好的条件。，为方案的实施创造良好的条件。小组成员经常参加各类小
6、组成员经常参加各类QCQC活动活动，施工经验、现场协调、团队，施工经验、现场协调、团队建设各方面能力较强建设各方面能力较强本工程得到质监站、业主、设计本工程得到质监站、业主、设计、监理等各方面的大力支持、监理等各方面的大力支持 公司现有设备虽没有外海无掩公司现有设备虽没有外海无掩护沉箱安装施工经验，但近海施护沉箱安装施工经验，但近海施工经验丰富，可充分发掘潜力工经验丰富，可充分发掘潜力可行性可行性分析分析 1000 1000吨起重船组安装沉箱吨起重船组安装沉箱先抛防波堤形成掩护再安装沉箱先抛防波堤形成掩护再安装沉箱 择机安装沉箱后再抛防护堤择机安装沉箱后再抛防护堤序序号号名称名称规格规格单单位
7、位数数量量备注备注1 1起重船起重船1000t1000t艘艘1 11000t1000t起重船起重船需向社会租需向社会租赁赁,工期工期5 5个个月月,台班费共台班费共计计10001000万，万，半潜驳半潜驳2 2万万/台班，拖轮台班，拖轮3 3万万/台班台班2 2半潜驳半潜驳5000t5000t举举力力艘艘1 13 3拖轮拖轮1616kw1616kw艘艘1 14 4拖轮拖轮441kw441kw艘艘1 15 5锚艇锚艇294kw294kw艘艘1 1表表2 2 所需设备表所需设备表序序号号工种工种人数人数备注备注1 1测量测量4 4人人测量及电工测量及电工属项目部人属项目部人员，每安装员，每安装一段
8、需支付一段需支付安装班组安装班组2500025000元元2 2潜水潜水2 2组组3 3电工电工3 3人人4 4安装指挥安装指挥及辅助工及辅助工2828人人表表3 3 配备人员表配备人员表制表人制表人:陈东明陈东明 时间时间:2009.1.2:2009.1.2 方案一：采用方案一：采用10001000吨起重船组安装沉箱，需要设备及人员如下：吨起重船组安装沉箱，需要设备及人员如下：序序号号名称名称规格规格单单位位数数量量备注备注1 1起重船起重船200t200t艘艘1 1200t200t起重船起重船2 2万万/台班，半台班，半潜驳潜驳2 2万万/台台班，拖轮班，拖轮3 3万万/台班台班2 2半潜驳
9、半潜驳5000t5000t举力举力艘艘1 13 3拖轮拖轮1616kw1616kw艘艘1 14 4抛填抛填车辆车辆20t20t辆辆20205 5锚艇锚艇294kw294kw艘艘1 1表表4 4 所需设备表所需设备表序序号号工种工种人数人数备注备注1 1测量测量2 2人人测量及电工测量及电工属项目部人属项目部人员，每安装员，每安装一段需支付一段需支付安装班组安装班组1800018000元元 2 2潜水潜水2 2组组3 3电工电工3 3人人4 4安装指挥安装指挥及辅助工及辅助工2525人人表表5 5 配备人员表配备人员表制表人制表人:陈东明陈东明 时间时间:2009.1.2:2009.1.2方案二
10、：先抛填防波堤形成掩护，再安装沉箱方案二：先抛填防波堤形成掩护，再安装沉箱，需要设备及人员如下：，需要设备及人员如下：序序号号名称名称规格规格单单位位数数量量备注备注1 1起重船起重船200t200t艘艘1 1200t200t起重船起重船2 2万万/台班，半台班，半潜驳潜驳2 2万万/台台班，拖轮班，拖轮3 3万万/台班台班2 2半潜驳半潜驳5000t5000t举举力力艘艘1 13 3拖轮拖轮1616kw1616kw艘艘1 14 4锚艇锚艇294kw294kw艘艘1 1表表6 6 所需设备表所需设备表序序号号工种工种人数人数备注备注1 1测量测量2 2人人测量及电工测量及电工属项目部人属项目部
11、人员，每安装员，每安装一段需支付一段需支付安装班组安装班组1500015000元元 2 2潜水潜水2 2组组3 3电工电工2 2人人4 4安装指挥安装指挥及辅助工及辅助工2525人人表表7 7 配备人员表配备人员表制表人制表人:陈东明陈东明 时间时间:2009.1.2:2009.1.2方案三：选择适当时机先安装沉箱，再抛填防波堤。需要设备及人员如下：方案三：选择适当时机先安装沉箱，再抛填防波堤。需要设备及人员如下：表表8 三种沉箱安装方案对比分析表三种沉箱安装方案对比分析表制表：制表：图中图中可行可行5 5分，分，有利有弊有利有弊3 3分，分，不可行不可行1 1分分方方案案优点优点分析分析选项
12、选项安全性安全性经济性经济性时间性时间性可操可操作性作性综合综合得分得分是否是否选定选定一一船型大，起吊能力强，船体本身能抗击较大涌浪及风浪。须采用“吊孔”方式起吊，挂钩要求海况条件高，即浪高小于0.5m，现场难于达到；起重船需外租，租金达8万台班，租金贵，成本高，且人员需要较多。安全有保障方案总共需1387.5万工期的保证受到制约费用高且需一段时间配合10否二二先抛堤形成掩护，减少风浪影响，确保施工安全与进度；采用“吊环”方式起吊，挂钩要求海况条件较方案一低，现场有条件满足；充分利用公司现有的起重船，成本低，船机有条件长期停留现场，等待好气候安装沉箱。码头顶宽只有30m，深却达到23m，需加
13、宽至5m才能保证抛填堤顶能行车，且坡脚位于基床肩边，堤加宽须多投入300万；抛填堤本身结构如果抗不了风浪，石料被袭击落入基床，将造成重新挖槽，代价极大，进度也不允许；若抛填堤能经受风浪袭击，但依旧会形成回流，能否真正起到掩护作用，有待于实践检验，存在较大不确定性。重点如何防止已抛填棱体被风浪袭击落入基床。安全性最差方案总共需920万前期需投入大量时间抛填棱体，安装需2个潮水,工期满足不了费用高且不能保证是否真正起到防波作用6否三三具备方案二的优点，也同时克服了方案二存在的各种可能风险，是一种相对较优势的方案。现场最好气候所具备的的海况条件能否满足公司现有的起重船组安装沉箱所需要求；沉箱安装完后
14、能否及时作好后序工序确保沉箱抗风浪的稳定。选择合适的时机进行安装，安全性有保障方案总共需615万工期有保证费用最低最省，可挖掘性最强16Step 1Step 2Step 3Step 4基床挖泥基床挖泥基床抛石基床抛石基床整平基床整平沉箱安装沉箱安装安装完成安装完成施工准备施工准备基槽挖泥基槽挖泥基床抛石基床抛石基床整平基床整平沉箱出运落驳沉箱出运落驳沉箱拖运沉箱拖运测量定位测量定位半潜驳驻位半潜驳驻位半潜驳下潜沉箱起浮半潜驳下潜沉箱起浮沉箱移出半潜驳沉箱移出半潜驳沉箱安装就位沉箱安装就位安装质量验收安装质量验收沉箱灌水沉箱灌水起重船驻位起重船驻位半潜驳起浮返行半潜驳起浮返行起重船起吊起重船起吊
15、辅助设辅助设施回收施回收辅助设辅助设施回收施回收施工准备基槽挖泥沉箱预制基床抛石基床整平沉箱出运 落泊沉箱拖运测量定位半潜驳 驻位起重船 驻位半潜驳下潜 沉箱起浮沉箱移出 半潜驳沉箱安装 就位安装质量 验收辅助设施 回收半潜驳起浮 返航 起重船 起吊沉降位移 观测沉箱灌水序号12项目+0-500-0+400顶面标高边线允许偏差（mm）检验数量每5-10m一个断面单元测点1-2m一个点2检验方法用回声测深仪或测深水坨检查且不少于三个断面经纬仪或GPS定位，用水准仪、水深测杆测量钢轨内侧1m和中线处，基床顶宽小于6m时，可只测钢轨内侧1m处。检验方法22-3单元测点每2m一个断面检验数量（mm）允
16、许偏差整平边界顶面标高+500-0项目21序号细平极细平+50+30经纬仪或GPS定位，用水准仪、水深测杆测量.且不少于三个断面用回声测深仪或测深水坨检验方法1单元测点每5-10m一个断面检验数量每边评价 平均超深项 目21序号 超宽 2允许偏差(m)有掩护水域4m3斗容 8m3、类土0.51.5检查，2-5m一个断面，每断面取平均值。在全部断面图上量测，取各边平均值。沉箱预制沉箱预制图图4 4 沉箱安装工艺流程图沉箱安装工艺流程图制图人：黄晖制图人：黄晖 时间：时间：2009.1.22009.1.2 基床整平精度基床整平精度沉箱进水方式沉箱进水方式沉箱吊装方式沉箱吊装方式制表：陈东明制表：陈
17、东明 时间：时间：2009.1.122009.1.12表表9 9 对策评价选择表对策评价选择表序序号号要素要素对策对策可行性分析可行性分析评价评价综合综合得分得分结论结论可操可操作性作性经济经济性性可靠可靠性性1 1基床基床整平整平精度精度基床整平采用二基床整平采用二道钢轨道钢轨基床整平宽度为基床整平宽度为21m21m，刮道长、，刮道长、挠度大，影响整平精度。挠度大，影响整平精度。7 7不可不可行行基床整平采用三基床整平采用三道钢轨道钢轨解决整平宽度宽而引起整平刮解决整平宽度宽而引起整平刮刀挠度变形，按设计设置向内刀挠度变形，按设计设置向内倾斜倾斜0.5%0.5%倒坡，保证整平精度。倒坡，保证
18、整平精度。1111可行可行2 2沉箱沉箱进水进水方式方式潜水泵灌水工艺潜水泵灌水工艺无法施工。无法施工。3 3不可不可行行沉箱预制用进水沉箱预制用进水口的设置口的设置沉箱前后墙距底板沉箱前后墙距底板1.0m1.0m高的位高的位置各预埋置各预埋2 2个内径个内径20cm 20cm 法兰盘法兰盘进水孔，进水孔内侧安装闸阀，进水孔，进水孔内侧安装闸阀，实现进水控制。实现进水控制。1313可行可行3 3沉箱沉箱吊装吊装方式方式常规的沉箱安装常规的沉箱安装方案方案无法施工。无法施工。3 3不可不可行行增强起重船本身增强起重船本身稳定性、提高吊稳定性、提高吊环安全系数、增环安全系数、增加操作平台加操作平台
19、确保在浪高、水流急的海况下确保在浪高、水流急的海况下得以顺利实施。得以顺利实施。1313可行可行制表：陈东明制表：陈东明 时间：时间：2009.1.122009.1.12表表10 10 对策实施计划表对策实施计划表要素要素对策对策目标目标措施措施时间时间地点地点执行人执行人基床整基床整平精度平精度采用改进采用改进的整平工的整平工艺提高整艺提高整平精度平精度基床顶面无基床顶面无马鞍形或倾马鞍形或倾斜大，偏差斜大，偏差小于小于30mm.30mm.改传统的二道整平钢轨改传统的二道整平钢轨为三道整平钢轨；为三道整平钢轨；保护已完工基床保护已完工基床2009.022009.02200920091010现
20、场现场黄建阳黄建阳 符孟松符孟松沉箱进沉箱进水方式水方式预制沉箱预制沉箱时考虑进时考虑进水口的设水口的设置置耗费时间短耗费时间短（节约时间（节约时间2 2个小时及个小时及以上）以上）,且且易操作易操作沉箱前后墙各预埋沉箱前后墙各预埋2 2个内径个内径20cm 20cm 法兰盘进水孔，进水法兰盘进水孔，进水孔内侧安装闸阀，操作人孔内侧安装闸阀，操作人员通过转杆在沉箱安装平员通过转杆在沉箱安装平台上开关闸阀门，控制沉台上开关闸阀门，控制沉箱进水箱进水2009.012009.01200920090707现场现场陈东明陈东明 李富良李富良沉箱吊沉箱吊装方式装方式增强起重增强起重船本身稳船本身稳定性、提
21、定性、提高吊环安高吊环安全系数全系数沉箱着床时沉箱着床时基床面保持基床面保持良好，安装良好，安装进度满足要进度满足要求求船艉增加后锚船艉增加后锚提高吊提高吊点安全系数点安全系数设置人性化设置人性化安装平台安装平台采用采用RTKRTK控制，控制，加快施工进度加快施工进度2009.052009.05200920091111现场现场詹庭钦詹庭钦李富良李富良认真控制好整平精度，认真控制好整平精度，使偏差小于使偏差小于40mm40mm改二道整平钢轨为三道改二道整平钢轨为三道整平钢轨整平钢轨整平按设计设置向内倾整平按设计设置向内倾斜斜0.5%0.5%坡度坡度注重对已整平好的基注重对已整平好的基床的保护床的
22、保护基床基床整平整平安装安装前探前探摸摸实施实施效果效果基床顶面无马鞍形或倾斜大，偏差小于基床顶面无马鞍形或倾斜大，偏差小于30mm30mm。实施实施效果效果耗费时间短（节约时间耗费时间短（节约时间2h2h及以上）及以上）,且易操作。且易操作。中间中间3 3片，四角边各片，四角边各1 1片片每套平台由每套平台由7 7片长方形钢平板组成片长方形钢平板组成平板底部设平板底部设25cm25cm牛腿牛腿平板顶面外侧设平板顶面外侧设30cm30cm扶手栏杆扶手栏杆平板面设置多排排气孔平板面设置多排排气孔“起起9”9”船艉增加后锚，加长锚缆长度，以保证锚抓力船艉增加后锚，加长锚缆长度，以保证锚抓力12确保
23、沉箱与船艏的安全距离确保沉箱与船艏的安全距离2m2m3起吊力控制在起吊力控制在100t100t120t120t后锚后锚2m2m采用采用RTKRTK进行沉箱安装测量定位，从进行沉箱安装测量定位，从而克服了夜间、雨天、雾天等特殊而克服了夜间、雨天、雾天等特殊时段的影响，确保沉箱安装时间和时段的影响，确保沉箱安装时间和精度。精度。在沉箱顶部前后壁及隔墙交叉处各在沉箱顶部前后壁及隔墙交叉处各预埋预埋4 4个个42mm42mm圆钢吊点，每个吊点由圆钢吊点，每个吊点由2 2根圆钢吊环并排组成，每吊点的安全根圆钢吊环并排组成，每吊点的安全储备系数储备系数=3.87=3.87，比顺岸码头沉箱安，比顺岸码头沉箱
24、安装提高装提高1.51.5倍安全系数。倍安全系数。实施实施效果效果沉箱着床时基床面保持良好，安装进度满足要求。沉箱着床时基床面保持良好，安装进度满足要求。图图4 4 目标实现对比图目标实现对比图绘图：绘图：日期：日期：2009.12.282009.12.28序序号号经济效益经济效益结论结论实际安装费用实际安装费用合同价合同价1 1安装费用安装费用2424万万/块，块，共需安装共需安装2525块，费块，费用用600600万。万。安装费用安装费用3636万万/块，块，共需安装共需安装2525块，费块，费用用900900万。万。节省成本约节省成本约300300万万 制表人：制表人：时间：时间：200
25、9.12.302009.12.30表表1111 经济效益表经济效益表工程的顺利实施，填补了局内在该领域施工的空白，为类似工程的顺利实施，填补了局内在该领域施工的空白，为类似工程设计与施工积累了经验，提供了必要的技术储备；工程设计与施工积累了经验，提供了必要的技术储备；为企业树立了良好的形象，拓展了业务范围，实现了为企业树立了良好的形象，拓展了业务范围，实现了“二次二次经营经营”目标，公司顺利议标承接了工程周边项目即锦尚湾华锦目标，公司顺利议标承接了工程周边项目即锦尚湾华锦防波堤码头工程和鸿山镇伍堡二级渔港防波堤工程防波堤码头工程和鸿山镇伍堡二级渔港防波堤工程；沉箱安装完成后，沉箱安装完成后，Q
26、CQC小组将行之有效的外海大型沉箱无掩护施小组将行之有效的外海大型沉箱无掩护施工工艺编制成作业指导书，分公司已批准为专项作业指导书（编号：工工艺编制成作业指导书，分公司已批准为专项作业指导书（编号：SHXM-SHXM-施施-012-2009-012-2009）目前正在编写公司级工法。）目前正在编写公司级工法。外海大型沉箱无掩护施工工艺外海大型沉箱无掩护施工工艺SHXM-SHXM-施施-012-2009-012-2009专项作业指导书专项作业指导书领导批准图图5 5 标准化图标准化图绘图：绘图：日期：日期：2009.12.302009.12.30通过本次通过本次QCQC活动，确保了本工程外海大型
27、沉箱无掩活动，确保了本工程外海大型沉箱无掩护安装的成功，工期和质量均得到了保证，具有显著护安装的成功，工期和质量均得到了保证，具有显著的经济与社会效益。当前正处于工程建设的高峰期，的经济与社会效益。当前正处于工程建设的高峰期，越来越多的新技术将应用到其中，我们将以此次越来越多的新技术将应用到其中，我们将以此次QCQC活活动为契机，继续发扬动为契机，继续发扬QCQC小组活动的宗旨，运用全新的小组活动的宗旨，运用全新的思维和创新的方法探索和攻克新技术给施工带来的难思维和创新的方法探索和攻克新技术给施工带来的难题，提升企业的市场竞争力，并不断满足科技日新月题，提升企业的市场竞争力，并不断满足科技日新月异的变化，提高企业的经营绩效，创建更多更好的精异的变化，提高企业的经营绩效，创建更多更好的精品工程！品工程！
