此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 港珠澳大橋主體工程島隧工程港珠澳大橋主體工程島隧工程 沉管隧道浮運安裝施工簡介沉管隧道浮運安裝施工簡介 僅供應聘人參考 不作為選聘文件組成部分 中鐵武漢大橋工程咨詢監(jiān)理有限公司中鐵武漢大橋工程咨詢監(jiān)理有限公司 二二 一二年十一月一二年十一月 目錄 3 2 6 管節(jié)浮運 安裝與最終接頭施工 3 3 2 6 1 施工總體說明 3 3 2 6 2 管節(jié)起浮 系泊 12 3 2 6 3 管節(jié)浮運 安裝 15 3 2 6 4 管內作業(yè) 19 3 2 6 5 最終接頭 19 3 2 7 回填覆蓋施工 21 3 2 7 1 施工設備 21 3 2 7 2 設備施工工效 21 3 2 7 3 設備配置 21 3 2 7 4 施工流程 21 3 2 7 5 島頭段回填 21 3 2 7 6 中間段回填 E4 E30 23 附圖 隧道基礎碎石墊層詳圖 24 管節(jié)結構標準斷面圖 管接接頭布置圖 鋼剪力鍵一般構造圖 管接接頭防水構造圖 節(jié)段接頭布置圖 節(jié)段接頭防水構造圖 管節(jié)導向裝置工藝流程圖 管節(jié)拉合裝置工藝流程圖 管節(jié)就位后館內施工工藝及施工要求 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 3 2 63 2 6 管節(jié)浮運 安裝與最終接頭施工管節(jié)浮運 安裝與最終接頭施工 3 2 6 13 2 6 1 施工施工總體說明總體說明 1 總體概況 港珠澳大橋島隧工程沉管隧道總長度為 5664m 是迄今為止規(guī)模最大的海上沉管島隧工 程 隧址穿越伶仃西航道和規(guī)劃 30 萬噸油輪航道 最大水下深度達到 46m 隧道縱斷面見 圖圖 3 2 6 13 2 6 1 圖圖 3 2 6 13 2 6 1 隧道縱斷面示意圖隧道縱斷面示意圖 隧道由 33 節(jié)管節(jié)組成 其中 E1 E2 E32 E33 長 112 5m E29 1 長 172m 最終接頭 長 2m 其余管節(jié)長度均為 180m 隧道最終接頭設置于 E29 和 E30 之間 長度為 2m 采用水 下止水板方式施工 隧道管節(jié)分段長度見表表 3 2 6 13 2 6 1 表表 3 2 6 13 2 6 1 管節(jié)分段參數管節(jié)分段參數表表 描述描述E1 E2E1 E2E3 E28E3 E28E29 1E29 1最終接頭最終接頭E29 2 E30E29 2 E30E31E31E32 E33E32 E33總長總長 理論長度理論長度 m m 112 518017225 175180112 55664 2 浮運線路 沉管管節(jié)在桂山 牛頭島管節(jié)預制場地預制和舾裝完成后 通過出塢航道 榕樹頭航道 經臨時航道或伶仃西航道進入隧道基槽 浮運線路見圖圖 3 2 6 23 2 6 2 圖圖 3 2 6 23 2 6 2 管節(jié)浮運線路圖管節(jié)浮運線路圖 3 工程特點 沉管段隧道作為島隧工程最為關鍵部分 對整個工程的影響巨大 管節(jié)浮運 安裝和最 終接頭的施工主要特點見表表 3 2 6 23 2 6 2 表表 3 2 6 23 2 6 2 浮運 安裝主要特點浮運 安裝主要特點 工程特點工程特點特特 點點 分分 析析 水文氣象條件復雜 施工區(qū)域氣候復雜多變 受熱帶氣旋 短時雷暴等惡劣天氣影響較大 管節(jié)的 浮運安裝 需要經歷多個臺風季節(jié) 施工水域水流受人工島和基槽施工的影響 流態(tài)復雜 施工作業(yè)環(huán)境差 環(huán)保要求高 島隧工程施工區(qū)航道交叉 屬于航道運輸最繁忙水域之一 也是水上交通安全 事故頻發(fā)的敏感區(qū)域 施工區(qū)域處于白海豚保護區(qū) 環(huán)境保護要求高 管節(jié)浮運安裝 技術難點多 管節(jié)浮運 安裝環(huán)境復雜 作業(yè)氣象窗口分析和預報 復雜水流和航運條件下 的管節(jié)浮運 深水條件水下測量定位 管節(jié)安裝及定位調整 管節(jié)安裝軸線精 度控制等都具有一定的難度 施工工期與國內外類似工程相比較 本工程沉管段隧道的總體工期十分緊迫 全部 33 節(jié) 具有挑戰(zhàn)性管節(jié)需要在 3 年左右的時間內安裝安裝完成 具有很大的挑戰(zhàn)性 4 沉管段隧道施工總體流程 管節(jié)浮運 安裝施工直接影響項目總體工期 其施工為工程的主線 沉管預制廠建設 管節(jié)預制 基槽開挖 碎石基床整平等為工程的副線 圖圖 3 2 6 33 2 6 3 沉管段隧道總體安裝流程圖沉管段隧道總體安裝流程圖 5 浮運 安裝總體方案 根據本工程管節(jié)浮運 安裝主要特點 制定相應的總體方案 管節(jié)的浮運采用拖輪拖帶的方式 結合工程水域水流特征和隧道基槽實際情況 采 用縱拖和橫拖相結合的浮運方案 選用穩(wěn)定性和可控性較好的雙駁扛吊法進行管節(jié)安裝安裝 選用管節(jié)外部定位系統(tǒng) 進行管節(jié)的精確定位調整 選用沉管水下測量定位系統(tǒng) 實現水下高精度測量定位 6 施工決策程序 針對本工程的管節(jié)浮運 安裝施工建立一套決策程序 對各個階段進行執(zhí)行 不執(zhí)行 GO NO GO 的決策 包括從管節(jié)起浮 浮運至安裝點 隧道管節(jié)系纜固定 開始安裝作業(yè)等 整個過程共進行接近 11 次判定 具體決策流程見圖圖 3 2 6 43 2 6 4 7 浮運 安裝流程 管節(jié)浮運 安裝流程見圖圖 3 2 6 53 2 6 5 單個管節(jié)浮運 安裝工效分析見圖圖 3 2 6 63 2 6 6 管節(jié)浮運安裝的關鍵線路工期約為 18 天 圖圖 3 2 6 63 2 6 6 管節(jié)浮運 安裝工效分析圖管節(jié)浮運 安裝工效分析圖 圖圖 3 2 6 53 2 6 5 浮運安裝施工流程圖浮運安裝施工流程圖 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 圖圖 3 2 6 43 2 6 4 浮運安裝決策流程圖浮運安裝決策流程圖 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 8 作業(yè)氣象窗口分析和預報 作業(yè)氣象窗口分析 A 作業(yè)氣象窗口要求 作業(yè)氣象窗口是指一個連續(xù)的時間段 在此期間水文氣象條件滿足浮運 安裝施工要求 管節(jié)浮運 安裝周期中部分工序對作業(yè)水文氣象有嚴格要求 對工序進行全面分析 確定作 業(yè)氣象窗口選定的基本要求 管節(jié)浮運 安裝作業(yè)周期見表表 3 2 6 43 2 6 4 其中對氣象條件有嚴 格要求的作業(yè)窗口期為 36 小時 表表 3 2 6 43 2 6 4 管節(jié)浮運 安裝周期表管節(jié)浮運 安裝周期表 施工階段施工階段作業(yè)內容作業(yè)內容作業(yè)時間作業(yè)時間 h h 時間匯總時間匯總 h h 航道內浮運從系泊區(qū)浮運至沉管基槽內調頭點 4 基槽內轉向浮運基槽內管節(jié)轉向浮運至安裝錨泊點 1 5 浮運 階段 管節(jié)錨泊管節(jié)由拖輪控制轉換為錨纜控制 2 7 5 安裝等待管節(jié)錨泊等待安裝條件 6 12 安裝實施管節(jié)安裝安裝及定位調整 10 16 22 36h 氣象 窗口 舾裝件拆除管節(jié)頂部舾裝件拆除 72 安裝 階段 重點鎖定回填管節(jié)兩側重點鎖定回填作業(yè) 72 144 B 施工水域水文氣象資料 前期業(yè)主委托中國科學院南海海洋研究所和華南理工大學進行了現場波浪觀測 2007 年 4 月 1 日 2008 年 3 月 31 日施工水域水文氣象觀測 2008 年 6 月 2008 年 10 月臺風季的現場波浪 潮位及水流觀測 2008 年 7 月 2008 年 9 月萬山群島外側的同步對比觀測 測點布置見圖圖 3 2 6 73 2 6 7 圖圖 3 2 6 73 2 6 7 測點布置示意圖測點布置示意圖 C 作業(yè)限制條件 根據現場實測以及相關資料的分析 管節(jié)浮運安裝不同工序 不同作業(yè)內容的相關限制 條件見表表 3 2 6 53 2 6 5 表表 3 2 6 53 2 6 5 水文氣象限制條件表水文氣象限制條件表 作業(yè)階段和內容作業(yè)階段和內容 流速流速 cm s cm s 波高波高 HsHs cm cm 波浪頻率波浪頻率 s s 風速風速 級級 能見度能見度 m m 一般浮運 1 50 8 6s 6 1000 浮運 基槽內縱拖 0 50 8 6s 6 1000 安裝等待 1 50 8 6s 6 1000 安裝 安裝實施 0 80 8 6s 6 1000 潛水作業(yè) 0 60 8 6s 6 1000 D 作業(yè)氣象窗口保證度分析 施工水域為不規(guī)則半日潮 每天均有 4 個低流速時段 可作為對水流速度限制要求較高 的安裝及潛水作業(yè)窗口進行選擇 此外施工區(qū)域風速 能見度情況良好 作業(yè)氣象窗口保證 度僅對安裝等待期的流速和波浪條件進行分析 a 標準管節(jié)保證率分析 根據各月實測資料 每月符合安裝安裝條件的窗口期占每月總日歷天的百分比 即作業(yè) 窗口保證率 形成保證率曲線 見圖圖 3 2 6 83 2 6 8 圖圖 3 2 6 83 2 6 8 波高波高 0 8m0 8m 作業(yè)窗口保證率曲線作業(yè)窗口保證率曲線 選擇 1 5m s 流速和 0 8m 波高作為窗口限定值時 每月最小保證率達到 36 即每月至 少有 5 個安裝作業(yè)窗口期 可以實現管節(jié)連續(xù)安裝 b 島隧結合部保證率分析 島隧結合部管節(jié)安裝由于人工島成島挑流影響 局部流速增加 流態(tài)復雜 根據專題研 究和分析結果 人工島島頭挑流放大系數為 1 7 按照作業(yè)實際限定流速 1 5m s 的標準 取島頭段作業(yè)氣象窗口限定流速為 0 88m s 進行分析 同樣得出保證率曲線 見圖圖 3 2 6 3 2 6 9 9 圖圖 3 2 6 93 2 6 9 島隧結合部作業(yè)氣象窗口保證度曲線島隧結合部作業(yè)氣象窗口保證度曲線 選擇 0 88m s 作為流速限定條件時 在每年的 11 月到次年 2 月間 有 20 以上的保證 率 即在這 4 個月內 每個月有至少 2 次安裝機會 其他月份的作業(yè)窗口保證率基本在 16 以下 不宜安排安裝 島頭區(qū)的管節(jié)安裝在工期籌劃中將安排在每年的 11 月到次年 2 月的 時段擇機安裝 預報系統(tǒng) A 預報要求 為了能夠確定是否可以進行浮運安裝施工作業(yè) 需要對天氣狀況 波浪和水流情況進行 預測和預報 以減少施工的風險 對于預報期要求 考慮短 中 長三個階段 見表表 3 2 6 63 2 6 6 表表 3 2 6 63 2 6 6 作業(yè)氣象窗口預報要求作業(yè)氣象窗口預報要求 預報類型預報類型作用作用預報時間預報時間預報內容預報內容 短期預報安裝實施決策5 天 臺風預報 流速 波浪 風力 能見度 短時強對流天氣預報 中期預報安裝準備決策10 天 臺風趨勢 流速 波浪 風力 能見度預測 長期預報 安裝周期相關工序 協(xié)調決策 30 天 臺風預報 流速 波浪 風力 能見度 短時強對流天氣預報 B 預報系統(tǒng)建立 預報系統(tǒng)可以提前預報水文氣象條件 施工決策可以根據預報選擇合適的施工時機 預 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 報系統(tǒng)有助于減少不必要的施工隊伍的組織和調動 從而合理利用各種資源 預報系統(tǒng)分三 階段建立 見圖圖 3 2 6 103 2 6 10 C 預報實施 投標階段我們已經委托國家權威部門建立氣象預報保障系統(tǒng) 結合專業(yè)單位長期觀測數 據 預報模型和豐富的預報經驗 進行資料分析和氣象窗口預報 開展現場測點布置 收集 施工區(qū)域小范圍詳細數據 對預報模型進行修正 確保預報的準確和及時 高分辨率地形資料 全球分析資料 模式預處理模塊 WPS 客觀分析模塊 OBSGRID 觀測資料 WRF 主模塊 后處理 精細化嵌套 NDOWN 風場數據水下地形 外海邊界條件 和河口來流 水流模型搭建 歷史數據收集與分析 現場區(qū)域氣象 水流 波浪測點設置 實時數 據傳輸平臺搭建 匯總 歷史數據 氣象數據 波浪數據 水流數據 數據庫 分析整理 數據采集 匯總分析 風場模型的搭 建和標定 波浪場模型的 搭建和標定 水流場模型的 搭建和標定 波浪和海流 觀測數據 文檔管理系統(tǒng) 數據庫 氣象模型 發(fā)布 水流數學模型 波浪數學模型 氣象數學模型 原始數據 原始數據 分析處理 收集 預報系統(tǒng)試運行 施工期的日常業(yè)務化 預報 第第一一階階段段 準準備備階階段段 第第二二階階段段 模模型型搭搭建建 和和標標定定 第第三三階階段段 預預報報階階段段 潮汐流和風暴 潮場模型的搭 建和標定 圖圖 3 2 6 103 2 6 10 預報系統(tǒng)示意圖預報系統(tǒng)示意圖 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 9 模型試驗及受力計算分析 模型試驗 管節(jié)在系泊 浮運和安裝過程中會受到波浪和水流的影響 這些因素會對管節(jié)的系泊 浮運和安裝產生影響 在方案設計時必須考慮到這些影響 因此要對各種環(huán)境條件的管節(jié)浮 運 安裝開展模型試驗 水力 數值模型試驗 聯合體委托專業(yè)單位開展了相關研究并取得 了初步成果 將在結合隧道的深化設計方案開展進一步的專題研究和相關試驗 A 試驗設計 作為在隧道管節(jié)和安裝設施上的專業(yè)試驗 主要試驗步驟有以下幾步 確定試驗波浪和 水流條件 模型實驗 根據試驗結果選擇設計值 a 確定波浪和水流條件 根據管節(jié)安裝不同工序 起浮 系泊 浮運等 確定不同的波 浪和水流條件 條件界限選擇應當適當放寬 以便于得出一個較大安全系數的數值用以挑選 合適的設計值 b 模型實驗 模擬實驗通過水力實驗和與之結合的數學模型來完成 水力實驗結果將 作為標定數學模型的輸入條件 對隧道管節(jié)起浮 系泊 浮運和安裝過程的每一階段進行水 力縮尺模型實驗 通過模型試驗得到管節(jié)浮運 安裝相關參數 c 設計值的選擇 根據波浪和水流環(huán)境 從模擬實驗結果確定合適的氣象窗口 進而 可以確定相關參數的設計值 這些設計值將成為方案設計的重要參數 B 起浮 系泊 浮運和安裝過程中的相關試驗項目 a 系泊 在系泊階段 波浪會影響隧道管節(jié)中的彎矩和系泊線纜的受力 按照系泊區(qū) 發(fā)生的波浪和水流展開試驗 b 浮運 在管節(jié)浮運中 應對波浪和水流對管節(jié)受力的影響及拖航阻力進行試驗研究 c 安裝 在安裝過程中 波浪和水流會影響隧道管節(jié)的安裝和相關設施的穩(wěn)定 應通 過模型試驗來確定線纜的受力 在安裝模型試驗過程中要詳細研究兩種情況 第一 隧道管 節(jié)剛好位于水面以下 風浪和水流在系泊和收縮線纜中產生的力最大 第二 隧道管節(jié)下沉 靠近碎石基礎時 隧道管節(jié)在碰觸倒碎石基礎之前是管節(jié)受到限制最大的時候 d 管節(jié)著床 管節(jié)安裝在碎石基礎上面 安裝臨時設施拆除后 隧道管節(jié)仍然受到波 浪和水流力的影響 該階段的試驗分析中 要分析管節(jié)在安裝到碎石基床上以后的穩(wěn)定性 浮運和安裝階段受力計算分析 根據模型試驗及受力計算分析相關數據 通過阻力公式計算管節(jié)在浮運和安裝階段受力 并進行分析 見表表 3 2 6 73 2 6 7 阻力計算公式 R 1 2Cw AV2 其中 Cw 為總阻力系數 根據專題研究和相關規(guī)范取值 為水容重 取最大 1 0265t m3 A 為迎流面積 單位 m2 在本工程中標準段管節(jié)橫向迎水面積為 2016m2 島頭段短管節(jié) 橫向迎水面 1008m2 縱向迎水面積 425m2 單個浮箱縱向迎水面積 48 6m2 橫向迎水面積 97 2m2 V 為流速 單位 m s 表表 3 2 6 73 2 6 7 標準段管節(jié)浮運阻力計算表標準段管節(jié)浮運阻力計算表 管節(jié)阻力管節(jié)阻力 kN kN 浮駁阻力浮駁阻力 kN kN 總阻力總阻力 kN kN 工況工況 水流速度水流速度 m s m s 浮運速度浮運速度 m s m s 浮運浮運 方向方向縱向縱向橫向橫向縱向縱向橫向橫向縱向縱向橫向橫向 101 50565 62 627627 21 50 51802261 247 11151115 31 50 59056528661 626626286286 40 51 09025128627 278278286286 50 71 09025156127278278561561 說明 1 工況 1 管節(jié)沿航道縱向拖運 工況 2 管節(jié)沿航道逆流縱向拖運 工況 3 管節(jié)在基槽內橫 向拖運 工況 4 和 5 管節(jié)侯潮調頭在基槽內縱向拖運 2 浮運時取 Cw 1 1 港口工程 技術規(guī)范 12 0 1 公式 根據上表計算分析 管節(jié)在浮運過程中 拖運宜選擇順流或平流階段進行拖運 若需要 逆流拖運 拖運航速宜限定在 1 節(jié)左右 以控制拖運阻力 表表 3 2 6 83 2 6 8 標準段管節(jié)安裝等待受力計算表標準段管節(jié)安裝等待受力計算表 工況工況 水流速度水流速度 m s m s 阻力系數阻力系數 CwCw 基槽流速基槽流速 折減系數折減系數 管節(jié)阻力管節(jié)阻力 kN kN 浮駁阻力浮駁阻力 kN kN 11 520 853519168 21 51 50 852639126 表表 3 2 6 93 2 6 9 島隧結合部管節(jié)安裝等待受力計算表島隧結合部管節(jié)安裝等待受力計算表 工況工況 水流速度水流速度 m s m s 島頭效應島頭效應 系數系數 基槽流速基槽流速 折減系數折減系數 阻力系數阻力系數 CwCw 管節(jié)阻力管節(jié)阻力 kN kN 浮駁阻力浮駁阻力 kN kN 10 881 70 62 32195794 20 881 70 62 3297994 說明 1 工況 1 180m 管節(jié)安裝等待 工況 2 島頭段短管節(jié)安裝等待 10 安裝系統(tǒng) 針對本工程特點 選用了新型安裝系統(tǒng) 該系統(tǒng)包括安裝駁系統(tǒng) 體外定位系統(tǒng)和錨碇 系統(tǒng) 能夠實現如下功能 將隧道管節(jié)精確安裝至指定深度 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 管節(jié)對接時 精確控制安裝管節(jié)的位移 安裝過程中抵抗波浪和水流作用在管節(jié)上的力 提供安裝過程所需所有設備和人員的臨時水上作業(yè)場所 適應本工程軟土地質條件 錨力大 安裝回收方便的垂直加載錨系統(tǒng) 安裝駁系統(tǒng) 為了承擔在安裝過程中隧道管節(jié)所需的負浮力 本工程中使用 2 個雙體船安裝駁 這 2 個安裝駁系統(tǒng)將安裝在管節(jié)兩端 通過吊索與管節(jié)相連 如圖圖 3 2 6 113 2 6 11 所示 圖圖 3 2 6 113 2 6 11 安裝駁示意圖安裝駁示意圖 A 安裝駁設計 安裝駁為雙體船式結構 由兩側安裝駁和頂部橫梁 3 個部分組成 雙體船安裝駁自重和 管節(jié)安裝所需的負浮力由兩側的浮箱共同承擔 這兩個浮箱由橫跨管節(jié)的橫梁相連接 橫梁 上設置工作平臺 安裝絞車和滑輪模組 控制管節(jié)安裝的纜索作業(yè) B 纜索及絞車 雙體船安裝駁系統(tǒng)在安裝過程中通過安裝纜索來控制管節(jié)位移 如圖圖 3 2 6 123 2 6 12 所示 這些纜索分為以下幾種類型 吊索纜索 A 控制管節(jié)豎向位移 收縮纜索和縱向纜索 B 控制管節(jié)水平位移 系泊纜索 C 控制安裝駁水平位移 圖圖 3 2 6 123 2 6 12 安裝線纜布置安裝線纜布置 為確保操作準確 每條纜索與其操作絞車對應 所有的纜索卷筒和絞車均布置在安裝駁 系統(tǒng)甲板上 見表表 3 2 6 103 2 6 10 表表 3 2 6 103 2 6 10 安裝線纜規(guī)格一覽表安裝線纜規(guī)格一覽表 線纜類別線纜類別類型類型 纜力纜力 t t 長度長度 m m 纜規(guī)格纜規(guī)格 mm mm 數數 量量 所需絞車性能所需絞車性能 t t 吊索纜索 鋼纜 海用 400 600800 1000504 40 50 滑輪組 收縮 縱向纜索 鋼纜 海用 120 180400 6001216120 180 系泊纜索 鋼纜 海用 80 100400 60076880 100 體外定位系統(tǒng) 為減少水流和波浪對定位精度的影響 管節(jié)安裝初步就位后使用體外定位系統(tǒng)對平面位 置精確調整 定位系統(tǒng)見圖圖 3 2 6 133 2 6 13 圖圖 3 2 6 133 2 6 13 體外定位系統(tǒng)示意圖體外定位系統(tǒng)示意圖 A 系統(tǒng)工作流程 當隧道管節(jié)放置到基礎上后 體外定位系統(tǒng)將投入使用 a 管節(jié)縱向調整 管節(jié)縱向調整時 接頭端和尾端兩側體外定位系統(tǒng)輕微提起管節(jié) 由拉合千斤頂拖動管 節(jié)進行縱向移動 詳見圖圖 3 2 6 143 2 6 14 圖圖 3 2 6 143 2 6 14 隧道縱向調整示意圖隧道縱向調整示意圖 b 管節(jié)橫向調整 管節(jié)初步止水前以及水力壓接后要對管節(jié)尾端進行軸線調整 體外定位系統(tǒng)輕微提起管 節(jié) 由尾端定位系統(tǒng)底座上的橫向千斤頂調整進行調整 見圖圖 3 2 6 153 2 6 15 圖圖 3 2 6 153 2 6 15 管節(jié)尾端橫向調整示意圖管節(jié)尾端橫向調整示意圖 錨碇系統(tǒng) 控制管節(jié)安裝的纜索與預埋在海床上的錨相連 根據本工程地質條件及管節(jié)安裝數量多 的特點 選用專業(yè)錨公司的 Stevmanta VLA 型錨 A 錨的類型 Stevmanta VLA 型錨是一種垂直加載錨 如圖 3 2 6 16 所示 圖圖 3 2 6 163 2 6 16 StevmantaStevmanta VLAVLA 錨錨 B 錨的安裝 錨的安裝由拋錨船施工 安裝過程如圖圖 3 2 6 173 2 6 17 所示 圖圖 3 2 6 173 2 6 17 VLAVLA 錨的安裝過程錨的安裝過程 C 錨的選型 根據本工程錨纜荷載及地質條件 錨的選型見表表 3 2 6 113 2 6 11 表表 3 2 6 113 2 6 11 安裝作業(yè)用安裝作業(yè)用 VLAVLA 錨選型及相關參數表錨選型及相關參數表 用途用途型號型號入土深度入土深度最大錨力最大錨力預估拖曳距離預估拖曳距離 系泊線纜錨8 m2 Stevmanta VLA12m300t10 25m 收縮線纜錨10 m2 Stevmanta VLA12m450t10 25m 11 安裝測量 為了實現管節(jié)的精確安裝 采用光學測量 GPS 測量與水下測量定位技術相結合的測量 方案 見表表 3 2 6 123 2 6 12 表表 3 2 6 123 2 6 12 不同位置管節(jié)安裝測量方法不同位置管節(jié)安裝測量方法 管節(jié)位置管節(jié)位置主要測量方法主要測量方法 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 管節(jié)位置管節(jié)位置主要測量方法主要測量方法 島隧結合部近岸 淺水區(qū)域 E1 E2 E32 E3 3 浮運安裝測量 安裝駁高精度 GPS 系統(tǒng) 管頂測量塔 安裝后隧道內測量 光學測量貫通校核 前兩節(jié)進行水下測量方法驗證 水下相對位置測量法 Taut Wire 拉線 測距儀 水下聲納測距儀 Distance Sensor 距離傳感器 遠岸深水區(qū)域 浮運安裝測量 安裝駁高精度 GPS 初步定位 水下相對位置測量法 Taut Wire 拉線測距儀 水下聲納測距儀 Distance Sensor 距離傳 感器 安裝后隧道內測量 光學測量貫通校核 12 潛水作業(yè) 作業(yè)條件 根據國際潛水作業(yè)規(guī)程 潛水作業(yè)下潛和作業(yè)區(qū)最大水流速度為 0 6m s 1 2 節(jié) 當作 業(yè)區(qū)水流速度超過 0 6m s 1 2 節(jié) 相關潛水作業(yè)都要立即停止 考慮到安裝區(qū)淺層與深層 流速不同 若淺層流速較大 但深層潛水作業(yè)區(qū)流速滿足條件時 需要采用潛水吊籠 幫助 潛水員通過高流速區(qū) 潛水方式 由于本工程潛水深度較大 采用混合氣潛水的作業(yè)方式 在管節(jié)安裝過程中 管內設備 發(fā)生故障或其他緊急情況事 需要采用潛水鐘將作業(yè)人員送入管節(jié)內進行應急操作 作業(yè)內容 安裝配合潛水工作可分為 4 個不同的類型和地點 在系泊處的準備工作 GINA 止水帶檢查 測試安裝測量器材 在安裝點的準備工作 水力壓接面檢查 水下測量設備安裝等 在安裝期間潛水作業(yè) 導向裝置 GINA 止水帶和鋼端殼的檢查 管節(jié)對接前人工探摸 以及采用潛水鐘進入管節(jié)進行應急操作等 拆除工作時的潛水作業(yè) 體外定位系統(tǒng)的拆除 解開電纜 供氧管線以及回收隧道管節(jié) 頂部舾裝件等 3 2 6 23 2 6 2 管節(jié)起浮 系泊管節(jié)起浮 系泊 1 起浮出塢條件 在管節(jié)預制和一次舾裝工作完成后 要進行是否開展后續(xù)施工的條件判斷 判斷后分析 的項目主要有 管節(jié)制作質量是否合格 干塢灌水設施是否完備 氣象和水文是否滿足起浮和出塢要求 各種設備是否完好 應急措施準備是否就緒 2 干塢加水 檢漏 起浮和干舷調整 為檢驗管節(jié)密封和管節(jié)資身的防水性能 在干塢加水過程中需進行檢漏 管節(jié)檢漏起浮 流程見圖圖 3 2 6 183 2 6 18 圖圖 3 2 6 183 2 6 18 管節(jié)檢漏起浮流程圖管節(jié)檢漏起浮流程圖 為保證安裝過程中壓載水箱容量的充分利用 管節(jié)起浮后 排空水箱內的壓載水 通過 澆筑壓載混凝土的方式調整干舷 使起浮后管節(jié)的干舷控制在 300mm 左右 3 管節(jié)出塢 系泊 管節(jié)系泊利用深塢區(qū)可同時系泊 4 個管節(jié) 管節(jié)系泊具體流程圖圖 3 2 6 193 2 6 19 4 二次舾裝 在深塢區(qū)進行二次舾裝 具體流程見圖圖 3 2 6 203 2 6 20 圖圖 3 2 6 203 2 6 20 管節(jié)二次舾裝流程圖管節(jié)二次舾裝流程圖 5 安裝準備 安裝駁和體外定位系統(tǒng)安裝完成后 進行測量以及其他相關設備的連接和調試 為確保 管節(jié)在安裝過程各系統(tǒng)的可靠 所有系統(tǒng)都要進行調試 管節(jié)在浮運前需聯合相關海事部門對航道進行管制 防止浮運期間外來船只進入浮運航 道 同時清除航道內影響管節(jié)浮運的漂浮物 并提前完成相應安裝點的布錨 包括安裝駁錨 和系泊錨 準備工作 在管節(jié)到達指定安裝位置安裝開始前 需進行相應準備工作 準備工作包括 檢查和安 裝測量設備 拆除 Gina 保護罩等 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 圖圖 3 2 6 193 2 6 19 管節(jié)出塢流程圖管節(jié)出塢流程圖 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 3 2 6 33 2 6 3 管節(jié)浮運 安裝管節(jié)浮運 安裝 1 浮運安裝條件 浮運安裝準備工作就緒后 要進行是否施工的條件判斷 判斷分析的項目主要有 基槽及碎石基床 安裝前兩天 對基槽和基床進行全面細致的驗收 保證沉管就位時無任何障礙 根據基 槽淤積的程度 判斷是否采用清淤處理 交通標志 在安裝之前事先和港務 港監(jiān)等部門商定航道管理有關事項 并及時通知有關各方做好 準備 水上交通管制 臨時改道 開始之后 抓緊時間布置好封鎖標志 浮標 燈號 球號等 同時在安裝用錨上設置浮標 設備 動力情況檢查 管節(jié)安裝前應對管節(jié)內部的水泵 閘閥 加載水箱 管路系統(tǒng) 體外定位系統(tǒng)及油壓系 統(tǒng) 發(fā)電機 通訊聯絡系統(tǒng) 測量定位系統(tǒng)等進行檢查 及時排除故障 確保安裝工作順利 進行 應急措施的準備 對安裝過程中可能發(fā)生的緊急事件 例如 氣候突變 做好提前準備工作 確保安裝工作 萬無一失 2 管節(jié)浮運 拖輪配置 根據浮運阻力計算 選用 5 條 4000 馬力的港作拖輪 其中 4 條拖輪進行浮運拖帶 1 條拖輪應急備用 4 條 4000 匹的拖輪最大能提供 150 200t 的拖帶力 滿足拖運及操控要求 前面兩條拖輪負責導向拖拽 尾部兩條拖輪根據水流條件輔助拖航 并控制管節(jié)姿態(tài) 浮運 速度并實現管節(jié)轉向 拖帶方案 拖運方案見圖圖 3 2 6 213 2 6 21 當管節(jié)拖運至隧道基槽內后 為了減少水流阻力 便于拖輪 控制 采用局部橫向拖運方案 現場配置備用拖輪 防止管節(jié)漂移擱淺 圖圖 3 2 6 213 2 6 21 管節(jié)拖運方案示意圖管節(jié)拖運方案示意圖 3 管節(jié)安裝安裝 安裝點準備 A 系定位纜 當管節(jié)拖運到安裝位置后連接錨纜與預埋的 VLA 錨 通過管節(jié)系纜柱上的錨纜 安裝駁 上的錨纜和的絞車調整對管節(jié)進行系纜錨泊 B 定位調節(jié)方法 通過安裝駁上的絞車張拉和松弛各根錨纜對管節(jié)進行調節(jié) 通過水面和水下測量系統(tǒng)進 行定位 逐步調整到位 a 調節(jié)速度 定位速度 管節(jié)水平橫向 0 75m min 管節(jié)水平縱向 1 5m min b 定位精度 當平面位置誤差在 10cm 以內時 即可進行安裝作業(yè) 安裝安裝 A 標準段安裝作業(yè)的步驟 標準段安裝作業(yè)的步驟流程圖見圖圖 3 2 6 223 2 6 22 圖圖 3 2 6 233 2 6 23 B 島隧結合部 E1 E33 管節(jié)安裝作業(yè)的步驟 E1 管節(jié)由于處于島頭區(qū) 受到島頭效應影響 局部流速流態(tài)復雜 流速增加 安裝必 須嚴格按照島隧結合部安裝作業(yè)窗口條件進行 否則安裝系統(tǒng)難以承擔安裝期間的水流力 管節(jié)下沉工藝與標準管節(jié)相似 但在掛纜就位上有所不同 詳見圖圖 2 4 6 242 4 6 24 后續(xù)安裝步 驟與標準管節(jié)相同 參見標準管節(jié)安裝作業(yè)的步驟 圖圖 3 2 6 243 2 6 24 E1E1 管節(jié)就位示意圖管節(jié)就位示意圖 C 管節(jié)對接施工工藝 對接作業(yè)前的準備工作 雜物清除 由潛水員清除 GINA 橡膠止水帶四周及對接端端面上的雜物 拉合千斤頂的安裝 由潛水員安裝到管節(jié)的拉合臺座上 設備調試 啟動拉合千斤頂油缸 由潛水員觀察拉合千斤頂是否能夠順利工作 位置微調 對接過程利用體外定位系統(tǒng)對管節(jié)最終位置細微調 位置精確對位后 準備 水力壓合 對接作業(yè)的步驟 初步止水 啟動拉合千斤頂油缸并控制拉合速度 兩個拉合千斤頂拉合力為 200t 使 GINA 鼻尖壓縮 20mm 左右 此時通過體外定位系統(tǒng)對管節(jié)進行精細的微調 使軸線誤差 10mm 二次壓接止水 當初步止水結果得到潛水員檢查認可后 由已沉管節(jié)內的操作人員開啟 閥門 將接合端端封門間的水受控制地排除 利用自由端的巨大水壓力使 GINA 橡膠止水帶 進一步壓縮 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 圖圖 3 2 6 253 2 6 25 隧道管節(jié)二次壓接示意圖隧道管節(jié)二次壓接示意圖 管節(jié)尾端微調 二次壓接后 利用端面預留測量孔 進行管節(jié)貫通光學測量 確定安裝 后管節(jié)軸線位置 如果輕微偏離軸線 可利用體外定位系統(tǒng)設備將管節(jié)尾端進行微調 如果 偏離軸線過多 則需要封門間灌水 調節(jié)管節(jié)位置后重新進行水力壓接施工 二次壓載 對接操作完成后 對管內壓重水箱進行灌水 提供至少 1 06 的抗浮系數 壓載系數的確認需要結合安裝后管節(jié)外側的海水容重測量 利用水箱的富余高度調整實際壓 載量 D 對接作業(yè)的要點 初步止水后 為防 GINA 橡膠止水帶壓縮過快產生側翻 應控制排水的速度和流量 緩慢排出前后兩節(jié)管節(jié)端封門之間被 GINA 橡膠止水帶所包圍封閉的水 使得 GINA 橡膠止水帶受控制地緩慢壓縮 排水開始后 根據封門上的壓力計判斷 適時打開安設在已沉管節(jié)端封門頂部的進 氣閥 此時排水閥可完全打開 以防端封門受到反向的真空壓力 當水位降低到接 近水箱里的水位時 須開動排水泵助排 在拉合作業(yè)之前 之后均須由潛水員下去檢查 GINA 橡膠止水帶的接觸和壓合情況 一次拉合之后和二次壓接之后均須測量復核 并進行相應的管節(jié)位置調整 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 圖圖 3 2 6 223 2 6 22 標準段安裝作業(yè)的步驟流程圖標準段安裝作業(yè)的步驟流程圖 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 圖圖 3 2 6 233 2 6 23 管節(jié)安裝作業(yè)步驟端面詳圖管節(jié)安裝作業(yè)步驟端面詳圖 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 4 安裝后作業(yè) 根據施工需要 事前擬定拆除構件清單 清單上要清晰地標注好所有需要拆除的組件及 其位置 管節(jié)安裝后 根據事前擬定的拆除構件清單進行相關設備拆除工作 主要包括體外 定位系統(tǒng)的拆除 解開電纜管線以及回收隧道管節(jié)頂部舾裝件等 完成構件拆除工作后必需盡快在管節(jié)的兩側進行鎖定 然后進行回填覆蓋 以便及時對 管節(jié)加以保護 使其具有較好的防護能力 管節(jié)回填防護施工與管節(jié)安裝形成流水作業(yè) 安 放一節(jié) 同步跟進回填防護一節(jié) 以滿足已沉管節(jié)安全的需要 根據工程的特點和要求 鎖定回填 一般回填和反濾墊層覆蓋施工采用大型專用溜管船 依次進行該三道工序的施工 3 2 6 43 2 6 4 管內作業(yè)管內作業(yè) 詳見圖圖 3 2 6 263 2 6 26 3 2 6 53 2 6 5 最終接頭最終接頭 1 工藝概述 最終接頭設在 E29 和 E30 之間 E30 為最后安裝的管節(jié) E29 將被分為三段分別為 E29 1 E29 2 和最終接頭段 其中 E29 1 為 E29 的主體段 E29 2 為一個 5m 短段 E29 2 與 E30 通過拉索在塢內連接并預壓 GINA 止水帶 最終接頭長度約 2 5m 左右 最終接頭與 E29 的分 段關系見圖圖 3 2 6 273 2 6 27 圖圖 3 2 6 273 2 6 27 最終接頭與最終接頭與 E29E29 的分段關系的分段關系 E29 1 管節(jié)就位后 在最終接頭四周安裝止水模板 止水模板之間 止水模板和管節(jié)之 間設橡膠止水帶 通過緊固止水模板實現橡膠止水帶的初始壓合止水 然后將止水模板所封 閉的水體排出 止水模板兩側形成巨大水壓差 橡膠止水帶被進一步壓縮形成可靠的防水體 系 最后在無水條件下澆注最終接頭 與 E29 1 和 E29 2 形成整體 在排水前 為了防止因管節(jié)端面的水壓力消失導致接頭處的 GINA 回彈 在安裝頂面止 水模板前需要在管節(jié)的兩端面間安裝止退楔形塊 排水后原來作用在管節(jié)端面的水壓變由止 退楔形塊承擔以實現受力轉換 2 工藝流程 最終接頭的工藝流程見圖圖 3 2 6 283 2 6 28 圖圖 3 2 6 283 2 6 28 最終接頭施工的總體流程圖最終接頭施工的總體流程圖 3 施工方法 最終接頭的施工方法見圖圖 3 2 6 293 2 6 29 此文檔收集于網絡 如有侵權 請聯系網站刪除 此文檔僅供學習與交流 圖圖 3 2 6 263 2 6 26 管內作業(yè)圖管內作業(yè)圖 3 2 73 2 7 回填覆蓋施工回填覆蓋施工 管節(jié)上方的回填防護布置形式總體分為兩類 一是回填保護層頂面低于開挖前原海床面 的沉管中間段 二是兩端頂面高于原海床面的島頭連接段 管節(jié)安裝后立即進行鎖定及覆蓋回填 回填必須兩側對稱 同步 等量施工 3 2 7 13 2 7 1 施工設備施工設備 管節(jié)回填設備 為確?；靥钯|量 本工程專門改建一艘溜管船 見圖圖 3 2 73 2 7 1 1 面層覆蓋設備 采用斗容 6m3 抓斗船 配置梅花抓斗 軟體排鋪設設備 選用 4000t 專用鋪排船 3 2 7 23 2 7 2 設備施工工效設備施工工效 管節(jié)回填各類施工設備功效分析見表表 3 2 73 2 7 1 1 表表 3 2 73 2 7 1 1 管節(jié)回填施工設備功效分析表管節(jié)回填施工設備功效分析表 項項 目目 施工效率施工效率 m m3 3 h h 每天有效工作時間 每天有效工作時間 h h 日產量日產量 m m3 3 d d 月施工天數月施工天數 d d 月產量月產量 萬萬 m m3 3 溜管船 240163840259 6 抓斗船 80181280253 2 鋪排船 60042400256 3 2 7 33 2 7 3 設備配置設備配置 5000t 專用溜管船 1 艘 專用鋪排船 1 艘 6m3 抓斗船 2 艘 1000t 皮帶運輸船 8 艘 1000t 石料運輸船 8 艘 1600kW 拖輪 1 艘 吊機船 1 艘 拋錨船 1 艘 圖圖 3 2 73 2 7 1 1 溜管船結構及工作示意圖溜管船結構及工作示意圖 3 2 7 43 2 7 4 施工流程施工流程 回填采用安裝一節(jié) 回填覆蓋一節(jié)的施工方法 施工工藝流程見圖圖 3 2 73 2 7 2 2 圖圖 3 2 73 2 7 2 2 回填施工工藝流程圖回填施工工藝流程圖 3 2 7 53 2 7 5 島頭段回填島頭段回填 1 施工方法 施工作業(yè)條件 風力 蒲氏 7 級 波高 1 2m 流速 1 5m s 作業(yè)流程 見圖圖 3 2 73 2 7 3 3 圖圖 3 2 73 2 7 3 3 近島段管段回填覆蓋作業(yè)流程示意圖近島段管段回填覆蓋作業(yè)流程示意圖 鎖定回填 一般回填 E1 E2 和 E33 E32 管節(jié)端部由于受島頭段地理位置及管節(jié)沉放后水深的限制 選擇溜 管船在高潮位時首先進行管節(jié)尾部兩側的點鎖施工 然后安排兩艘皮帶運輸船在管節(jié)兩側同 步進行拋填鎖定 皮帶運輸船進行定點定量 兩側同步均勻回填 鎖定結束后用同樣方法進行一般回填施工 反濾 墊層塊石 層施工 護面頂高程在 4m 以上的反濾層采用 200 300kg 塊石 頂高程 4m 以下反濾層采用 10 100kg 片石 選擇抓斗船施工 兩艘船舶布置在管節(jié)兩側 自管節(jié)尾部向首部按抓斗船