已安沉管尾端钢封门前清淤施工风险防范

朱淋淋，何 波

已安沉管尾端钢封门前清淤施工风险防范

朱淋淋，何 波

（中交广州航道局有限公司，广东广州510221）

港珠澳大桥岛隧工程隧道基槽已安装管节钢封门前清淤，主要为邻近管节碎石垫层铺设前及碎石垫层面的清淤施工。在该区域附近清淤施工，如操作不当或预案不足将会给已安隧道沉管带来不可接受的风险，因此有必要对在该区域清淤施工的相关细节进行充分研究。通过采取风险防范措施，取得了较好的施工效果。

沉管；清淤；施工风险；防范措施

1 工程概况

港珠澳大桥是目前世界范围内最长、埋置最深、单孔跨度最宽、单节管节最长、规模最大的海底公路沉管隧道，也是我国交通建设史上技术最复杂、标准最高的海中隧道工程。

该工程共包括以下三项内容:海中桥隧工程，香港、珠海和澳门三地口岸，香港、珠海、澳门三地连接线。

其中穿越伶仃西航道和铜鼓航道的海底隧道沉管段总长5.664 km，由33个管节组成，其中直线段管节28个，曲线段管节5个。标准管节长180m，分成8个标准节段，每个节段长22.5m[1]。

2 风险辨识

为尽量减少已安装沉管末端钢封门前的清淤施工风险，每一个管节碎石垫层铺设前或碎石垫层面的清淤施工范围，一般都跨进下一个管节基槽一定范围。但在E13、E14管节碎石垫层铺设前人工探摸发现，约20 d前刚完成清淤施工的已安装沉管钢封门前一定范围又出现了10～20 cm厚度不均的淤泥。

通过综合分析判断，上述现象可能与隧道基槽施工基本都处于深度超过40m的深槽段、碎石垫层铺设中的挤淤效应及基槽开始出现由深往浅呈“倒坡”地势等因素有关。目前，施工工况条件日趋复杂，尤其是后期从E25管节开始，隧道基槽这种“倒坡”现象将更加显著。

据此判断，今后在钢封门前邻近区域的清淤施工将不可避免。

钢封门前清淤示意图见图1，钢封门结构见图2。

图1 钢封门前清淤施工布置（立面）示意图Fig.1 Schematic diagram(vertical)of desilting layout in fron tof steel door

图2 钢封门结构Fig.2 Steel door structure

结合专用清淤船结构特点、清淤工艺及工况等因素综合判断，在已安装管节钢封门前清淤施工存在较大风险，风险因素辨识如表1所示。

表1 钢封门前清淤施工风险辨识表Table1 Tableof risk identification for desiltingwork in fron tof steel door

在2014年10月召开的沉管安装第14次风险评估咨询会上，与会专家们明确指出:尽量采用超前的清淤工艺，建议研究采用其他风险较小的清淤措施和手段。

3 环境、人为及定位系统类风险防范措施

根据以上可能面临的钢封门前清淤施工风险辨识情况和相关专家意见，经进一步分析研究，制定了相应的防范措施。

3.1 加强现场应急警戒

在已安装管节钢封门前清淤施工期间，安排大马力拖轮和锚艇，加强现场警戒与应急值班工作，以便在发生清淤船走锚、断缆或与其他船舶碰撞等危急状况下应急应对处理[2-3]。

3.2 尽量超前清淤

对每个管节夯平块石基础面层上的清淤施工，适当扩大清淤范围，如跨过相邻下一个管节首端一定范围，以尽量减少邻近区域“淤积源”。

3.3 设置“警戒区”与合理抛设锚

将钢封门前约20 m宽的范围设置为“钢封门前施工警戒区”（以下简称“警戒区”，见图3），制定标准化操作流程。进入“警戒区”作业前，须进行充分技术交底。同时，与船长商定抛锚方位及距离，结合潮流方向与附近地形及障碍物等条件，尽量大角度、长距离抛锚，禁止在基槽边坡上抛锚，锚缆长度不小于150 m；抛锚完成后，安排测量人员应用RTK复测具体锚位坐标，如定位差距较大，则应安排起锚艇重新抛锚，直至抛锚至指定位置。

3.4 加强施工协调

项目总经理部提前组织专题施工协调会，做好各参建工区各工序之间的施工协调，发布内部施工航行通告。“捷龙”轮在“警戒区”内清淤作业期间，杜绝其他船舶交叉抛锚，如有施工干扰，其他工序或船舶应提前让出足够作业空间，同时锚标识应明显，避免被附近船舶起锚时钩到锚缆，必要时提前告知海事管理部门，加强施工区临近海域过往船舶的航行管控与协调。

3.5 选择清淤时机

在“警戒区”内的清淤施工作业，应安排在平潮或缓涨潮时段，同时充分利用气象窗口预报保障系统，加强对突发恶劣天气海况跟踪，如遇上述现象，提前将专用清淤船“捷龙”轮撤出“警戒区”。

图3 钢封门前清淤施工警戒区布置示意图Fig.3 Schematic diagraMofwarning area for desiltingwork in frontof steeldoor

3.6 加强人员风险管控

“警戒区”内的清淤施工作业，须由经验丰富的船长或大副为主、双人双岗当班操作，施工期间须加强对施工海域周边的瞭望，项目主管领导驻船值班。

3.7 加强锚缆系统与桥梁检查

每次收放锚缆均认真检查每一条锚缆状况，时间间隔不超过4 d，如发现断丝等异常情况，立即报告船长及时更换；安排专业人员定期对桥梁刚性开展检测和评估工作，提高船机设备的可靠性和安全性。

3.8 加强测量风险管控

定期校核吸淤头的定位显示；严控GPS信号的稳定性，如发现信号失锁或不稳定现象，应暂停施工并稳定好船位。

4 锚缆系统类风险防范措施

“捷龙”轮锚缆系统的安全性在设计时已进行较充分考虑，在项目前期使用过程中也已基本验证。由于“捷龙”主桥梁长80多m，重200多t，如因走锚或钢丝断裂发生桥梁或吸头与钢封门碰撞，造成的灾难性后果将不可想象，因此有必要进一步提高锚缆系统和主桥梁的安全度，将“捷龙”轮现有的锚缆、绞车、液压等系统进行全面升级改造。

4.1 加大锚抓力，提高锚缆系统稳定性

4.1.1 加大锚重，更换锚缆钢丝

1）加大现有“山”字锚的重量，如尾中锚由4 t更换为5 t，其余5只锚由2 t更换为3 t。

2）更换现有的尾中锚钢丝由φ48 mm×600 m更换为φ52mm×800 m；其他5条锚缆钢丝由φ28 mm×350 m更换为φ32 mm×500 m，并更换相应的绞缆筒。

4.1.2 更换与锚缆相匹配的锚绞车系统

1）将尾中锚绞车的拉力由200 kN增大至300 kN，其他5个锚的绞车拉力则由160 kN增大至200 kN。

2）将尾中锚绞车刹车油缸压力由480 kN增大至720 kN，其他5个刹车油缸压力由350 kN增大至500 kN，更换刹车带、油马达及导向滑轮，以防刹车打滑。

4.2 提高主桥梁安全度

4.2.1 更换更粗的桥梁钢丝及绞车系统

1）将主桥梁起吊钢丝由φ44 mm×250 m更换为φ48 mm×250 m；主桥梁绞车拉力由380 kN增大至440 kN；刹车油缸压力由600 kN增大至720 kN。

2）桥梁前段、中段CT绞车拉力分别由16 kN增大至20 kN、32 kN增大至40 kN；钢丝均由φ30mm更换为φ40mm。

3）以上绞车须更换相应的刹车带、油马达、绞车筒等，以防止刹车打滑等现象，确保升降桥梁的拉力。

4.2.2 增设桥梁升降滑轮组

为减轻主桥梁钢丝的负载和主桥梁绞车的拉力，提高主桥梁的施工安全性，增加1组桥梁升降滑轮组（由定滑轮和动滑轮各一组组成，具体可详见图4），更换新铜套，加装牛油泵及分配阀2套。

图4 桥梁升降滑轮组示意图Fig.4 Schematic diagraMof liftingwinch for bridge

4.3 更换与绞车系统相匹配的船舶液压系统

1）更换船舶主液压系统的液压泵，使之与以上新绞车系统相匹配。

2）更换船舶液压管系和液压阀件。

5 结语

在港珠澳大桥岛隧工程隧道基槽已安装管节钢封门前历次清淤施工中，通过上述综合风险防范措施，取得了较好的施工效果，有效规避了各种风险，切实保障了该区域清淤施工的安全，为工程稳步推进、实现工期目标奠定了基础，对今后类似工程施工也具参考意义。

[1]中交公路规划设计院有限公司.港珠澳大桥主体工程岛隧工程施工图设计:沉管隧道[R].2011.

CCCCH ighway Consultants Co.,Ltd.Construction drawings of island and tunnel project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge: immersed tunnel[R].2011.

[2]中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第IV工区项目经理部.港珠澳大桥岛隧工程E14管节末端钢封门前回淤基床处置施工安全保障专项措施[R].2014.

ProjectManagement forWork Area IV for Island and Tunnel Project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Joint Venture of China Communication Construction Co.,Ltd.Special safety guarantee measurements for silted gravel bed treatment in front of E14 tube steel door for island and tunnel project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge[R].2014.

[3]中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第IV工区项目经理部.港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道基槽清淤施工方案[R].2012.

ProjectManagement forWork Area IV for Island and Tunnel Project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Joint Venture of China Communication Construction Co.,Ltd.Method statement for desilting of foundation trench for immersed tunnel sections for island and tunnel projectof Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge[R].2012.

Preventivemeasures against risks of desilting in front of steel door of installed imMersed tunnel section for Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge

ZHU Lin-lin，HEBo
（CCCCGuangzhou Dredging Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong510221,China）

The silt removal in frontof the steeldoorof installed immersed tunnel tube In the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Island&Tunnel project isexecuted before laying of the gravelbedding layer for the adjacent tunnel section and desilting on the sufaceofgravelbedding layer.While desilting in thementioned areas,unacceptable risk willbe caused to the foundation trench for immersed tunnel sectionsby improper operation or insufficientprecautionarymeasures,therefore it isnecessary to study full details ofdesilting.By taking the risk preventionmeasures,toachievebetter construction effect.

immersed tube;desilting;construction risk;preventivemeasure

U698.1

B

2095-7874（2016）07-0101-04

10.7640/zggw js201607029

2016-05-21

朱淋淋（1983—），男，江苏淮安人，硕士，工程师，从事项目管理工作，测绘工程/建筑与土木工程专业。E-mail:332662124@qq.com