沉箱出运安全施工方案.docx
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1、北海铁山港区石头埠作业区1#、2#泊位码头水工工程1#泊位码头水工工程沉箱陆上出运安全专项方案 审 批 人: 审 核 人: 编 制 人: 日 期: 中交四航局北海铁山港区神华能源1#泊位工程项目经理部1概况22 施工机械设备23.1出运流程33.1.1沉箱横移流程33.1.2沉箱出运流程33.2出运方法33.2.1 施工原理33.2.2 出运设备确定33.2.3 沉箱移运过程64 危险性分析及风险评价94.1沉箱陆上出运危险性分析94.2 危险等级的划分104.2.1 作业条件与危险性评价法104.2.2 评价步骤104.2.3 评价结论115 安全对策措施115.1 安全管理措施115.1.
2、1 一般安全管理措施125.1.2设备设施安全管理措施125.1.3防暑降温措施125.2 安全技术保证措施135.3 安全教育156 应急救援措施156.1 触电事故应急救援措施166.2 物体打击事故应急救援措施177附则17安全施工方案1概况本工程沉箱陆上出运分为沉箱横移和纵移两个部分,横移沉箱9件,纵移沉箱20件。预制场共两条生产线,共预制沉箱构件20件,2号线作为生产线,1号线作为存放线,需要横移存放的沉箱9件,其中2号线的斜坡点也作为存放点,存放2件沉箱,另外9件沉箱不需要横移存放,直接纵移至浮船坞。单件沉箱重2834.5t,沉箱主要尺度为:底宽19.65m(其中包括前趾板宽1.5
3、m),长度16.95m,高17.2m,纵横向分隔数为44。2 施工机械设备根据沉箱出运施工工艺特点以及结合施工现场实际情况,本工程主要投入施工设备见表2-1。表2-1 沉箱出运施工船机设备序号 设备名称 规格型号单位数量备注1卷扬机8t台4配500m28mm钢丝绳2滑轮组6匹个83滑柄单轮15T个154气囊1m10m个40配充气嘴40组5空压机 12m台26装载机30台27卸扣65t个308钢丝绳65mm(40m)条49钢丝绳65mm(20m)条210钢丝绳65mm(7m)条211钢丝绳65mm(5m)条412钢丝绳65mm(30m)条413枕木1m0.2m0.2m条24003 沉箱陆上出运流
4、程及方法3.1出运流程3.1.1沉箱横移流程准备工作气囊就位顶升并抽出工字钢及钢垫板支垫枕木并就位气囊气囊顶升并抽出枕木沉箱横移牵引至指定位置并支垫枕木结束、清理现场。3.1.2沉箱出运流程准备工作气囊就位顶升并抽出工字钢及钢垫板支垫枕木并就位气囊气囊顶升并抽出枕木沉箱纵移移至斜坡前端,带上后溜钢丝绳溜坡至出运码头前沿,牵引卷扬机更换为浮船坞的牵引卷扬机上驳、沉箱加固结束、清理现场。3.2出运方法3.2.1 施工原理所有沉箱出运均采用气囊出运,在沉箱的下面放置特制橡胶气囊,通过充气加压顶升沉箱,再在需移动的方向上施加足够的牵引力,在牵引力作用下沉箱对气囊产生摩擦力从而使气囊产生滚动,达到沉箱前
5、移目的。在沉箱压力下气囊可以产生较大变形,增加气囊与沉箱及地面的接触面积,使单位面积的压力减少,且受力较均匀,故对场地的适应性强,所有沉箱均采用双排气囊。3.2.2 出运设备确定(1)卷扬机的确定牵引力公式F=fQ。F为牵引力,f为气囊与地面的滚动摩擦系数,根据我公司沉箱出运经验,取f为0.05,Q为沉箱重量,故F=0.052834.5t=141.7t。本工程沉箱移运由4台卷扬机完成,规格为8t,转速12m/min,全部统一采用同厂家同规格卷扬机,电动机统一型号是YZR251-8,功率是22KW,确保性能一致和尽量同步。卷扬机通过12倍率滑轮组对沉箱进行牵引或溜尾,则每台卷扬机牵引力为96t(
6、未考虑机械效率及夹角的影响),合力可达192t,根据我公司沉箱出运经验及卷扬机转速,出运速度不应大于1.7m/min。卷扬机布置在码头前沿两侧设置的卷扬机台座上,码头前沿两侧分别设置牵引与溜尾8t卷扬机各一台;牵引卷扬机钢丝绳通过捆绑在前拉地锚上的两滑轮组与挂在沉箱上的两滑轮组,作沉箱纵向牵引用。溜尾卷扬机钢丝绳通过捆绑在通道后或通道中间的地锚上的两个滑轮组、挂在沉箱上的两个滑轮组,作沉箱纵移和下斜坡时溜尾用。(2)气囊的确定气囊受压变形后,可视为一种规则的形态,即气囊横截面呈正扁形态,根据本工程沉箱的规格,沉箱横移使用9排(18条)气囊,沉箱纵移使用7排(14条)气囊。根据我公司出运构件使用
7、气囊的经验,本次选用气囊公称直径:D=1m,额定工作压强为0.4MPa的气囊。沉箱纵移的工作高度:H=0.4m,气囊有效工作长度为L纵=9m,气囊净距:a0.5m;沉箱横移的工作高度:H=0.4m,气囊有效工作长度为L横=7.5m,气囊净距:a0.5m,根据气囊受压横截面图,可计算出L=(3.14-3.140.4)/2=0.94m。则每个气囊受压状态下与沉箱接触面积:B纵=0.949=9.63m B横=1.077.5=8.03m 气囊与沉箱底总接触面积:S纵=14B纵=149.63=134.8m S横=18B横=189.63=173.34m 气囊所受压力:P纵= G/S纵=2834.5/134
8、.8=21t/m=0.21Mpa P横= G/S横=2834.5/173.34=16.4t/m=0.164Mpa安全系数:K纵P允许/ P纵0.4/0.21=1.91 K横P允许/ P横0.4/0.164=2.441根据计算结果,假设气囊工作压强达到0.4MPa,需要多少条气囊才能把沉箱安全顶升?G/S=40t/m,S=G/40=2834.5/40=70.9m,S=N90.94=70.9m,N=70.9/90.94=8.8条因此至少需要9条气囊才能保证沉箱安全顶升。气囊受压截面、气囊结构及平面布置图如下:图五:气囊受压横截面图图六:气囊结构图图七:气囊纵移平面布置图图八:气囊横移平面布置图(3
9、)牵引及接长钢丝绳的确定本工程采用65mm(根据钢丝绳出厂使用标准:抗拉强度为1870N/mm,单条最小破断力为300t)作为牵引和溜尾接长用钢丝绳,安全系数大于6.67;用28mm(根据钢丝绳出厂使用标准:1670N/mm,单条最小破断力48.2T)作为卷扬机牵引用,使用8t卷扬机,最大牵引力为8t,安全系数大于6。(4)插销的确定本工程采用直径为125mm,长度为1m的Q345B圆钢作为牵引和溜尾插销,其抗剪强度=0.60.8抗拉强度,Q345B圆钢抗拉强度=51.6Kg/mm,125mm截面积=12266mm,最大抗剪强度=0.81226651.6=506340Kg=506.34t,最小
10、抗剪强度=0.61226651.6=379755Kg=379.76t,因此两条插销最小抗剪力为760t,根据沉箱重力计算F=0.052834.5t=141.7t,满足牵引力要求。3.2.3 沉箱移运过程(1)准备工作A、技术准备:确定沉箱是否达到出运所要求的强度,第一层混泥土强度达到100%,第四层混泥土强度达到80%,且横移完成后继续养护;技术负责人在出运前应对参加出运的所有作业人员进行技术交底; 安全员在出运前应对参加出运的所有作业人员进行安全培训。B、出运前准备: 出运时间选择根据施工计划确定移运时间;根据实际潮水水位情况,决定沉箱上浮船坞时间。出运前检查 检查沉箱内腔是否有积水,若有积
11、水必须把水抽干方能出运。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,应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,并排除一切隐患。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,是否漏气;各地锚、卸扣是否磨损,是否超负荷;备用空压机、备用电源处于良好状态。检查沉箱检查沉箱底部有无棱角突出,有则先清除。清理通道、场地平整清理通道上一切尖锐物、石头及障碍物,并对场地进行整平。横移时需要经过4条钢轨槽,采用在钢轨槽(钢轨两侧)里摆放木方,然后再在木方上铺一块1.5m1.5m5mm的钢板,具体铺设见图三:横移断面图。连接牵引后溜沉箱钢丝绳在预留牵引后溜孔
12、处插上直径125mm的插销,套上牵引及后溜钢丝绳。摆气囊工字钢及钢垫板抽完后,进行气囊摆放工作,每个气囊的轴线与移运方向垂直,沉箱边用红漆标上气囊就位线和枕木安放线,以便气囊迅速就位。气囊露出沉箱两侧长度相等。空压机及管路系统就位备用。(2)沉箱顶升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插销系好,并启动卷扬机使各钢丝绳处于受力状态,然后稍微放松,放松程度以使气囊充气顶升沉箱至运行高度时不致受限制进行控制(宜在充气顶升过程中进行调整)。气囊初充气初充:连接空气压缩机与气囊之间的气管,连接妥当并检查气压表是否正常后充气,对气囊充气时应均匀、缓慢,观察气压表读数,初次气囊充气压力控制在0
13、.10.12Mpa停止充气。这时气囊与底模共同承受沉箱重量。继续充气:将沉箱顶升至运行高度0.4m,继续对气囊充气并应对称、缓慢进行(由阀门控制),气囊气压值控制在0.20Mpa。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,沉箱底面完全脱离支承混凝土。实施时应根据实际情况对气囊压力值进行适当调整,使之满足运行要求。拖出支承工字钢把支承工字钢拆除并拖出,顺直拖出支承工字钢,防止支承工字钢刮伤气囊,同时派专人观察各气囊气压值,发现异常,立即采取措施解决。支承工字钢完全离开沉箱底部后,对沉箱底部再次检查有无棱角突出,检查正常后进入沉箱移运准备阶段。(3)沉箱前移调整气囊至运行高度、沉箱准备
14、前移,检查与调整各气囊的压力,使气囊高度一致。现场指挥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,再次检查观察钢丝绳张紧程度,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,使溜尾钢绳稍处于松弛状态。当一切处于正常状态时,指挥员才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,既不与牵引钢丝绳抗衡,又能限制沉箱前倾。沉箱前进时要随时注意沉箱的运行状态,当出现走偏时及时采用合适的纠偏措施进行纠偏。在沉箱移动过程中,如发现气囊
15、漏气导致影响出运时,必须及时进行补充充气,必要时更换气囊。(4)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,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后再启动运行。沉箱前进方向始终保持3根待工作气囊。在牵引移动过程中,让沉箱的重心线与出运通道中心线一致,当出现沉箱走偏时,必须纠偏;纠偏时,可结合新摆放进沉箱底部的气囊斜摆一小角度来进行(与走偏方向相反)。注意纠偏不能过急,以防走“之”字形。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,最后才快速放气(应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
16、囊搬运到沉箱前面预定位置备用,如此重复直到沉箱移至指定位置。(5)斜坡段前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,同时要注意溜尾卷扬机钢丝绳受力情况,尽量做到受力均匀。沉箱前后方向高度要保持尽量接近,严禁利用自然斜坡滑行。在斜坡段更换或接长钢丝绳时,在沉箱前面底部有用枕木支垫,防止因意外时沉箱向前滑移,绝对不允许同时对两部溜尾卷扬机的钢丝绳进行更换或接长。(6)沉箱纠偏纵移时,将采取如下纠偏措施:将气囊摆放与横轴线(垂直通道纵轴线)形成一个偏角。即将后壁方向的气囊囊头向后摆一定距离,具体根据实际操作结合纠偏时通过实验获得。通过控制卷
17、扬机强制纠偏,但必须注意各钢丝绳受力情况,本措施在斜坡段必须慎重使用。纵移通道特别是码头混凝土面,宜在气囊囊头(前趾方向)经过的地方铺设细砂。4 危险性分析及风险评价4.1沉箱陆上出运危险性分析根据对沉箱出运施工作业条件及作业环境等方面的分析,结合沉箱出运施工工艺特点及设备,从人、机、环因素综合分析,沉箱出运施工导致的事故可能有:物体打击事故、起重伤害事故、触电事故、机械伤害事故、车辆伤害事故。结合本工程施工特点等综合因素,这里采用类比法对沉箱出运过程进行危险源辨识。沉箱陆上出运施工工艺重要危险因素见表4-1。表4-1 重要危险源一览表序号活动点/工序/小部位分序危险源可能导致事故现有控制措施
18、1沉箱出运1)沉箱出运选用气囊额定工作压力低于实际承受载荷,出运作业时气囊压力过大或遇尖锐物其他伤害ABD2)沉箱出运前未对牵引系统及地锚、钢丝绳、滑轮组、卸扣、导向轮等部件进行安全检查物体打击BD3)沉箱出运进行气囊充气速度过快物体打击其他爆炸ABD注:控制措施中的ABCD分别代表A:制定目标.指标和管理方案 B:执行运行控制程序 C:教育与培训 D:监督检查 4.2 危险等级的划分上节已经对沉箱出运过程中存在的危险因数做了整体上概括,在施工作业前,可以使管理者和作业人员对沉箱出运过程中存在的危险源因素了解的比较清楚,便于做好预防工作,排除基本危险因素。在施工过程中,需要对出现的危险、事故和
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