本發(fā)明涉及一種電廠海上取水頭沉箱的安裝工藝。

背景技術(shù)：

火力發(fā)電和核能發(fā)電都需要對發(fā)電設(shè)備進行冷卻，這就需要大量的冷卻水。因此，大型核電、火電站大多靠近海灣、河口、湖泊、水庫等處選址，以便就地利用水資源實現(xiàn)冷卻。取排水沉管工程是決定發(fā)電廠熱能效率高低的重要因素之一。取水管由二十節(jié)取水沉管構(gòu)成，其中第一節(jié)至第十三節(jié)為雙孔管，第十四節(jié)為雙孔共壁管過渡至兩個單孔管而呈“Y”形，因此取兩座圓形取水頭沉箱。取水頭沉箱的結(jié)構(gòu)見圖2，它的安裝施工難度大，具體體現(xiàn)如下：

1)取水頭沉箱的結(jié)構(gòu)本身不具備封閉空間，下水后無法自浮，沒水后的自重約1650t，而取水頭的八個吊點所能承受的最大吊力之和僅為450t(6×75t)，必須采用助浮措施方可進行安裝；

2)取水頭沉箱為偏心結(jié)構(gòu)，出水口一側(cè)較重，吊裝過程中平衡難以控制；

3)取水頭沉箱不同于常規(guī)重力式碼頭沉箱，因取水功能需要，沉箱倉內(nèi)不設(shè)隔倉，安裝過程中無法分倉壓水控制平衡；

4)設(shè)計考慮的安裝工況要求取水頭沉箱在封閉狀態(tài)下內(nèi)外水頭差不得超過7.85米，若采用封閉方式安裝，必須嚴格控制內(nèi)外水頭差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種電廠海上取水頭沉箱的安裝工藝，它能確保取水頭沉箱的安裝精度滿足設(shè)計及規(guī)范要求，還能減少工程造價，縮短施工工期。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種電廠海上取水頭沉箱的安裝工藝，包括以下步驟：取水頭預(yù)制、取水頭上駁、半潛駁船運輸、半潛駁船下潛、取水頭吊運、取水頭定位、取水頭下沉安裝和取水頭解除封閉；其中，

進行所述取水頭預(yù)制步驟時，是在預(yù)制場碼頭預(yù)制兩座取水頭沉箱；每座取水頭沉箱為具有頂板和底板的圓筒形并且外徑為21.4m，高度為13.85m，壁厚為0.7m，重量為2800t；取水頭沉箱的頂面以下2.5m處沿圓周面開有一圈高度為2m且用鋼筋混凝土支柱支撐并分隔的進水窗口，每個進水窗口中均設(shè)置進水格柵；取水頭沉箱的底面以上2.2m處有一個面積為5.2m×5.2m并傾斜75°的方形出水口；取水頭沉箱內(nèi)還設(shè)置井字形橫梁并在橫梁的相交處設(shè)置立柱；預(yù)制時，在混凝土支柱中預(yù)埋環(huán)形預(yù)埋件，在預(yù)制完成后，用定型鋼板將進水格柵密封，同時，將出水口用鋼封門封閉，在取水頭沉箱頂板上的檢修孔用鋼板進行封堵，并連接抽水管；還在所述出水口的鋼封門上均布安裝若干進水閥門，這些進水閥門的蓋板上均連接一根拉繩；

進行所述取水頭上駁步驟時，將預(yù)制完成的取水頭沉箱裝在半潛駁船上，取水頭沉箱以其下部出水口朝向船尾的方式置于半潛駁船的中心位置，每次僅安裝一座取水頭沉箱；

進行所述半潛駁船運輸步驟時，由拖輪將裝有一座取水頭沉箱的半潛駁船由預(yù)制場碼頭拖帶至下潛坑，半潛駁船順取水沉管的安裝軸線方向并且船首朝向海側(cè)，船尾朝向岸側(cè)，再通過四角拋八字錨就位；

進行所述半潛駁船下潛步驟時，起重船先就位并系掛吊纜，再安裝測量GPS；起重船就位時，起重船順取水沉管的安裝軸線方向在半潛駁船的船首前方通過四角拋八字錨就位；就位完成后，起重船向前移動船位，使扒桿從半潛駁船的船首塔樓之間進入半潛駁船，當起重船的主掛鉤垂線與取水頭沉箱的頂面圓心重合時停止移船，放下主掛鉤，系掛吊纜；安裝測量GPS時，將測量GPS安放到測量桿的頂端，通過無線信號與起重船的電腦連接好，再利用起重船的小吊鉤將測量桿吊放到取水頭沉箱的預(yù)埋件上，將測量桿調(diào)整到垂直位置后，通過預(yù)埋螺栓固定在預(yù)埋件上；半潛駁船注水下潛，當取水頭沉箱的出水口上的進水閥門沒入水下時，由潛水員拉動拉繩即可打開進水閥門對取水頭沉箱進行注水；需要停止注水時，潛水員只需放松繩子，由于取水頭沉箱的內(nèi)外存在水頭差，在外部水壓力的作用下，進水閥門即可自動關(guān)閉；當取水頭沉箱內(nèi)的注水高度達到0.7m時停止注水，半潛駁船繼續(xù)下潛，起重船的主掛鉤跟隨松放；當半潛駁船下沉到取水頭沉箱的吃水深度為7.5m時停止下潛，起重船起鉤，將取水頭沉箱吊離半潛駁船，同時，收緊后錨移動船位，退出半潛駁船，之后，半潛駁船上浮收錨移船出下潛坑，由拖輪拖回預(yù)制場碼頭，進行第二座取水頭沉箱的上駁、運輸和下潛；

進行所述取水頭吊運步驟時，由起重船進行沉箱浮運，吊運過程中保持取水頭沉箱的吃水深度為11.4m并確保取水頭沉箱內(nèi)的注水高度為5m，起重船通過絞錨纜移動船位至安裝位置；

進行所述取水頭定位步驟時，包括依次進行的起重船定位和取水頭初定位；

進行起重船定位時，起重船吊著取水頭沉箱進入基槽范圍后停船拋錨，并精確調(diào)整船位準備取水頭沉箱安裝；

進行取水頭初定位時，起重船的電腦通過無線信號接收取水頭沉箱頂部的測量GPS的信號，將取水頭沉箱的精確位置反映在定位軟件上，測量員反饋信息給船長，由船長指揮卷揚機操作工絞纜進行初定位，使取水頭沉箱的軸線與取水沉管的安裝軸線基本保持對齊，待取水頭沉箱的頂面圓心的測量點緩緩靠近設(shè)計安裝圓心時，停止移船；

進行所述取水頭下沉安裝步驟時，潛水員潛入水下，實地探摸取水頭沉箱的位置，由潛水員在水下指揮起重船移船及松放主掛鉤，取水頭沉箱下放的同時繼續(xù)注水，當取水頭沉箱完全沒入水面以下時，取水頭沉箱內(nèi)的注水高度應(yīng)達到7.8m，此時停止注水；在安裝取水頭沉箱過程中，測量員密切注意取水頭軸線位置是否與設(shè)計軸線吻合，且確保取水頭沉箱的進水口頂面圓心與設(shè)計圓心吻合，測量員與潛水員共同反饋信息給起重船的船長，由起重船的船長指揮起重船繼續(xù)下放取水頭沉箱，直至取水頭沉箱平穩(wěn)著床，起重船松鉤，潛水員水下解除起吊卸扣，繼續(xù)注水直至取水頭沉箱內(nèi)的水滿，完成安裝；

進行所述取水頭解除封閉步驟時，由潛水員水下拆除進水格柵上的定型鋼板及出水口的鋼封門，由起重船吊出水面放回到半潛駁船存放。

上述的電廠海上取水頭沉箱的安裝工藝，其中，所述取水頭沉箱上設(shè)兩個測量點，該兩個測量點分別設(shè)在取水頭沉箱的頂面圓心和出水口的頂面中心并且均位于取水沉管的安裝軸線上。

上述的電廠海上取水頭沉箱的安裝工藝，其中，進行取水頭吊運步驟時，在所述取水頭沉箱的頂面布設(shè)八個吊點。

上述的電廠海上取水頭沉箱的安裝工藝，其中，所述取水頭沉箱的倉內(nèi)底面上放置四臺與所述抽水管連接的潛水泵。

本發(fā)明的電廠海上取水頭沉箱的安裝工藝，有效利用在建工程碼頭作為預(yù)制場地，利用現(xiàn)有船機設(shè)備進行出運和安裝，既保證了取水頭沉箱出運安全，又確保了取水頭沉箱的安裝精度滿足設(shè)計及規(guī)范要求，并有效提高了工程質(zhì)量，還能減少工程造價，縮短施工工期。

附圖說明

圖1是取水頭沉箱的軸向剖面圖；

圖2是本發(fā)明的電廠海上取水頭沉箱的安裝工藝的流程圖；

圖3是封閉后的取水頭沉箱的軸向剖面圖；

圖4是取水頭沉箱的測量點和吊點布置圖；

圖5是半潛駁船和起重船就位的位置圖；

圖6是起重船吊裝取水頭沉箱的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

請參閱圖1至圖6，本發(fā)明的電廠海上取水頭沉箱的安裝工藝，包括以下步驟：取水頭預(yù)制、取水頭上駁、半潛駁船運輸、半潛駁船下潛、取水頭吊運、取水頭定位、取水頭下沉安裝和取水頭解除封閉。

進行取水頭預(yù)制步驟時，是在預(yù)制場碼頭預(yù)制兩座取水頭沉箱；每座取水頭沉箱10為具有頂板和底板的圓筒形并且外徑為21.4m，高度為13.85m，壁厚為0.7m，重量為2800t；取水頭沉箱10的頂面以下2.5m處沿圓周面開有一圈高度為2m且用鋼筋混凝土支柱11支撐并分隔的環(huán)形進水窗口，每個進水窗口中均設(shè)置進水格柵12；取水頭沉箱10的底面以上2.2m處有一個面積為5.2m×5.2m并傾斜75°的方形出水口13；取水頭沉箱10內(nèi)還設(shè)置井字形橫梁14并在橫梁14的相交處設(shè)置立柱15；預(yù)制時，在混凝土支柱11中預(yù)埋環(huán)形預(yù)埋件，在預(yù)制完成后，用定型鋼板16將進水格柵12密封，同時，將出水口13用鋼封門17封閉，在取水頭沉箱頂板上的檢修孔18用鋼板進行封堵，并連接四根抽水管19；還在出水口13的鋼封門17上均布安裝六個進水閥門，這六個進水閥門的蓋板上均連接一根拉繩；所有臨時封閉的鋼板與混凝土接觸面均采用橡膠條封邊，增加氣密性，防止漏水；為防止臨時封閉的鋼板漏水或注水過多情況的發(fā)生，取水頭沉箱10的倉內(nèi)底板上放置四臺各自與四根抽水管19連接的潛水泵進行抽水，用以降低取水頭沉箱10內(nèi)部的水位。潛水泵的電源由起重船提供，取水頭沉箱10內(nèi)部多余的水量通過設(shè)置在孔18臨時封堵鋼板上的抽水管19排出。

進行取水頭上駁步驟時，將預(yù)制完成的取水頭沉箱裝在半潛駁船上，取水頭沉箱以其下部出水口朝向船尾的方式置于半潛駁船的中心位置，每次僅安裝一座取水頭沉箱；

進行半潛駁船運輸步驟時，由拖輪將裝有一座取水頭沉箱的半潛駁船由預(yù)制場碼頭拖帶至下潛坑，半潛駁船順取水沉管的安裝軸線方向并且船首朝向海側(cè)，船尾朝向岸側(cè)，再通過四角拋八字錨就位；

進行半潛駁船下潛步驟時，起重船先就位并系掛吊纜，再安裝測量GPS；起重船就位時，起重船順取水沉管的安裝軸線方向在半潛駁船的船首前方通過四角拋八字錨就位；就位完成后，起重船向前移動船位，使扒桿從半潛駁船的船首塔樓之間進入半潛駁船，當起重船的主掛鉤垂線與取水頭沉箱的頂面圓心重合時停止移船，放下主掛鉤，系掛吊纜；安裝測量GPS時，將測量GPS安放到測量桿的頂端，通過無線信號與起重船的電腦連接好，再利用起重船的小吊鉤將測量桿吊放到取水頭沉箱的預(yù)埋件上，將測量桿調(diào)整到垂直位置后，通過預(yù)埋螺栓固定在預(yù)埋件上；半潛駁船注水下潛，當取水頭沉箱的出水口上的進水閥門沒入水下時，由潛水員拉動拉繩即可打開進水閥門對取水頭沉箱進行注水；需要停止注水時，潛水員只需放松繩子，由于取水頭沉箱內(nèi)外存在水頭差，在外部水壓力的作用下，進水閥門即可自動關(guān)閉；當取水頭沉箱的注水高度達到0.7m時停止注水，半潛駁船繼續(xù)下潛，起重船的主掛鉤跟隨松放；當半潛駁船下沉到取水頭沉箱的吃水深度為7.5m時停止下潛，起重船起鉤，將取水頭沉箱吊離半潛駁船，同時，收緊后錨移動船位，退出半潛駁船，之后，半潛駁船上浮收錨移船出下潛坑，由拖輪拖回預(yù)制場碼頭，進行第二座取水頭沉箱的上駁、運輸和下潛；

進行取水頭吊運步驟時，由起重船進行沉箱浮運，吊運過程中保持取水頭沉箱的吃水深度為11.4m并確保取水頭沉箱內(nèi)的注水高度為5m，起重船通過絞錨纜移動船位至安裝位置；

進行取水頭定位步驟時，包括依次進行的起重船定位和取水頭初定位；

進行起重船定位時，起重船吊著取水頭沉箱進入基槽范圍后停船拋錨，并精確調(diào)整船位準備取水頭沉箱安裝；

進行取水頭初定位時，起重船的電腦通過無線信號接收取水頭頂部的測量GPS的信號，將取水頭沉箱的精確位置反映在定位軟件上，測量員反饋信息給船長，由船長指揮卷揚機操作工絞纜進行初定位，使取水頭沉箱的軸線與取水沉管的安裝軸線基本保持對齊，待取水頭沉箱的頂面圓心的測量點緩緩靠近設(shè)計安裝圓心時，停止移船；

進行取水頭下沉安裝步驟時，潛水員潛入水下，實地探摸取水頭沉箱的位置，由潛水員在水下指揮起重船移船及松放主掛鉤，取水頭沉箱下放的同時繼續(xù)注水，當取水頭沉箱完全沒入水面以下時，取水頭沉箱內(nèi)注水高度應(yīng)達到7.8m，此時停止注水；在安裝取水頭沉箱過程中，測量員密切注意取水頭軸線位置是否與設(shè)計軸線吻合，且確保進水口頂面圓心與設(shè)計圓心吻合，測量員與潛水員共同反饋信息至起重船船長，船長指揮起重船繼續(xù)下放取水頭沉箱，直至取水頭沉箱平穩(wěn)著床，起重船松鉤，潛水員水下解除起吊卸扣，繼續(xù)注水直至取水頭沉箱內(nèi)的水滿，完成安裝；

進行取水頭解除封閉步驟時，由潛水員水下拆除進水格柵上的定型鋼板及出水口的鋼封門，由起重船吊出水面放回半潛駁船存放。

本發(fā)明的電廠海上取水頭沉箱的安裝工藝中的三個階段，即下潛階段、吊運階段及下沉安裝階段，每個階段對應(yīng)的沒水深度及取水頭沉箱內(nèi)的注水高度必須嚴格控制，否則將對施工安全及沉箱結(jié)構(gòu)安全造成不可逆的不利影響。

以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。