浮船设计与施工建设方案

浮船设计与施工建设方案1. 概述1.1工程概况及编制目的构皮滩水电站通航建筑物下游引航道位于大坝下游约800m处，右岸地形陡峻， 施工道路布置困难，为解决右岸机械、物资、渣石运至左岸施工的交通问题，指 导浮船项目施工，使其设计、安装和运行处于受控状态，满足质量、安全和运行 要求，特编制本方案。1.2地质特征下游引航道沿线地表有少量厚度不大的第四系残坡积层及冲积层分布，出露 地层为寒武系中上统娄山关群（2+3ls），岩性主要为中厚层、薄层灰质白云岩、 厚层白云质灰岩，顶部含燧石结核和白云质条带。1.3风向风力乌江流域全年地面盛行偏北风，夏季偏南风略占优。工程所在地余庆县历年 各月最大南东风速见下表。余庆县历年各月最大SE风速表单位：m/s月份123456风速6.07.014.07.08.06.0789101112全年10.08.06.06.06.07.014.01.4设计洪水构皮滩水电站为峡谷型水库，每年510月为汛期（其中67月为主汛期）， 11月次年4月为枯水期；江界河水文站多年平均流量为716m3/s，实测最大流 量14500m3/s，最小流量86m3/s，调查历史最大流量20600m3/s。构皮滩坝址天然水位流量关系见下表。构皮滩坝址天然水位流量关系表D尺水位F尺水位流量D尺水位F尺水位流量（0、黄海）（m、黄海）(m3/s )（0、黄海）（m、黄海）(m3/s )429427.2834604598980429.3427.51054624619967429.5427.7117464462.911052430428.4165466464.912238431429.4261468466.813352432430.5382470468.714625433431.6517472470.715838434432.7662474472.617038435433.8827476474.618325436434.91010478476.6196254384371396480478.621020440439.11808482480.622440442441.12269484482.623900444443.12778486484.625410446445.13359488486.627010448447.13991490488.628700450449.14676492490.630470452451.15426494492.632320454453.16260496494.6342504564557115498496.6362304584578029500498.638250D 尺坐标 X=3029140 Y=36464022F 尺坐标 X=3029083 Y=364651902. 浮船设计简述2.1设计目的满足本工程右岸施工的交通要求。主要承担右岸边坡明挖工程量约16560003.右岸边坡水下开挖工程量约35000 m3的出渣任务。同时，通过后期的改造，该船亦可用河床水下出渣平台。2.2浮船设计参数本船采用内河C级设计船体结构，为单甲板、单壳、单层底的钢质焊接结构 趸船。全船舷侧采用横骨架式，其它采用纵骨架式，并在主甲板车辆通道位置采 用结构加强，肋骨间距500mm，纵骨间距500mm，满足载重100t的工程车安全通 过。浮船的船舱空间无使用要求，可自由纵、横向设置加劲桁架，同囤船的形式 和特点。浮船平面为长方形，长度78m，宽度8m，深度2.3m以满足行车道和防浪 设施的需要。船的两侧作成流线形，斜面上便于设置防浪设施，破浪的效果较好。 船的吃水深度1.2m。在护栏底部按5m间距设置足够的横向泄水孔，排除雨水和翻 漫过护栏的波浪。详细参数见下表。主要技术参数表序号项 目技术标准备注1过江安全车速5km/h2设计载荷汽-20挂1003舟体主尺度78米4型宽8米行车甲板宽度不小于4m5型深2.3米6设计吃水1.2米7满载排水量706.172t8压载排水量677.976t9净载重吨位125t10静水航速6Km/h11适应风力5级12抗击流速2.5m/s13主机功率160KW2.3浮船基本组成组合式浮船由主体平台、动力系统、减速齿轮箱、电动液压舵机、跳板、跳板提升装置、甲板设备及辅助器材等所组成。2.3.1主体平台主体平台主尺寸为78mX8mX2.3m，由13个中间隔仓及1套活动舷墙总成组 合而成。2.3.2跳板及跳板提升装置1）跳板（图1）主尺寸为5X4X0.45m,重约4.5吨。1瑚颁uHI 1 1 1 1 1 1 1 1 14 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1-质UP11 1图1：跳板总图2）跳板提升装置跳板提升装置（图2）布置在浮船的两端，用于实现跳板的翻转，由吊杆、提 升钢索、导向滑轮组和电动葫芦等组成。图2：跳板提升装置2.3.3甲板设备甲板设备包括带缆桩、锚、锚链、滚柱导缆器、闸刀掣链器及人力锚机、顶推架、发电机组和照明灯具等设备。2.3.4辅助器材主要为专用工具及备件等。2.4浮船码头由于构皮滩水电站发电负荷的变化，水位变化频繁。为使浮船在设计水位范 围内能正常作业，码头采用斜坡式可调岸坡道。为更好适应水位变化，尽量增加 坡道坡度，坡度越大，级差越大。但坡度太陡，车上下船时有可能碰撞跳板或斜 坡。根据计算及斜坡码头设计的有关规定，斜坡坡度以不大于1： 10为宜。船跳 板搭接长度不小于1米。根据现场地形情况，码头初步拟定布置在K910K950间， 详见附图浮船平面布置图。当水位变化超过1米时，采用挖掘机适时对坡道进 行修筑，以适应水位变化。左右岸码头连接道路宽度均为6米，可调式岸坡道示可调式岸坡道示意图采用4个系船柱固定在左右岸两边，定位桩采用钢筋混凝土浇筑，底部钻设 28锚杆埋入两岸基岩中，单个系缆柱容许系缆力为550Kn，详见附图系船柱结 构图。船体的固定采用钢丝绳连接船体和系缆柱，形成3545度的夹角，根据钢 质内河船舶建造规范，本船舾数为517，其锚链应选用CCSAM117.5mm，其破断负 荷为113.31kn。考虑电站机组满发电时流量较大，为确保安全，直接选用18*7+FC032 GB/T8918-1996钢丝绳，其实际破断负荷为594Kn。船舶甲板设计12个双柱带 缆桩，带缆桩选用A355 GB/T 554-1996，每个带缆桩适用的缆索最大破断负荷为 255Kn。2.5浮船安全验算2.5.1结构强度校核计算本船结构为单甲板、单壳、单层底的钢质焊接结构趸船。全船舷侧采用横骨 架式，其它采用纵骨架式，肋骨间距500mm，纵骨间距500mm。船体主要构件按中 国船级社钢质内河船舶建造规范（2009）第1分册对内河C级航区浮桥的要求 进行设计。主要构件校核计算详见附件浮桥结构规范计算书。经计算，船体中部最小剖面惯性矩I=2845m*cm3，大于要求值2282.34 m*cm3； 甲板处的剖面模数Wd=3181.8m*cm2，大于要求值1001.027 m*cm3；船底处的剖面 模数Wb=2023.7m*cm2，大于要求值1001.027 m*cms。故，船中剖面强度符合要求。 具体计算详见附件中剖面强度计算书。2.5.2浮船干舷计算干舷是船舶的重要指标之一，也是衡量船舶稳性的前提条件。船舶干舷越大， 船舶的储备浮力越大，抗觉性就越强；反之，抗沉性就越弱。干舷的富裕程度， 决定了船舶能否获得尽可能大的夏季吃水，从而也影响着船舶载重量。本船为C级航区B型船舶，计算船长74.16m，按船舶与海上设施法定检验 规则计算，浮船最小干舷要求值为347.9mm，本船实际干舷值为1114mm，实际 吃水值为1200mm，符合规范要求。具体计算详见附件干舷计算书。2.5.3浮船稳性计算本船的船体线型整体平行，根据计算，浮船满载排水量为：706.172m3，空载 排水量为：580.329m3，净载重吨位为125.843t。根据内河船舶法定检验技术规则，经计算，本船完整稳性满足要求，浮船 安全可靠。运行工况具体计算详见附件稳性计算书。2.5.4浮船水流冲击力计算浮船淹没高度为：1.2m，按下式计算吊箱所受的水流冲击力：R=K（YV2/2g）A (KN)式中：R一浮船所受水流冲击力(KN)；K一水流阻力系数K=0.8；Y水的容重Y=10KN/m3；g一重力加速度g=9.81m/S2；V一计算水流速度，按施工时最大流速计V=3m/S (汛期流速)；A一浮船入水部分在垂直水流方向的投影面积(m2)：A=94.6m2将以上数据代入式中：则：R =0.8X10KN/m3X (3m/S)2/(2X9.81m/S2)X94.6m2=347.16KN漂流物撞击力 R 1=w *v/g*t=5KN*(3m/s) /(1s*9.8m/s ) =1.5KN，考虑风动 载20kn,则浮船则受到的水流冲击合力为：368.66KN032钢丝绳破断负荷为 594Kn；根据水流计算，并经过拖索的牵拉，船体向水流反向横倾的最大角度约0.7 度。满足抗倾覆要求。2.5.5甲板载货压头本船采用内河C级设计船体结构，并在主甲板车辆通道位置采用结构加强， 即在船中左右3mm的位置使用结构加强，其计算压头为12t/m2，其他位置也可以 承受4t/m2的压头。3. 浮船施工31水、电供应施工用水采用抽取乌江江水，在浮船上自备抽水站，主要用于清洗及消防用 水。施工用电由三级船闸变压器引出。投入使用后浮船上自备电源，主要用于浮 船上维护、照明使用。3.2码头建设码头建设主要内容为浮船与岸边临时道路的连接，以及系船柱的施工。本工程由于水位变化幅度较大，为了尽可能少占用开挖工作面，拟采用斜坡 式可调岸坡道，采用单级码头。当水位变化超过1米时，利用充足的开挖设备， 及时采用挖掘机对坡道进行填筑或挖除。系船柱采用钢筋混凝土浇筑，底盘基座采用4根028锚杆埋入基岩中，柱体 浇筑C30混凝土。详见附件550Kn系船柱结构图。3.3制作与安装场地浮船制作场地选定在第三级船闸的围堰下游处。焊接安装完成后通过滑轨入 水。3.4密性试验及荷载试验3.4.1密性试验在船体的装配焊接和火工矫正工作完成后，即可进行船体的密性试验。密性 试验的目的是检查外板、舱壁等的焊接有无渗漏现象，以保证船舶的航行安全。 密性试验常用的方法有：水压试验、冲水试验、气压试验和冲气试验等。详见附 件密性试验大纲。3.4.2荷载及倾斜试验正式运行前，在征得发包人、监理同意的前提下，按照先空载试验，再砂袋 沉重试验，先轻后重的原则，进行实施，主要目的检验浮船的承载能力及浮船自 备动力的可靠性。按照规范进行船舶倾斜试验，做好试验记录，试验要求详见附件倾斜试验 大纲。4. 计划安排连接道路及浮船施工计划如下：左岸至码头道路已形成。左岸码头平台的施工，开始时间：2014年5月25日，完成时间：2014年6右岸至码头道路，开始时间：2014年5月20日；完成时间：2014年6月15 日，工期30天。右岸码头平台，开始时间：2014年6月15日；完成时间：2014年6月30日， 工期15天。浮船安装，2014年5月8日开始，于2014年6月30日完成，浮船运行。浮船拆除，完工后拆除，工期10天。5. 浮船施工质量控制1、焊缝形状和尺寸应符合要求。选择合理的坡口角度和均匀的装配间隙；保 持正确的运条角度匀速运条；根据装配间隙变化，随时调整焊速及焊条角度。视 不同的钢板厚度，正确选择焊接工艺参数。2、现场检验人员要逐条焊缝检查测量，确保焊缝有效工作截面满足强度要求。3、重点部位严格使用低氢型焊材（如E5015、E4315和符合3YH的焊丝等）施 焊，规范焊缝坡口形式、装配、焊接及热处理工艺等。4、严格按照经过船检认可的焊接工艺规程施焊，各项参数力求准确，焊件接 缝处的表面应保持清洁、干燥，无氧化物和杂物。5、使用的焊接材料均应为经过船检认可的船用产品，施焊前，按照焊接工艺 规程的要求对焊接材料进行烘干处理，在焊接过程中对已烘干的焊接材料要进行 保温，防止受潮而影响焊接质量。6、强力甲板上货舱等大开口角隅处应补强。7、船舶首尾尖舱防撞舱壁上禁止开人孔，其余水密舱壁上一般也不应开人孔。 如必须开时，应经船检同意，并应保持水密状态。8、船舶建造材料应在规范允许的公差范围之内，且应尽量避免所用材料负公 差的堆积。在检验工作中，要多看多测量，对擅自使用代用材料或人为降低材料 规格或减少构件尺寸的现象，应予以坚决纠正。9、在船舶建造过程中，检验人员应仔细地对照图纸逐项核对，发现与图纸不 符的地方，且未经船检同意的必须按图返工。10、在节点的设计和制作过程中，按照造船规范的规定，选择各部位节点的肘 板形式及尺寸，肘板连接一定要施双面连续焊和包角焊，以满足强度和刚性的要求。6. 浮船安全与应急处理61设施安全要求1、码头路面平整，坡度不超过8%,码头路面总宽度不低于浮船主车道宽度 120%，码头有抗河水冲击及冬季防滑措施。2、跳板型式和规格与码头、浮船匹配，跳板承压能力不低于浮船设计承压能 力，跳板联接安全可靠，设置有效防滑部件。3、承压舟结构完好、片体无渗水漏水现象，无破坏性损伤、变形，车辆甲板 无明显疲劳损伤，联接安全可靠。4、栏杆设置规范、完整，舟体固定栏杆之间使用不低于两根的钢链有效连接， 舟体主车道设置有效防滑部件。5、河中锚碇须有足够系固能力、单只锚碇系固承压舟不超过2对，系固用钢 丝绳应有足够强度，更新周期不超过两年，码头锚碇埋设牢固可靠。6、救生设备：浮船两端值班室各配置应急救援救生圈不低于10个（或放置舟 体上），浮船现场作业人员每人配置救生衣1件。7、浮船两端值班室各配置2具灭火器。8、浮船必须保证充足的照明，采用岸边塔灯或船上照明。9、浮船两端设有描述准确、规范的过桥安全须知及限速、限重、限距、限宽 等警示、提示标示。6.2防汛措施构皮滩水电站地处山区，雨量充沛，洪水易涨易落，预见期短，预测难，要 加强与各有关单位和部门联系，密切协作，以便及时掌握水情，作出响应。浮船临时封闭或拆除的条件：1、当下引航道流量达到或超过1500立方米/秒、水位高于EL438m或强台风 时封闭交通。超过防洪办的警戒水位线之前，应将浮船移位至左岸岸边，先将浮 船作90度转体，再平移到岸边顺河流方向固定放置。2、正常施工时，利用小运输船及时清理浮船上游堆积的垃圾、杂物，确保浮船的安全、稳定。6.3水上作业的应急处理6.3.1 一般性应急处理1、处理原则：现场处理要从以“以人为本”为原则，首先要尽量减少人员伤 亡，其次要尽量减少财产损失。2、船舶进水的应急处理；船长立即向上级报告，并保持通讯畅通联系。按规 定发出船舶进水抢险警报信号，全体船员进入船舶堵漏应急状态，按船舶进水堵 漏抢险部署实施堵漏作业，并根据船体破洞进水和堵漏情况采用最有效的方法， 以挽救危局。对船舶进水堵漏抢险过程做好详细的记录。3、人员落水的应急处理：凡工程船舶人员一旦落水，发现者立即向落水者附 近抛出救生圈，并大声呼喊：“某船舷或某侧有人落水”，发现者必须监视落水者 的动态，并随时报告。4、当碰撞发生后，立即检查，确定船舶受损情况和本船人员情况，以确定进 一步需要采取的措施。第一时间须抢救因碰撞而导致落水的人员和转移受伤人 员。6.3.2浮船搁浅、触礁应急处理：1、当船舶发生搁浅和触礁紧急情况时应立即向项目部汇报，并迅速查明搁浅、 触礁，查明船体破损情况、进水情况及污染情况以判断船舶危险程度，切忌盲目 使用推进器和舵设备急于求得自力脱浅，以避免扩大损失。调查包括下列项目： 搁浅、触礁时间及船位、搁坐（滩礁）处船体周围水深与底质、当时水位及流速 情况、主机及推进器、舵设备及其他机械受损情况，或可能受到的危害情况、污 染情况。2、查明船舶受损情况，计算出浮力损失及稳性状况，核实脱浅后不会导致浮 船翻沉时，选择脱浅方案。可能的脱浅方案有：（1）自力脱浅方案。当搁浅时损失的浮力不多，船体未受损进水，等水位上 涨自然增加浮力，或通过排出压舱水、或通过移动货物调整船舶吃水差后可依靠 船锚、主机推（拉）力脱浅等。（2）卸货起浮脱浅方案。（3）卷扬机协助脱浅方案。1、脱浅后的检查。船舶起浮脱浅后，应周密检查船体结构受损情况及机电设 备、舵设备、螺旋桨等情况。2、短时间不能脱浅的措施。船舶搁浅后不能在短时间内脱浅，为避免船体受 风、流、浪作用使搁浅状况进一步恶化，或底质恶劣，可能导致船体损坏时，应 采取措施固定船体，然后制定脱浅方案。固定船体的措施通常有：（1）抛出开锚（送出双锚）并收紧。（2）增加船舶压载水，或向空水舱灌水，使船体坐稳。但要考虑不能因增加 压载而损伤船体。3、应将搁浅、触礁、脱浅反应措施进行详细记录。7. 浮船运行管理要求1、成立安全生产委员会或领导小组，设立专职安全管理部门。2、浮船配备两名以上专职安全管理人员，管理人员熟练掌握浮船安全运营的 相关知识，水域水情特点和变化规律。3、配备至少1名熟悉浮船架设与拆解业务的工程技术人员。4、按规定数量配备船员。5、对浮船安全生产制度贯彻落实情况进行有效监督。6、现场值班人员有效维持车辆通行秩序，有效控制车速，禁止超限、超载车 辆通过浮船。拟设置安全行车速度5km/h，总载重质量100t，行车甲板宽度为4 米，重载车辆应当单车单向通过浮桥。7、巡视员巡查到位，甲板面巡查每天不少于2次，舱内、跳板、外伸舷不超 过3天检查一次。8、浮船漕渡水域水深2m以内应无障碍物或浅滩，以保证漕渡及码头靠泊安全。 若水深不能满足要求，则应进行水工作业或搭建临时浮码头。9、平时要随时注意钢丝绳的受力状态，使各锚固钢丝绳均匀受力，经常检查 连接支耳接头销子有无松动或脱落，发现问题及时处理。10、浮船适用运行水位为EL438m434m，当水位超过EL438m时，需另行采取加固措施。11、在水流的作用下，系缆会受力不均衡，某些缆绳会受力过大，容易产生断 缆。因此必须注意水位与流速的变化情况，提前做好防患工作，并采取如下措施:（1）所有的缆绳不能超过30度，即，系泊绞车的水平距离至少是船舶垂直方 向的两倍。（2）倒揽应处于刹车状态，横揽可以调到自动张力模式。如果需要，再调至刹车模式。系泊绞车必须确保在缆绳达到最大承受力的60%时发挥刹车作用。（3）船上安全人员要对本区的水位与流速特征有深入的了解，掌握其变化规 律，每天电站机组负荷变化的时间，各时间的水位及相邻时间的水位差。（4）当水位变化超过1米时，系缆人员需适时根据情况调整缆绳张力。8. 资源配置8.1劳动力组合根据工程施工进度、工期和工程特点，制作安装拟投入施工人员25人左右， 其中主要施工管理人员3人，正常营运期6人。8.2机械设备配置拟投入的主要机械设备表序号设备名称规格、型号单位数量备注1舟体主平台78*8*2.3t套12动力系统潍柴 WD615-61C套1160KW,1500rpm3减速齿轮箱300型套10.243KW/rpm4船底水手摇泵CS-20H套11.2m3/h,25m5消防总用泵32CWL1-4套15m3/h,30m6跳板个27跳板提升装置套28汽车吊25t辆19工作船艘210固定专用绞盘个411专用锚个4序号设备名称规格、型号单位数量备注12发电机3kw台113发电机15kw台114内燃式5T绞车台115葫芦1吨、2吨个216钢丝绳18*7+FC0 32米100017电焊机台618氧焊设备套319专用维修工具套120对讲机台421救生衣件1022救生圈个623灭火器个2