优质文档构皮滩下流引航道渡船设计与施工计划20140822.docx

1. 概述 1
1.1 工程概况及编制目的 1
1.2 地质特征 1
1.3 风向风力 1
1.4 设计洪水 1
2. 浮船设计简述 2
2.1 设计目的 2
2.2 浮船设计参数 3
2.3 浮船基本组成 3
2.4 浮船码头 5
2.5 浮船安全验算 6
3. 浮船施工 7
3.1 水、电供应 7
3.2 码头建设 7
3.3 制作与安装场地 8
3.4 密性试验及荷载试验 8
4. 计划安排 8
5. 浮船施工质量控制 9
6. 浮船安全与应急处理 10
6.1 设施安全要求 10
6.2 防汛措施 10
6.3 水上作业的应急处理 11
7. 浮船运行管理要求 12
8. 资源配置 13
8.1 劳动力组合 13
8.2 机械设备配置 13

浮船设计与施工方案
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

1.4 设计洪水
构皮滩水电站为峡谷型水库，每年5～10月为汛期（其中6～7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表

D尺坐标X=3029140 Y=36464022
F尺坐标X=3029083 Y=36465190
2. 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165600m3、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/h

2
设计载荷
汽-20挂100

3
舟体主尺度
78米

4
型宽
8米
行车甲板宽度不小于4m
5
型深
2.3米

6
设计吃水
1.2米

7
满载排水量
706.172t

8
压载排水量
677.976t

9
净载重吨位
125t

10
静水航速
6Km/h

11
适应风力
5级

12
抗击流速
2.5m/s

13
主机功率
160KW

2.3 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78m×8m×2.3m，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5×4×0.45m，重约4.5吨。

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K910~K950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，可调式岸坡道示意图如下。

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35~45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+FC￠32 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*cm3。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（γV2/2g）A （KN）
式中：R—浮船所受水流冲击力（KN）；
K—水流阻力系数K=0.8；
γ—水的容重γ=10KN/m3；
g—重力加速度g=9.81m/S2；
V—计算水流速度，按施工时最大流速计V=3m/S（汛期流速）；
A—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 =0.8×[10KN/m3×(3m/S)2/(2×9.81m/S2)]×94.6m2=347.16KN
漂流物撞击力R 1=w *ν/g*t=5KN*(3m/s) /(1s*9.8m/s²) =1.5KN,考虑风动载20kn，则浮船则受到的水流冲击合力为：368.66KN<￠32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
3.1 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￠28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月6日，工期12天。
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
6.1 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EL438m~434m，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
1

2
动力系统
潍柴WD615-61C
套
1
160KW,1500rpm
3
减速齿轮箱
300型
套
1
0.243KW/rpm
4
船底水手摇泵
CS-20H
套
1
1.2m3/h,25m
5
消防总用泵
32CWL1-4
套
1
5m3/h,30m
6
跳板

个
2

7
跳板提升装置

套
2

8
汽车吊
25t
辆
1

9
工作船

艘
2

10
固定专用绞盘

个
4

11
专用锚

个
4

12
发电机3kw

台
1

13
发电机15kw

台
1

14
内燃式5T绞车

台
1

15
葫芦
1吨、2吨
个
2

16
钢丝绳
18*7+FC￠32
米
1000

17
电焊机

台
6

18
氧焊设备

套
3

19
专用维修工具

套
1

20
对讲机

台
4

21
救生衣

件
10

22
救生圈

个
6

23
灭火器

个
2