半潜驳气囊方式出运大型沉箱施工工艺方案
在大型深水重力式码头的建设中，大型沉箱的重量往往达到 1000 多吨乃至数千吨，如此大的重量，采用传统的起重船起吊加驳船运输方式进 行施工存在许多困难与弊端，已逐渐不能满足施工要求。目前，进行大型沉箱出运施工主要由半潜驳 （含工程浮坞，以下同） 来完成，基本过程为：沉箱在预制场地预制好后，利用高压气囊将沉箱顶升后牵引，整体搬 移到半潜驳上并支垫好，将半潜驳拖至安装水域合适水深位置下潜，在下 潜过程中往沉箱隔舱中加压载水，保持沉箱本身浮游稳定，半潜驳下潜到 一定深度后，沉箱利用本身浮力起浮，起浮后将其拖至安装点，往沉箱隔舱中注水下沉安装。沉箱出运施工主要包括沉箱上半潜驳、半潜运载沉箱拖航、半潜驳下 潜沉箱出坞三个主要施工过程。在大型沉箱出运施工中，投入的主要船机 设备是半潜驳，这种工程施工用半潜驳是一种专为大型沉箱出运而设计建 造的可下潜的工程驳船，甲板单位面积承载力比一般驳船大得多，可运载 数千吨的砼沉箱航行于近海航区，其基本工作原理是：在涨潮时段合适潮 位，半潜驳利用船艏的搭接结构与出运码头搭接，保持半潜驳甲板面与码 头面处于同一水平面，船上配有牵引设备，沉箱利用高压气囊顶升脱离地 面，气囊在沉箱底面与地面之间滚动大大减少了摩擦力，从而可利用船上 牵引设备牵引沉箱上船，至指定位置后用枕木进行支垫，抽出气囊。半潜 驳配有多台大排量压载泵，可根据需要进行了舱内压载水的调整，从而控
制半潜驳的下潜或上浮，半潜驳上的监控设备可适时采集下潜或上浮的各项数据，根据需要可方便的进行船舶浮态调整，通过控制压载水量与加压 载水速度来控制半潜驳的下潜深度与速度，从而保证出运与下潜施工中沉箱顺利地上驳与出坞。
工程用半潜驳载重吨位一般在 3000~5000 吨不等，载重吨位在 4000
吨左右的半潜驳，以“四航华南”为例，主体尺度及相关参数为；
总长：58 米； 型宽：34 米； 型深：4.6 米；
最大下潜深度：16 米（甲板面至水面）；
从正常吃水下潜到最大深度时间：2 小时；
压载泵排量：4×960m3/h
设计载重量：4200 吨；
利用半潜驳气囊方式出运大型沉箱的施工工艺，已顺利完成多过大型深
水重力式码头的建设，已完成的实例工程如下：
二 ． 特点
利用半潜驳气囊方式出运大型沉箱有如下特点：
1. 无需大型起重设备就可以进行大型沉箱的搬运上驳及安装作业，大大节省了船机费用；
2. 与轨道方式上驳比，半潜驳与码头的对接容易，对码头的要求不高，码头的适应性强，从而使临时出运码头的建设容易，投入少；
3. 普适性强，沉箱的重量从几百吨到 4000 吨甚至更大，均可采用本工艺进行沉箱的上驳及安装作业；
4. 由于沉箱无需进行起吊，配筋量可大大减少，节省了钢材，降低了沉箱的制作成本，从而降低了码头的造价。
三．适用范围本工法适用于港口重力式码头建设中重量超过现有浮吊设备起吊能力或 不便于或不适于起吊的可自浮的大型沉箱的出运安装作业施工，也可用于大型封闭可自浮的涵管出运安装作业施工。
四．施工工艺1. 半潜驳进行大型沉箱出运沉箱上驳过程施工工艺流程如下：
沉箱上驳过程是沉箱出运过程的关键步骤，需充分掌握潮水的变化，选准作业时间，尽快完成，一般要求 3 个小时内完成整个上驳过程。4.2.1 在上驳前的各项准备工作完成后，就可以进行沉箱的上驳作业。沉箱 上驳作业必需设一名总指挥，负责上驳过程的总体控制及协调。总指挥需 熟悉沉箱上驳作业的各项操作，并熟悉半潜驳相关知识，沉箱上驳的指令 由总指挥统一下达，指令的下达通过对讲机的形式进行，各相关人员都需 配备对讲机并且大家均处于同一频道，作业前进行通话调试，确保作业过程中通讯畅通。4.2.2 上驳指令下达后，开始给沉箱底气囊充气，将沉箱顶升起，充气时各气囊充气要均匀，分多次将气压充至要求值，各气囊气压基本保持一致，顶升高度约为 35cm，抽出支垫枕木放置一边，不得阻碍出运通道。4.2.3 开动牵引绞车，同时松溜尾绞车，牵引沉箱缓慢前行。溜尾绞车的主 要作用是控制沉箱运动速度，防止沉箱运动速度过快而发生危险，同时在 紧急状况下，沉箱上驳作业无法进行下去时能将沉箱反拉上去，两台牵引绞车通过滑轮组后拉力需达到沉箱重量的 5%左右。4.2.4 沉箱在移动过程中，需逐步往进入沉箱底的气囊充气，给后方移出沉箱底的气囊放气，同时要不断调整各气囊气压，使之基本保持一致。4.2.5 第一条气囊上驳后，半潜驳需马上开始排压载水，以尽量减少搭接结 构对码头的压力。压载水首先从最前面的舱开始排，随着沉箱向中部的移动，依次向后排各舱压载水，同时保持船舶浮态正浮。4.2.6 沉箱的运动路线必须是沉箱的重心基本沿着半潜驳甲板纵向中心线前 进，在移动的过程中，若发现偏移，则需及时纠偏，纠偏可通过两台牵引绞车和气囊的摆放来实现。为便于观察，一般在沉箱前进方向的侧面上用
红色记号标出沉箱重心在左右方向上的位置，沉箱正常移动，红色记号应 沿着甲板上标明的甲板纵向中心线移动，若向左偏，则可将气囊在摆放时 适当向右偏，牵引时先开动左边牵引绞车，纠正后再同时开动左右两台绞 车，若向右偏则反之，最后沉箱到位时，左右偏移量需控制在 0.5 米以内。 4.2.7 随着沉箱向半潜驳上的移动，半潜驳搭接结构的受力在不断增加，至沉箱刚刚完全上驳时达到最大，为保证码头载荷不至超过设计承载力，同 时保证搭接结构不至受力过大而破坏，在沉箱上驳的过程中，半潜驳需不 断往外排压载水，并调整船舶浮态，使之始终保持正浮。若沉箱牵引速度 过快，压载水排放速度跟不上，则需暂停牵引，等待压载水排到一定量后 再继续牵引。压载水的排放量一般可按沉箱每移动一个气囊位上驳排水约 为 Q/n （Q 为沉箱重量； n 为实际顶升沉箱的气囊个数）吨计；压载水也不 得排得过快，需始终保持半潜驳处于搭接状态，且有 200~300t 对码头的压力，以保持半潜驳相对码头的稳定。4.2.8 半潜驳甲板上标有沉箱装载区，沉箱牵引到位后，需马上抓紧时间进 行沉箱支垫工作，将枕木垫入沉箱底，塞满气囊间的空隙。沉箱支垫示意图如下：
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气囊 枕木1500mm*300mm*200mm
沉箱支垫示意图
4.2.9 完成支垫后，将各气囊同时放气，使沉箱平稳地坐于枕木上，若个别气囊放气速度过快，可稍关一下放气阀，使各气囊放气速度基本一致。
4.2.10 沉箱完全坐于枕木上后，解除溜尾索与牵引索，拆过渡钢板，继续排 压载水，随着压载水的排放和潮水的上涨，半潜驳会起浮，这时需尽快移船使船舶脱离搭接。注意，在潮水退至可起浮水位之前，半潜驳必需离开搭接状态，否则半潜驳将被搁在搭接码头上而酿成事故。
4.2.11 在半潜驳离开搭接状态后，进行抽气囊作业。将气囊从沉箱底抽出， 抽气囊时注意不要直接拉气囊头的阀管，可用麻绳套住气囊体后直接拉麻绳，气囊抽出后可用半潜驳上的吊机一条一条吊上岸备下次使用。
4.2.12 气囊抽出后进行解除沉箱围捆钢丝绳的工作，围捆钢丝解下后需整理好，用吊机吊上岸备下次使用。
4.2.13 半潜驳最后需进行浮态的调整，通过控制各舱压载水量使半潜驳无横倾，为便于拖航，艏艉应有 0.5m 左右吃水差，拖航方向吃水少于另一端。
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