浅析气囊辅助出运沉箱的组织实施与应用
本文以莲莱巨涛海洋重工玛头及滑道工程遇用泊往工程泥箱出适安装为研究对象，通过对大型沉箱气囊出运安装工艺的研究， 从一个新的商度提出大型沉箱出经安装的施工工艺，对沉箱气囊出运过程中的浮游进行理论上的验证，为沉箱气囊出运施工企业的基础施工提候更为科学的依据，促进气囊辅助出运沉箱理论与技术的发展。
沉箱结构由于其整体稳定性好，水下作业量小，施工速度快等优点而广泛应用于码头、栈桥、防坡堤等海上建筑。近年来，随着集装箱船舶加速大型化，大型深水泊位不断发展，沉箱设计的外型尺寸越来越大，重量也越来越重，为安全、经济合理地出运沉箱。
2工程概况
蓬莱巨涛海洋重工码头及滑道工程建址在山东省蓬莱新港内。工程内容包括重力式码头一座，滑道4条，码头总长度700米。结构形式为重力式沉箱结构，共有沉箱41个，其中滑道处共8个，东侧翼墙、西侧翼墙各1个，其余位置27个。沉箱尺度为长x宽X高=17．45mX1 1．0( 9．5)m×1∞(89、6．4、7A)r no码头面高程+Z50，码头前沿水深一10．9米。
本工程具有沉箱规模大、数量多、工期紧、工程造价低等特点。沉箱在工地现场预制，预制场位于起步工程1泊位码头与“加德士”液化气码头之间。距沉箱安装现场0．5 mi l e，其南北长1 60．0 m，东西宽82．0m，东侧靠山，西侧临海。工地自有8几机为半潜驳、1470kW拖轮、200t 起重船各1艘，通过这些船舶完成沉箱的没水安装作业。
3工艺原理及优点
沉箱顶高程一0．70m，设计低水位0, 33 m，因此沉箱安装后顶部无法出水。本工程结合工地实况，采用新工艺进行没水安装。该工艺是用6个钢盖板在沉箱顶部把6个隔仓全部密封每个封仓盖中间设1个灌水囱：半潜驳运输沉箱到现场，下潜到沉箱吃水有～定深度，使沉箱重力减少到1000kN；利用2000kN起重船吊运粗就位后，通过灌水囱向沉箱仓内灌水，使沉箱进行没水安装。沉箱全部人水后浮重力为16000kN，重力由9000kN增加到17000kN，沉箱水下重力还是1000kN，就相当于2000kN起重船没水安装1 000kN沉箱。
利用气囊及半潜驳搬运大型沉箱避免了传统施工工艺的不足，解决了在无大型专业沉箱预制厂条件下的重力式码头工程的关键技术问题。该技术的优点在于：无需大型专业预制厂和大型起重设备。利用现场的预制场及简易的起重设备即可解决大型沉箱的预制，工程成本低，工期得以保证；无需占用较长的码头岸线：对预制场地及运输通道的适应性强，场地处理和配套设施费用f氐。由于气囊是以其独特的整体缠绕工艺成型，囊壁无接缝，各向强度均衡，具有耐磨、抗冲击性，且气囊是柔软弹性体，适应性强。采用该技术对预制场地及运输通道的要求不高，产生的场地处理费用低，相应的配皴施费用也十分低廉：随着气囊原材料、囊体结构及制造工艺的不断改进，气囊的承载力也在不断提高，且气囊是利用压缩空气作为工作介质，产生的能量消耗低；易于操作，安全．可靠。只需对气囊充气，顶升沉箱，开启牵引系统，即可实现沉箱的水平移动。气囊是柔软弹性体，其施工能力强、通用性好。由于半潜驳压载水的调整能力强，可通过不断调整压载水，实现沉箱安全、平稳牵引上半潜驳。半潜驳下潜时始终处于平稳状态，有效确保了沉箱安装的安全。
4工艺实施
4．1施工总体布置
4．1．1施工总平面布置
本工程所有沉箱在纷撖造后的蓬莱薪鹳头钟泊位后 堆场进行预制，并规划布置钢筋、模扳加工场地，砼运输和沉箱出运区域：
拌合站、砂石料堆场、试验室及小临设施等均设在巨涛码头场地之内。
4．12施工船舶停靠码头
就近使用现有的蓬莱新港工作船码头作为施工船停靠码头。在工程施工现场布设锚坠浮鼓8套，用于施工船舶系缆，从码头前沿线向外需200m水域作为施工船舶锚泊水域。
42沉箱出运
42．1出运码头位置
出运码头位置在蓬莱客运码头东侧，位于客运码头围栏以外的区域。位置详见图1。
图1出运码头位置示意图
采用半潜驳出运工艺，需要根据半潜驳结构改造码头岸壁。需要对码头项面进行拆除达到出运要求顶标高，并同时对码头前沿进行处理，达到与半潜驳船头对接结构形式。
422施工前准备
沉箱安放现场处理。定位方驳提前驻位准备。技术员对工作船舶及施工人员进行详细的技术、安全交底，并排出沉箱出坞、拖运、安装的详细的时间表，送达每条作业船及施工班组。对沉箱存放区进行检查，确保沉箱存放区满足要求。通知港调出运沉箱的时间、地点，及航道占用时间、区间，签取航行通行证。对沉箱下沉、安装过程中的吃水、舱内压水、浮游稳定进行详细核定，制定详细的控制措施。对沉箱下 水 、 存 放 、 安 黼 中 每 一 条 船 的 站 位 ， 都 有 详 细 的 计 算 ， 并 绘 制 船舶站位图。设置水尺：在沉箱短边外侧中间位置设吃水水尺，以沉箱底面为高度起点，水尺自高度4m开始，终点高度为10m水尺以20cm为一刻度单位，涂红白相间油漆，以备沉箱安装时使用。
43沉箱平移
43．1台座概况
沉箱台座分为东西两排台座，共14个位置，西台座宽20米，长95．1米，东台座宽20．5米，长81．5米。具体情况如表1所示。
表l 沉箱概况
4．32沉箱移运前的准备工作
首先，要做好牵引系统的准备。科学合理地进行地锚点的设置，沉箱搬运前应检查地锚承载力是否达到了施工要求：卷扬机地锚要求承载力；k-- 于20吨，滑轮组地锚要求承载力大于40吨。还应检查卷扬机框架抗拉力是否达到10吨以上。检查卷扬机设置。本项目中选用8吨卷扬机，共4台，两台前拉，两台后牵。沉箱出运前应检查卷扬机安装地点是否平整。卷扬机与基础或底架的连接处总抗拉强度是否能到10吨以上，用电是否连接完成，使用环境及条件是否符合使用说明书的规定。沉箱出运卷扬机绳采用22钢丝绳，每台卷扬机配绳800多米。主绳采用39绳，用于定滑轮与地锚的连接和沉箱打围用。滑轮组采用50吨4片的4个，用于两台前拉卷扬机；30吨3片的4个，用于后牵卷扬机；—定数量10吨的单片的，用于导向用。沉箱出运前应检查钢丝绳是否有损伤，保证钢丝绳具有使用要求的长度，并按使用要求打环，同卷扬机和滑轮组，卸扣连接是否牢固。整个牢引系统悬挂好后，移运前应进行拉紧试验。空压机
准备采用6立方的，沉箱出运前空压机应定位，保证用电，配套的橡胶高压皮管长度应保证施工充气最远要求；要准备两个充气嘴，保证沉箱纵移时左右两边能够同时充气其次，要搞好气囊准备。本次出运采用10条t 1 X10米气囊，10条谚1 x6米气囊。沉箱纵移时采用双排气囊摆放，单排为一条10米气囊，一条6米气囊排列；移运时应时刻保证沉箱下有5列10条气囊，
气囊移运高度为50CM，单条气囊移运时工作气压o．1 73MDa，移运时气囊问纵向间隔为75CM；顶升时气囊间隔为52CM。
数据验证：
a．移运时单排移运气囊总承载长度为1 5米，承载面积为0．79 X15=11.85米，5排气囊总承载面积为11.85X5=59.25米。沉箱总重量为1050X9.8=10290KN
气囊实际气压为10290÷5925÷1000=0．173mpa
b．移运时气囊宽度：承载宽度+移运时气囊直径=0.79十0.5=1 .29米
移运时气囊间隔：
[ 11一( 1.29x5)] ÷6=0．75米
c顶升时气囊宽度：气囊周长的一半=3．14x 1÷2=1．57米
顶升时气囊间隔：
[ 11一( 1．57X5) ]÷6=0.52米
沉箱横移时采用单排气囊摆放，单排为一条1 O米气囊排列；移运
时应时刻保证沉箱下有7条气囊，气囊移运高度为50CM，单条气囊
移运时工作气压O．1 86Mpa，移运时气囊间纵向间隔为1 05CM。
。数据验证：
a．移运时一条气囊承载长度为10米，承载面积为0．79X10=7.9
米，7排气囊总载承面积为7．9 x7=55, 3米
沉箱总重量为1050X9B=10290KN
气囊实际气压为10290÷553÷1000=Q186mpa
移运前应按气囊额定工作气压进行打压试验。操作程序：打压试验操作人员进场后先将充气管与气囊连接好，观察四周环境及无关人员是否离场，确认具备打压条件后向空压机操作手发出充气指令。充气达到试验压力的1／2即0．1 5mpa时应关闭阀门，关闭空压机，观察气囊看有无漏气和起包现象，10分钟后确认无上问题后再次充气：当气压达到试验压力的2／3即02mpa时重复以上程序：当气压达到试验压力的025mpa时也重复I, ' ZL程序：第4次打压到03mpa时即停止打气，并重复以上程序。根据需要确定保压时间为4小时到24小时，注意推
动气囊位移时应注意地面无尖锐物。再次，要搞好人员的组织协调。沉箱出运前人员应按以下数量及岗位配齐，并完成安全技术交底。劳保用品应配齐，卷扬机及充放气人
员，指挥人员应配备的对讲胡应到位
4．4沉箱移运
沉箱预制平台沿码头岸线方向纵向两排排列，需将面对码头方向右侧预制平台上的沉箱先面向码头纵向移动到码头前沿，纵移最长距离为60米：再沿码头着码头横移到出运通道码头前沿，横移距离为20米：需将面对码头前沿 向预制平台沉箱沿出运通道纵移到码头前沿，纵移最长距离80米；然后中港—航局二公司用自备的轨道滑车将沉箱移运上半潜驳。
应用科技
4．4．1沉箱移运过程中的启动与制动
在沉箱移运方向前方用两部卷扬机牵引，其后方用两部卷扬机牵制。通过调整气囊气压来达到沉箱启动时牵引力减小和制动的要求．前端气囊气匿减小，沉箱前倾，牵引力就小，反之亦然；移运中减小气压，即可增加滚动阻力，实现减速在沉箱前摆放充好气的气囊来阻止前行，以达到制动的目的。
442出现偏移的纠正措施
调整两部卷扬机的牵引速度和先后启动顺序。调整气囊摆放角度．改变指定气囊的气压，控制沉箱的前行速度或方向。
4．43移运过程
现场指挥先要求前后卷扬机收绳，达到没有拉紧但钢丝绳已离开地面的程度，然后要求前拉钢丝绳收紧，同时后牵钢丝绳放绳。本工程中因前拉用4门滑车，后牵用2门牵车，因此后牵放绳效果比前拉快一倍，两台后牵卷扬机手应注意观察钢丝绳，及时停止，保证钢丝绳离开地面，但钢丝绳绝不能收紧，绝对不能出现前拉与后牵较劲的情况发生，这将可能引起重大事故。当沉箱移动到接应气囊前时力工在现场指挥的指令下调整气囊的接应距离，位置调好后等沉箱移位到气囊正上方压到气囊囊身的1／2时，前拉卷扬机停止拉动，充气手及时充气注意
同样因为气囊规格不同，应保证两条气囊气压在5秒单位时间点上保持一致。等接应气囊完全的，基本同步的，气压一致的支撑起气囊时再开动前拉卷扬机继续移运。如操作不当6米气囊充气过快有可能发生沉箱向10米气囊一侧倾斜的险情。同样因为气囊规格不同，当气囊从沉箱后部走出时，10米气囊与6米气囊同时放气，但在10米气囊放气3秒后，6米气囊放气好应关闭放气阀，2秒后再放气，此时10米气囊一直保持放气状态，如操作不当有可能发生沉箱向6米气囊一侧倾斜的危险。但现场操作往往可变因素多，因气囊规格不同的不利条件，只有在
现场多观察，多停顿，以比常规气囊慢得多的速度来换取气囊出运过程的安金。
当气囊移运到划定的沉箱位时应先停止前拉，然后前拉卷扬机点动放松，直到滑轮组稍稍放松为止。注意观察沉箱是否稳定。沉箱稳定后，20名力工应以最快的速度在气囊间隔的中间摆放好枕木，现场指挥检查枕木摆放，如无问题气囊放气。气囊放气的原则是先中间后两边，当所有气囊气压下降0．02mpa后，停止放气进行观察，然后重复以上过程，直到气囊平稳的落在枕木上，检查所有枕木是否都已承重，稳定10分钟后将前拉和后牵卷扬机完全放松，拆除滑轮组与围绳的连接，拆除围绳，重新安装潢移牵引系统横移牵引系统安装完后，重复以上工作，进行横移。横移时应注意观察气囊压E第—道滑车沟时，沟盖板是否完整，有无塌陷。如有以上情况发生，应及时停止移运，支垫枕木，稳定沉箱，气囊放气，沉箱平稳落在枕木E后派^进入沉箱底部，清理和更换。当气囊快压上第二道滑车沟时应及时在沉箱前填加接应气囊，并充气起到支撑作用，然后第二条气囊放气，抽出气囊，沉箱继续移运。要注意潢移气囊时对沉箱走位要求要十分精确，应严格遵循事先画出的沉箱移运轨迹移运气囊。
45沉箱项升
沉箱在台座上成型后，混凝土强度达到出运强度即可以出运。将台座地坪、千斤顶坑、台车沟清理干净，千斤顶厕由泵就位，保证千斤顶中，正对沉箱底板上的千斤顶中心，千斤顶顶板的位置在沉箱外墙上。顶升沉箱设4个500t 级千斤顶组，前后两侧各设两个，每两个千斤顶用一台油泵供油，将沉箱顶离地面1 1 cm以上。将沉箱盖板、爬梯等旌工用具安放好。
46半潜驳与岸壁R中搂
半潜驳就位。当潮高达至0最高潮以前至少4h，半潜驳开始定位，利用甲板上4台锚机，调整船位。
声明：以上有关船用气囊和橡胶护舷的资料部分会青岛永泰长荣工厂技术资料，也有网络上搜集下载所得，本着气囊护舷行业资料共享的精神，我们拿出来分享，如有侵权，请联系0532-84592888删除，谢谢
页:
[1]