广东茂名500t级沉箱气囊平移安装的监理工作总结

jimosea

文中介绍了500t级沉箱的气囊平移出运、起重船起吊工艺，针对施工过程中遇到的问题，分析了注意事
项，总结了关键环节的施工经验，并浅谈了施工中的一些体会。


随着水工码头泊位的发展，沉箱越来越多地被采用，其相应的出运安装工艺也被不断地改进与创新。本文结合茂名市正源商贸发展有限公司正源码头工程500t沉箱路上平移出运、安装的施工实践，谈几点施工体会。



茂名市正源商贸发展有限公司正源码头工程位于茂名市水东经济开发试验区内，水东港的西北部，左邻长晟油脂码头，右距原公安边防码头约20.0m。本码头长144.50m,为岸壁重力式结构。码头设计前沿水深为-9.30m,码头前沿标高为5.88m,后方堆场面标高为6.00m。



码头结构形式及主要工程量



本码头基础采用抛石基床，基床面预制安放沉箱，沉箱的布置为码头前沿线密排，西接长晟油脂码头，东封头仍采用沉箱重力式结构。沉箱有三种形式，砼设计强度为C35。标准型A型沉箱，底部有前趾后趾，平面尺寸为：8,500×10,270mm,高度为10,500mm,单件重量为450t;B型沉箱平面尺寸为：7,800×10,270mm,有前趾，无后趾，高度为10,500mm,
单件重量为442.30t;C型沉箱平面尺寸为：7,100×10,270mm,高度为6,500mm,无前后趾，单件重量为310.0t。A型沉箱13个，B.型沉箱2个，C型沉箱1个，
共计16个。卸荷板共13件，采用C40现浇砼结构，卸荷板的外型10,300×9,700×900mm。



二、总体施工方案



1.施工方案



沉箱预制选择在现场拟建码头后方堆场分三级预制，施工工艺采用民建搭建排栅、商品砼汽车泵泵送工艺，预制沉箱场地由业主提供在已建堆场内采用海砂填底0.5m左右厚
砂填层，M30水泥砂浆四周护壁，边坡1:0.3,海砂填筑后，冲水振捣密实，砂上铺设彩条塑料编织布作沉箱底模，沉箱在场地移位，采用气囊搬运技术，沉箱安装采用灌水沉
放吊装法施工。




2.沉箱出运、安装工艺流程







三、施工技术



1.气囊平移工艺



(1)气囊参数



本项目采用5条8.0m长高压气囊作出运气囊，实际工作高度为28cm,均摆放在出运沉箱底部(气囊参数见表1)。注：确定实际气囊数量时，允许考虑30%的安全作业系数，由于有安全系数的原因，实际工作高度要比设计值大。



2)气囊安放及沉箱顶升



在沉箱砼强度达到设计要求后，采用4个200t千斤顶对沉箱4角进行顶升，为防止顶升过程中出现意外，临时在沉箱底增设枕木支垫，同时在沉箱底穿气囊，充气顶升沉箱，
充气时空气压缩机压力表显示为0.5kMPa。



(3)牵引系统



牵引系统设置在沉箱预制场，并在临时码头岸壁前预埋地牛一组。设备：JM-10型卷扬机及其相应的滑轮组(n=3),拉力为98.4t,能满足气囊起步的牵引力F=N×f=450t×4.0%=18.0t,其中摩擦系数f=3%~4%,该系数与气囊的工作气压及地面的硬底化及平整度有关。根据以往的出运经验，本项目考虑取值为4%,牵引速度宜控制在1~2m/min内较稳妥，沉箱移位正对临时码头岸壁(离临时码头前沿约2~3.0m)。



2.沉箱起吊、安装



沉箱起吊，选择适宜的潮位：



(1)临时码头前开挖临时航道，航道底标高及宽度应根据起重船吊起重物的吃水进行设计、开挖，底宽按起吊船的1.5倍船宽。
(2)起重船趁潮抛锚就位。
(3)起重船起吊、起锚、运行，沉箱安装进出临时航道，
位移至基床。
(4)对沉箱内进行粗灌水(由4台4时3kw抽水机同时灌水),为了防止沉箱灌水时出现转动与飘浮，在其四周设置了拉环与系缆，沉箱就位后，由拉固钢丝绳形成的交叉锚进行沉箱平面角度的控制与调整。根据水位上涨、落潮情况及时调整灌水下潜深度，以保证有足够的定位所需的作业时间，直至沉箱离基床顶30~50cm时，进行沉箱的精确定位，再次控制性灌水，同步进行移锚定位，在设计吊力的范围内起吊沉箱进行偏差调整，或采用箱内抽水起浮，也可侯潮起浮，重新定位。



四、施工注意事项及体会



1.采用气囊进行沉箱出运



本工艺是在沉箱顶升完成后，塞入行走气囊，利用牵引力使气囊滚动，采用气囊接力的方式将沉箱平移，平移时沉箱起升高度一般为28~35cm左右，在沉箱移运方向前旁用一台卷
扬机牵引，在其另一侧埋两个地牛，用钢丝绳牵制，避免了沉箱由于惯性作用突然的前倾或后倾，确保沉箱的安全。



在沉箱行走过程中，如遇上坡或下坡，可通过调整气囊气压，使沉箱牵引力减少和增大，上坡时前端气囊气压减小，沉箱前倾，牵引力就减小；下坡时前端气囊气压增大，沉箱
后倾，牵引力就增大，或在下坡过程中减小气压，亦可增加滚动阻力，实现减速。



在沉箱行走过程中，如需斜向行走，可通过摆放在前端的气囊控制方向，气囊摆放的倾斜角度可以决定沉籍走的斜度，另外通过摆放在前端的气囊充气也可达到沉箱制动的目
的。气囊进行沉箱出运，以其使用灵活方便、操作简单、易于控制，有着其他工艺无法比拟的优势。



2.系统结构简单，操作方便安全



整个气囊气动搬运顶升系统主要由顶升、搬运、供气、控制等四个子系统组成，系统的结构简单、操作简易安全。沉箱顶升后，用绳索绑住气囊头，拉入沉箱底部，整个过程无需操
作人员进入沉箱底部，有利于操作人员安全施工，利用空压机对起重气囊充气即可将沉箱构件平稳地顶升，再进行牵引，可以有充分时间观察沉箱等构件是否达到平衡状态。待顶升构件
到位后，在沉箱底放置枕木，对沉箱进行定位后，让气囊放气，将气囊抽出，即可进入下一道工序一沉箱起吊和出运。



3.系统适应性强，降低施工场地成本



气囊顶升搬运时因荷载分部均匀，避免了因为局部荷载过大而使地基产生不均匀沉降；避免了顶升过程中因局部沉降过大造成对砼基础的损坏。气囊顶升搬运对地基承载力要
求低，由于气囊底部承载力受力均匀，再通过顶升基坑的砼基础将荷载分散传递给地基，这就进一步降低了对地基承载力，这使得该系统具有广范的适用范围，可在地基基础差别
较大的区域使用，增强了系统的适应性。



4.枕木支垫的控制



前、后趾底部不宜放置枕木，防止高差引起枕木支垫力的不均，导致壁板与前后趾连接处的外缘出现应力集中，引起砼开裂。



五、结语



在沉箱搬运实施过程中针对各个施工环节遇到的困难，进行了不断总结、细化、探索，顺利完成了茂名正源码头500t级沉箱的出运、安装施工，形成了较完善的沉箱出运安装工
艺，到达了施工预期目标。