超高压气囊出运沉箱在赤道几内亚巴塔港扩改建工程的应用

jimosea

赤道几内亚巴塔港扩改建工程20,000DWT杂货码头及50,000t通用泊位码头工程为重力式沉箱结构。本文介绍利用超高压气囊出运沉箱施工工艺及操作方法在工程中的应用。
重力式沉箱码头是码头常用结构型式之一，重力式沉箱码头的墙体为实体结构，因此耐久性好；同时采用预制安装结构，故施工简单而被广泛采用。如今，受重力式沉箱码头
泊位水深的加大，沉箱体积及重量有逐步增大的趋势，因此特大型沉箱的出运成为码头顺利施工的关键因素。本文结合工程实际，认真总结此类特大型沉箱利用超高压气囊出运的
施工工艺，为今后重型预制构件等的出运提供一种思路。巴塔港位于非洲赤道几内亚大陆的巴塔市，赤道几内亚巴塔港扩改建工程20,000DWT杂货码头及50,000t通用泊
位码头共预制矩形沉箱66件，  最大矩形沉箱型号CX-1,单件重量为3,607.6t。
沉箱预制场位于赤道几内亚巴塔港港区堆场内，宽31m、纵深长250m的纵移道布置在预制场中部，纵移道两侧各设5个底胎作为沉箱预制区。沉箱底胎及纵移道标高一
致，为+2.8m;沉箱出运码头面层标高为+2.3m。沉箱出运码头后方有长70m,坡比为0.7%的斜坡道，将沉箱预制区与沉箱出运码头标高过渡。

沉箱底胎及纵移道表面均为砼面层，平整度控制在5mm以内，砼面层便于打扫清理，确保沉箱出运时，气囊所经之处无坚硬外露物，避免划伤气囊。在平稳纵移道转斜坡道交
界处设圆角，以便气囊在此处滚动时圆滑过渡。
根据所需预制最大沉箱(CX-1)的底面积及重量，结合所选用顶升气囊的工作性能设计顶升槽的个数及尺寸。如图1、2所示。以顶升气囊在工作压力下能将沉箱平稳顶起，箱
体不发生滑移，并考虑足够的安全系数为原则(详见3.2气囊选型：气囊承载力计算)。
顶升槽深度为28cm,宽度为1.6m,较未充气时顶升气囊宽度1.45m宽出15cm,便于气囊抽放顺畅；盖板槽尺寸上大下小，使顶升结束后盖板复位时顺畅回到原位置。盖板
厚度为30cm,顶升槽与盖板槽总深度为58cm,顶升气囊沉箱出运前，须对顶升槽及横、纵移范围内的一切尖利杂物及障碍物进行清理，检查沉箱底边有无突出的尖锐梭角，如有棱角突出应进行打磨清除。沉箱出运20m作业范围内设安全警戒线，非作业人员严禁靠近。
出运前须检查气囊是否有破皮、拉线、压扎等破损痕迹。气囊作业前要进行试压，以检查气囊、各连接管件、阀门、压力表是否漏气；气压表指针读数是否正常。出运前，在沉
箱四周提前划好记号，标示出横、纵移支垫枕木摆放的位置，此也使气囊可按照设计要求的位置正确摆放。同时，在沉箱前进方向的墙体侧面划出长为0~2.5m的刻度尺，以此为参
照，控制沉箱在气囊上滑动时每次行进的距离，确定沉箱牵引过程中何时准确放入气囊。在沉箱上划出中线位置，纵移道沿着出运码头中心标示出中轴线，沉箱横移牵引时，至其
中线与纵移道中轴线重合为止。
受每条顶升气囊与沉箱底部接触情况存在差异及各顶升气囊进气速度及气压不完全一致的影响，沉箱在顶升过程中，沉箱有朝顶升气囊轴线垂直方向滑移的倾向。因此，沉箱顶
升前，需在沉箱两侧四角处设置沉箱顶升滑移限位墩。现场指挥人员检查顶升气囊就位无误后，指令连接供气管道并启动空压机，由沉箱中间向两侧对气囊进行充气。在
充气过程中，要保证各气囊进气均匀、缓慢，避免气囊压力突然升高。当充气压力达到额定压力的80%时停止供气，对所有气囊的压力进行检查，发现气囊压力不一致时可向单个
气囊充气，使各气囊压力基本一致，然后继续充气直至沉箱离开底胎略超过25cm高度才将各气囊的气阀关闭，停止供气。然后按照沉箱四周预先划好的记号，塞入25cm高木方。
气囊充气满足额定压力时气囊高度550mm,沉箱顶升高度为27cm,30cm厚的顶升槽盖板下口仍有3cm未脱出盖板槽，便于盖板复位。底梁上方后开始注水，整体下沉，当浮坞船底距座底平台20cm左右时，准确调整船位，注意保持定位装置的吻合，然后继续压水使浮坞平稳坐于座底平台上。浮船坞甲板与出运码头前沿间宽30cm的空隙采用钢板搭接过渡，钢板厚20mm,宽70cm,长18m。浮坞座底完成后，沉箱何时上坞基本不受潮位影响，沉箱上坞过程中也不需调整浮坞的各仓格压舱水。因此，对采用座底的浮坞，卷扬机及气囊配合操作牵引沉箱上坞移动程序等同于岸上沉箱纵移。
浮坞端头甲板上设有地牛，地牛钢拉环与浮坞钢结构龙骨焊接固定。临时支垫停放在码头后方的沉箱，利用连接于浮坞地牛上的滑车将其倒拉上坞，前牵和后拉卷扬机均在岸
上操作，如图11所示。
采用超高压气囊出运沉箱的施工工艺对预制场地基处理方式要求简单，出运无需使用大型起重机械设备且各工序施工操作简便。在工程实际施工运用中，取得了较好的效果，
并形成了一套完整的施工工艺，为预制场出运沉箱施工积累了宝贵的经验，对出运类似大型构件的施工具有较高的借鉴意义。