高压气囊顶升、拖运巨型沉箱工艺与传统的千斤顶、台车工艺相比，在工艺设备、经济成本、施工技术等方 面具有较大的优越性；在自身浮游不稳定、吃水深度较大的巨型沉箱中的应用，更是扩大了气囊的应用范围，解决了浮船 坞下潜深度不足的难题。 关键词：高压气囊；顶升；拖运；助浮
Abstract: Comparing with traditional lifting jack and trolley technology,the technology for caisson lifting up and transportation by high-pressure gasbag has great advantages in equipment,cost and construction technique.The application of high-pressure gasbag for caisson construction, which is characterized by unstable floatation and greater draft has extended the application scope of gasbags,and solved the dificulty of insufficient submerging depth of floating buoy. Key words: high-pressure gasbag;lifting-up;transport;floatation-promotion
随着我国港口建设事业的发展，深水泊位的 建设越来越多。在深水泊位码头的建设中，巨型 沉箱工艺，因其水下工作量少， 一次性出水，施 工速度快，码头的整体稳定性好等优点，在重力 式码头中，往往被优先考虑采用"。目前国内预制 沉箱的重量从几百吨逐渐向大型化发展至数千吨。 但沉箱重量的提高对其顶升、出运及安装造成了 一定的困难，原来的千斤顶顶升和滑车拖运工艺已 不是最经济适用的方法。采用气囊顶升、拖运、助 浮巨型沉箱的施工工艺，值得推广和应用。
1 工程概况 龙口港东港区通用泊位工程，共有沉箱23个，分为23段(19个沉箱标准段，2个沉箱过渡段，2个沉箱翼墙段)。每个标准段长为14.5m, 需要安装1°沉箱21 个，2°、3"沉箱各1个，尺寸为14.44m×15.7m×16.4m,单个沉箱质量为1777t。
2 工艺结构要求 2.1 高压气囊自身的结构特点 气囊柔软、韧性高、抗压、抗磨、耐腐蚀。多功能高强度橡胶气囊因其良好的承重、承压性能，且价格低，已越来越广泛地应用于工程建设和船舶制造、打捞等领域。起重气囊具有巨大的举升能力，目前国内某公司生产的单条气囊的举升力可达30000kN, 其工作压力达到1.2 MPa。
搬运气囊具有相当的承载力和较小的滚动阻力， 多条气囊组合可以搬运数万吨的重物，在工程建 设中可广泛应用于大型混凝土预制件(如沉箱、 箱涵、桥梁等)。助浮气囊在不充气时体积小、重 量轻，比浮力(浮力/自重)大，便于水上、水下 操作，尤其在深水作业时不必像浮筒一样考虑水 下抗压强度叫 表1 3种气囊类型比较
2.2 对沉箱和地坪的要求 采用高压气囊顶升和拖运沉箱时，应首先根据 沉箱的重量(顶升时应考虑地坪对沉箱的粘结 力)、囊径和气囊的工作压力，计算出所需的气囊 数量。本工程所采用的顶升、拖运气囊的囊径为 1000mm, 顶升气囊的总长度为15.5m; 拖运气囊 的囊径为1000mm, 顶升气囊的总长度为15.5m; 拖运气囊的总长度为16.7m, 气囊的正常工作压力 为0.2~0.4MPa(顶升气囊的正常工作压力为0.3~ 0.7MPa), 沉箱的重量为17770kN。顶升时，根据 施工经验，沉箱对预制场地地坪的粘结力约为沉箱 自重的17%,则顶起沉箱的顶升力G为20790kN。 气囊的计算公式为： 承载面宽： B=3.14(D-H)/2: 承载面积： S=BL=3.14(D-H)L₀/2; 单根气囊的承载力：F=SP=3.14(D-H)L₀P2; 所需气囊的总长度： Lg=GLJF=2G/3.14(D-H)P]; 所需气囊的根数； N=Lg/Lm; 式中：L 为气囊的承载面长度； P 为气囊内工作 压 力 ；G 为沉箱重量； H 为气囊的工作高度；D 为气囊直径。根据公式并结合实际场地情况和 可操作性，可推算出需顶升气囊3根、拖运气 囊6根。因气囊与沉箱和地面的接触面积大，最 大作工压力仅为0.7MPa, 且为柔性接触，因此对 地坪的平整度和强度要求不高，地坪结构设计为 300mm 厚的二片石垫层和150mm 厚的 C20 砼 ， 要求地坪的承载能力不小于200kN/m²。但考虑到 对气囊的保护作用，在沉箱预制时最好将沉箱底 面4周设倒角，以延长气囊的使用寿命。 与台车拖运沉箱工艺所不同，气囊顶升工艺 需要在预制场地坪上预先布设3条纵向的管沟， 管沟深度主要由盖板厚度和垫木厚度决定。管 沟宽度主要由气囊囊径决定。本工程盖板厚度 250mm、 垫木厚度200mm;考虑气囊穿越及顶起后 放置垫木，管沟深度必须留出一定的富裕量，故 管沟深度设计为450mm。 因气囊囊径 d=1000mm; 气囊宽度为b=1.57m, 考虑气囊穿越宽度富裕量， 管沟宽度设计为1.6m。管沟基础稍做加固处理， 要求承载力不小于300kN/m²。管沟盖板尺寸为 1.8m×1.5m×0.25m,采用C25 的钢筋混凝土结构。 顶升前要对气囊管沟进行彻底的清理，以防废钢 筋头等尖锐物对气囊造成损害，在顶升后、拖运 前亦要检查沉箱底面是否平整；是否存在因漏浆 造成的尖锐突起；以及管沟盖板顶面的平整情况， 若存在对气囊有损害的物体，必须进行彻底清除， 以免损害气囊，造成安全事故。
3 工艺设备要求 1)采用高压气囊施工工艺在短距离运输操作 时，因其重量轻，不需要配备专门的吊运和搬运 设备，仅靠现场的塔吊和小型机械及操作人员就 可完成： 2)与台车拖运沉箱工艺不同的是需在施工现 场配备充气设备和气囊设备。充气设备包括6m³ 空压机1台、1m³储气罐1个、φ90mm 充气管 200m、φ90mm 的三通5个、截止阀5个、快速 接头及压力表等；气囊设备包括顶升气囊3条、 滚动气囊13条。 3)其它与台车拖运沉箱工艺相同的设备有： 8t卷扬机6台、200kW发电机1组、五五滑轮组 6组、对讲机和测量仪器等。 4 劳动力组织 因气囊体积相对较大，在搬运时需多人配合 操作才能完成，特别是沉箱拖运时，需要频繁地 移动气囊，另外加上充气人员、卷扬机操作人员、 指挥人员等共需约30人才能完成。因此与台车工 艺相比操作人员相对较多，施工组织管理强度较 大。在沉箱出运、安装前需要有明确的分工。
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