超高壓氣囊出運沉箱在赤道幾內(nèi)亞巴塔港擴改建工程的應用

jimosea

赤道幾內(nèi)亞巴塔港擴改建工程20,000DWT雜貨碼頭及50,000t通用泊位碼頭工程為重力式沉箱結(jié)構(gòu)。本文介紹利用超高壓氣囊出運沉箱施工工藝及操作方法在工程中的應用。
重力式沉箱碼頭是碼頭常用結(jié)構(gòu)型式之一，重力式沉箱碼頭的墻體為實體結(jié)構(gòu)，因此耐久性好；同時采用預制安裝結(jié)構(gòu)，故施工簡單而被廣泛采用。如今，受重力式沉箱碼頭
泊位水深的加大，沉箱體積及重量有逐步增大的趨勢，因此特大型沉箱的出運成為碼頭順利施工的關(guān)鍵因素。本文結(jié)合工程實際，認真總結(jié)此類特大型沉箱利用超高壓氣囊出運的
施工工藝，為今后重型預制構(gòu)件等的出運提供一種思路。巴塔港位于非洲赤道幾內(nèi)亞大陸的巴塔市，赤道幾內(nèi)亞巴塔港擴改建工程20,000DWT雜貨碼頭及50,000t通用泊
位碼頭共預制矩形沉箱66件，  最大矩形沉箱型號CX-1,單件重量為3,607.6t。
沉箱預制場位于赤道幾內(nèi)亞巴塔港港區(qū)堆場內(nèi)，寬31m、縱深長250m的縱移道布置在預制場中部，縱移道兩側(cè)各設(shè)5個底胎作為沉箱預制區(qū)。沉箱底胎及縱移道標高一
致，為+2.8m;沉箱出運碼頭面層標高為+2.3m。沉箱出運碼頭后方有長70m,坡比為0.7%的斜坡道，將沉箱預制區(qū)與沉箱出運碼頭標高過渡。

沉箱底胎及縱移道表面均為砼面層，平整度控制在5mm以內(nèi)，砼面層便于打掃清理，確保沉箱出運時，氣囊所經(jīng)之處無堅硬外露物，避免劃傷氣囊。在平穩(wěn)縱移道轉(zhuǎn)斜坡道交
界處設(shè)圓角，以便氣囊在此處滾動時圓滑過渡。
根據(jù)所需預制最大沉箱(CX-1)的底面積及重量，結(jié)合所選用頂升氣囊的工作性能設(shè)計頂升槽的個數(shù)及尺寸。如圖1、2所示。以頂升氣囊在工作壓力下能將沉箱平穩(wěn)頂起，箱
體不發(fā)生滑移，并考慮足夠的安全系數(shù)為原則(詳見3.2氣囊選型：氣囊承載力計算)。
頂升槽深度為28cm,寬度為1.6m,較未充氣時頂升氣囊寬度1.45m寬出15cm,便于氣囊抽放順暢；蓋板槽尺寸上大下小，使頂升結(jié)束后蓋板復位時順暢回到原位置。蓋板
厚度為30cm,頂升槽與蓋板槽總深度為58cm,頂升氣囊沉箱出運前，須對頂升槽及橫、縱移范圍內(nèi)的一切尖利雜物及障礙物進行清理，檢查沉箱底邊有無突出的尖銳梭角，如有棱角突出應進行打磨清除。沉箱出運20m作業(yè)范圍內(nèi)設(shè)安全警戒線，非作業(yè)人員嚴禁靠近。
出運前須檢查氣囊是否有破皮、拉線、壓扎等破損痕跡。氣囊作業(yè)前要進行試壓，以檢查氣囊、各連接管件、閥門、壓力表是否漏氣；氣壓表指針讀數(shù)是否正常。出運前，在沉
箱四周提前劃好記號，標示出橫、縱移支墊枕木擺放的位置，此也使氣囊可按照設(shè)計要求的位置正確擺放。同時，在沉箱前進方向的墻體側(cè)面劃出長為0~2.5m的刻度尺，以此為參
照，控制沉箱在氣囊上滑動時每次行進的距離，確定沉箱牽引過程中何時準確放入氣囊。在沉箱上劃出中線位置，縱移道沿著出運碼頭中心標示出中軸線，沉箱橫移牽引時，至其
中線與縱移道中軸線重合為止。
受每條頂升氣囊與沉箱底部接觸情況存在差異及各頂升氣囊進氣速度及氣壓不完全一致的影響，沉箱在頂升過程中，沉箱有朝頂升氣囊軸線垂直方向滑移的傾向。因此，沉箱頂
升前，需在沉箱兩側(cè)四角處設(shè)置沉箱頂升滑移限位墩。現(xiàn)場指揮人員檢查頂升氣囊就位無誤后，指令連接供氣管道并啟動空壓機，由沉箱中間向兩側(cè)對氣囊進行充氣。在
充氣過程中，要保證各氣囊進氣均勻、緩慢，避免氣囊壓力突然升高。當充氣壓力達到額定壓力的80%時停止供氣，對所有氣囊的壓力進行檢查，發(fā)現(xiàn)氣囊壓力不一致時可向單個
氣囊充氣，使各氣囊壓力基本一致，然后繼續(xù)充氣直至沉箱離開底胎略超過25cm高度才將各氣囊的氣閥關(guān)閉，停止供氣。然后按照沉箱四周預先劃好的記號，塞入25cm高木方。
氣囊充氣滿足額定壓力時氣囊高度550mm,沉箱頂升高度為27cm,30cm厚的頂升槽蓋板下口仍有3cm未脫出蓋板槽，便于蓋板復位。底梁上方后開始注水，整體下沉，當浮塢船底距座底平臺20cm左右時，準確調(diào)整船位，注意保持定位裝置的吻合，然后繼續(xù)壓水使浮塢平穩(wěn)坐于座底平臺上。浮船塢甲板與出運碼頭前沿間寬30cm的空隙采用鋼板搭接過渡，鋼板厚20mm,寬70cm,長18m。浮塢座底完成后，沉箱何時上塢基本不受潮位影響，沉箱上塢過程中也不需調(diào)整浮塢的各倉格壓艙水。因此，對采用座底的浮塢，卷揚機及氣囊配合操作牽引沉箱上塢移動程序等同于岸上沉箱縱移。
浮塢端頭甲板上設(shè)有地牛，地牛鋼拉環(huán)與浮塢鋼結(jié)構(gòu)龍骨焊接固定。臨時支墊停放在碼頭后方的沉箱，利用連接于浮塢地牛上的滑車將其倒拉上塢，前牽和后拉卷揚機均在岸
上操作，如圖11所示。
采用超高壓氣囊出運沉箱的施工工藝對預制場地基處理方式要求簡單，出運無需使用大型起重機械設(shè)備且各工序施工操作簡便。在工程實際施工運用中，取得了較好的效果，
并形成了一套完整的施工工藝，為預制場出運沉箱施工積累了寶貴的經(jīng)驗，對出運類似大型構(gòu)件的施工具有較高的借鑒意義。