氣囊及半潛駁搬運(yùn)大型沉箱施工技術(shù)研究

jimosea

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)港口建設(shè)的規(guī)模越來(lái)越大，大型重力式碼頭的單個(gè)沉箱重量已高達(dá)1000t左右甚至達(dá)3000t。采用在已有的碼頭前沿預(yù)制、大型起重設(shè)備出運(yùn)、安裝的工藝已不適應(yīng)工程施工的需要。如采用陸上預(yù)制、滑道下水或塢內(nèi)預(yù)制后起浮出運(yùn)的工藝受到投資成本、工期、場(chǎng)地條件等多方面的制約。如何解決這一問題已直接關(guān)系到企業(yè)的生存空間和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為突破大型沉箱陸上運(yùn)輸、水上安裝的技術(shù)瓶頸，尋求科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)工藝，中交三航局有限公司依托汕頭廣澳一期工程項(xiàng)目，成立了大型沉箱陸上至船上水平搬運(yùn)技術(shù)課題研究小組，研究（超）高壓氣囊及半潛駁搬運(yùn)大型沉箱技術(shù)。從廣東省汕頭廣澳一期工程首次應(yīng)用高壓氣囊搬運(yùn)技術(shù)開始，至今已通過在福建泉州港石湖碼頭擴(kuò)建技改二期工程、廈門國(guó)際旅游碼頭、廈門高崎閩臺(tái)漁輪避風(fēng)港二期水工工程、國(guó)電福建南埔電廠5萬(wàn)噸級(jí)煤碼頭工程、福建泰山石化碼頭工程、福建廈門嵩嶼港區(qū)一期工程3#泊位、福建漳州7#泊位、福建廈門現(xiàn)代碼頭、福建晉江圍頭碼頭、福建廈門海滄16#、17#泊位等二十余個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)一步研究和應(yīng)用實(shí)踐，技術(shù)上日趨成熟與完善。搬運(yùn)的沉箱重量從數(shù)百噸至3000t，氣囊類型從高壓發(fā)展至超高壓，形成了一套完整的、適應(yīng)于多種規(guī)格沉箱出運(yùn)的氣囊搬運(yùn)技術(shù)。

利用氣囊及半潛駁搬運(yùn)大型沉箱避免了傳統(tǒng)施工工藝的不足，解決了在無(wú)大型專業(yè)沉箱預(yù)制廠條件下的重力式碼頭工程的關(guān)鍵技術(shù)問題。該技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)為：①無(wú)需大型專業(yè)預(yù)制廠和大型起重設(shè)備。利用現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)制場(chǎng)及簡(jiǎn)易的起重設(shè)備即可解決大型沉箱的預(yù)制，工程成本低，工期得以保證；②無(wú)需占用較長(zhǎng)的碼頭岸線；③對(duì)預(yù)制場(chǎng)地及運(yùn)輸通道的適應(yīng)性強(qiáng)，場(chǎng)地處理和配套設(shè)施費(fèi)用低。由于氣囊是以其獨(dú)特的整體纏繞工藝成型，囊壁無(wú)接縫，各向強(qiáng)度均衡，具有耐磨、抗沖擊性，且氣囊是柔軟彈性體，適應(yīng)性強(qiáng)。故采用該技術(shù)對(duì)預(yù)制場(chǎng)地及運(yùn)輸通道的要求不高，產(chǎn)生的場(chǎng)地處理費(fèi)用低，相應(yīng)的配套設(shè)施費(fèi)用也十分低廉；④氣囊的承載力大，耗能小。隨著氣囊原材料、囊體結(jié)構(gòu)及制造工藝的不斷改進(jìn)，氣囊的承載力也在不斷提高，且氣囊是利用壓縮空氣作為工作介質(zhì)，產(chǎn)生的能量消耗低；⑤易于操作，安全可靠。只需對(duì)氣囊充氣，頂升沉箱，開啟牽引系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)沉箱的水平移動(dòng)。氣囊是柔軟彈性體，其受力變形的緩沖作用保證了構(gòu)件搬運(yùn)過程的安全；⑥施工能力強(qiáng)、通用性好。由于半潛駁壓載水的調(diào)整能力強(qiáng)，可通過不斷調(diào)整壓載水，實(shí)現(xiàn)沉箱安全、平穩(wěn)牽引上半潛駁。半潛駁下潛時(shí)始終處于平穩(wěn)狀態(tài)，有效確保了沉箱安裝的安全。同時(shí)創(chuàng)造了日安裝兩塊沉箱的記錄。

氣囊搬運(yùn)構(gòu)件技術(shù)屬于我國(guó)首創(chuàng)，國(guó)外未見有此技術(shù)公開報(bào)道。八十年代曾開發(fā)應(yīng)用水墊技術(shù)搬運(yùn)碼頭重型構(gòu)件，但因水墊搬運(yùn)的能力有限，設(shè)施要求高、耗能大、成本高而未能得到大面積的推廣應(yīng)用。近幾年來(lái),氣囊的應(yīng)用已不再局限于造船業(yè)的小型船舶上下水,逐步拓展到船舶防撞、沉船打撈、重物搬運(yùn)、建筑工程以及氣體、液體運(yùn)輸、浮橋和搶險(xiǎn)救災(zāi)等領(lǐng)域，顯示出廣闊的應(yīng)用前景。我局研究的氣囊及半潛駁搬運(yùn)大興沉箱施工技術(shù)研究的內(nèi)容涉及氣囊的選型、氣囊工作壓力的確定與控制、氣囊的工作高度、間距、條數(shù)設(shè)計(jì)以及沉箱移動(dòng)牽引系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、預(yù)制沉箱的底模、沉箱上駁工藝等關(guān)鍵技術(shù)，屬于第五代高強(qiáng)度氣囊搬運(yùn)技術(shù)。（超）高壓氣囊及半潛駁搬運(yùn)沉箱技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工程施工技術(shù)。它突破了大型碼頭工程施工的技術(shù)瓶頸，是港口重力式沉箱碼頭工程施工技術(shù)的一重大進(jìn)步。項(xiàng)目的總體水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。其中氣囊選型，運(yùn)輸配套設(shè)施選型布置，氣囊充氣時(shí)壓力的控制及運(yùn)輸過程中氣囊工作壓力的控制，具有新穎性可構(gòu)成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

根據(jù)該技術(shù)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)成本方面的優(yōu)勢(shì)，可推廣應(yīng)用至碼頭工程的其他大型預(yù)制構(gòu)件的搬運(yùn)，以及其他行業(yè)的重型構(gòu)件、設(shè)備的陸上搬運(yùn)或裝駁。因此，氣囊及半潛駁搬運(yùn)大型沉箱技術(shù)具有很好的應(yīng)用和發(fā)展前景。