兩種不同沉箱出運(yùn)工藝的特點(diǎn)分析

永泰長榮

摘  要 ： 氣囊出運(yùn)和膠囊臺車出運(yùn)為兩種比較常見的沉箱出運(yùn)方式，在工藝流程方面都有各自的特點(diǎn)，文章從沉 箱出運(yùn)的安全性、施工效率、智能性和經(jīng)濟(jì)性等幾個(gè)方面進(jìn)行兩種工藝的對比分析，總結(jié)兩種不同出運(yùn)工藝的特點(diǎn)，為 今后類似工程沉箱出運(yùn)方面的工藝選擇提供更為科學(xué)的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 ：沉箱出運(yùn)；氣囊；膠囊臺車

煙臺港西港區(qū)地理位置優(yōu)越，水深域闊，最大水深達(dá)  到-28m, 是中國北方沿海為數(shù)不多的適宜建設(shè)大型深水碼  頭的港址。港區(qū)經(jīng)過十幾年的發(fā)展建有多座大型化碼頭以  滿足各種船舶停泊需求。碼頭建設(shè)所需的沉箱預(yù)制場從建  港以來，預(yù)制了大大小小上百個(gè)沉箱，沉箱形式各種各樣， 沉箱重量也從幾百噸到上萬噸不等，沉箱出運(yùn)主要采用了氣  囊出運(yùn)和膠囊臺車出運(yùn)兩種方式。氣囊出運(yùn)屬于傳統(tǒng)工藝， 工藝成熟、可控性好，大部分沉箱出運(yùn)可采用此法，但隨著  國內(nèi)大型泊位的建設(shè)，沉箱規(guī)格大、數(shù)量多的碼頭在施工  能力允許時(shí)，多采用膠囊臺車出運(yùn)。如果再考慮其安全性、 經(jīng)濟(jì)性、施工工效等方面，在選擇出運(yùn)工藝時(shí)難以抉擇，本  文在綜合大量沉箱出運(yùn)工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出兩種不同  工藝的特點(diǎn)，為沉箱出運(yùn)工藝選擇提供了一定的理論依據(jù)。

1 沉箱出運(yùn)工藝流程簡介

1.1 氣囊出運(yùn)沉箱

氣囊出運(yùn)沉箱的工作原理與滾輪搬運(yùn)物體的原理基本  相同，是在沉箱下面放置可充氣的圓形膠囊作為滾輪，通  過空壓機(jī)充氣加壓頂升沉箱，再利用卷揚(yáng)機(jī)提供的牽引力， 使氣囊沿既定路線滾動，從而達(dá)到搬運(yùn)沉箱的目的"。

其主要工藝流程為：千斤頂頂升/掏出沉箱底部支墊間 填砂→穿插氣囊→卷揚(yáng)機(jī)就位→沉箱系牽引和后溜鋼絲繩

→啟動卷揚(yáng)機(jī)使前后鋼絲繩處于受力狀態(tài)→各氣囊充氣至 沉箱達(dá)到運(yùn)行高度→橫移沉箱至縱移軸線→橫向氣囊切換 縱向氣囊→縱向移運(yùn)至出運(yùn)設(shè)備上。氣囊出運(yùn)沉箱如圖1、2 所示。

圖1 氣囊出運(yùn)沉箱          圖2 氣囊出運(yùn)沉箱

1.2 膠囊臺車出運(yùn)沉箱

膠囊臺車由多個(gè)臺車單元組合而成，每個(gè)臺車單元包 括安裝在軌道上的基部車架，基部車架上安裝的頂升承托箱 體，箱體內(nèi)放置的頂升膠囊以及安裝在頂升承托箱體上方并 可由頂升膠囊托舉的沉箱托舉板。頂升承托箱體上設(shè)置有管 道，管道與箱體內(nèi)部的頂升膠囊的管道口相連通，通過向膠 囊注水把水壓力轉(zhuǎn)化為頂升力實(shí)現(xiàn)頂升沉箱的目的。

其主要工藝流程為：膠囊臺車組裝、就位→膠囊注水 頂升沉箱→移動支撐滑塊→膠囊放水沉箱回落支撐塊上→ 移運(yùn)沉箱至出運(yùn)設(shè)備上。膠囊臺車出運(yùn)沉箱如圖3、4所示。

圖3 膠囊臺車出運(yùn)沉箱       圖4 膠囊臺車出運(yùn)沉箱

2  兩種出運(yùn)工藝的特點(diǎn)分析

氣囊出運(yùn)和膠囊臺車出運(yùn)在國內(nèi)大小型項(xiàng)目上均有所 使用，各自都有優(yōu)缺點(diǎn)，下面將兩種不同的出運(yùn)工藝從安全 性、施工效率、智能性和經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行對比分析，為類 似工程沉箱出運(yùn)的工藝選擇提供參照。

2.1 安全性

2.1.1 氣囊出運(yùn)

(1)氣囊出運(yùn)缺點(diǎn)是需要反復(fù)給氣囊充放氣，氣囊易磨

損和老化，因此每次使用前需要找專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新標(biāo)定、 查看是否有損傷、漏氣等現(xiàn)象，并作無載試驗(yàn)。

(2)氣囊工作壓力一般為0.3~0.7MPa,  壓力較大易造 成氣嘴脫絲彈出、爆囊、漏氣現(xiàn)象，給出運(yùn)工作帶來較大的 安全隱患，因此在施工過程中要反復(fù)監(jiān)測氣囊孔口的壓力表 數(shù)值。

(3)使用的配套設(shè)備設(shè)施較多(空壓機(jī)、地牛、卷揚(yáng)機(jī)、 滑輪組、大頂升、鋼絲繩、卡環(huán)等),任何設(shè)施設(shè)備的故障  都易造成較大的安全隱患，因此監(jiān)測工作量較大。

(4)所有的計(jì)算數(shù)據(jù)需要重新核算安全系數(shù)。每次沉箱 出運(yùn)前都需要根據(jù)沉箱重量、氣囊工作壓力等推算需要頂升 的氣囊數(shù)量；核算卷揚(yáng)機(jī)、地牛、鋼絲繩牽引力，不滿足受 力要求時(shí)，需要及時(shí)更換適合的配套設(shè)備；另外還需要核算 沉箱行走需要的氣囊數(shù)量、行走軌跡等。

(5)出運(yùn)工序繁雜，涉及協(xié)同作業(yè)的工種較多，交叉作 業(yè)存在各類安全隱患。

2.1.2 膠囊臺車出運(yùn)

(1)膠囊臺車在使用前需要試車，調(diào)試臺車有無卡頓等 機(jī)械故障、臺車的油路是否漏油、夾軌器是否正常工作， 如果在出運(yùn)過程中出現(xiàn)故障，會給沉箱出運(yùn)帶來極高的安  全隱患。

(2)臺車自身可提供牽引力、反向制動力從而不用專門 的卷揚(yáng)機(jī)、地牛等設(shè)施，沉箱出運(yùn)的工序少，存在的安全風(fēng) 險(xiǎn)因素少。

(3)膠囊頂升系統(tǒng)僅在頂升沉箱時(shí)發(fā)揮作用，在沉箱移 運(yùn)過程中由臺車支撐墊塊承重，因此出運(yùn)過程更加安全，不 會發(fā)生因膠囊破損而造成的事故。而且采用垛口型滑動墊塊 支撐結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了上部荷載在膠囊與墊塊之間的交替轉(zhuǎn)移， 保證了沉箱運(yùn)移過程的穩(wěn)定性和安全性。

雖然在出運(yùn)工程中極少出現(xiàn)爆囊現(xiàn)象，但是一旦出現(xiàn) 就會產(chǎn)生很大的安全隱患，綜合比較氣囊出運(yùn)涉及的工序較 多，工器具使用頻繁，易造成的安全事故多，從安全性的角 度看，膠囊臺車比氣囊在沉箱出運(yùn)方面的安全性高一些。通 過沉箱出運(yùn)的實(shí)際情況，當(dāng)單個(gè)沉箱重量超過5000時(shí)，氣 囊出運(yùn)的安全隱患比膠囊臺車出運(yùn)明顯增多。

2.2 施工效率

2.2.1  氣囊出運(yùn)

(1)沉箱出運(yùn)時(shí)氣囊需要循環(huán)進(jìn)行充、放氣、前移等工

作， 一旦工序銜接不順利會中斷前移。出運(yùn)過程中沉箱運(yùn)移 易偏位，為保證直線行進(jìn)，還會通過調(diào)整牽引卷揚(yáng)機(jī)拉力調(diào) 整行進(jìn)方向，所以實(shí)際移動速度大約為1m/min 左右。

(2)出運(yùn)前期需要做大量準(zhǔn)備工作，出運(yùn)過程工序繁多， 工序越多出現(xiàn)故障的概率越大，影響因素過多大大降低了整 個(gè)出運(yùn)流程的效率。

2.2.2  膠囊臺車出運(yùn)

(1)沉箱一次頂升起來后即可沿著軌道移動到出運(yùn)口， 干擾因素相對較少，沉箱移動速度大約為1.5~2 m/min。

(2)沉箱出運(yùn)前合理安排施工工序可提前在場地組裝臺 車，基本不影響沉箱的施工。

(3)膠囊臺車技術(shù)先進(jìn)，自動化程度較高，必須由專業(yè) 人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，出運(yùn)過程中一旦出現(xiàn)設(shè)備故障問題需要 維修的時(shí)間過長，嚴(yán)重時(shí)會對工期產(chǎn)生不利影響。

總體來說膠囊臺車的施工效率要高于氣囊，氣囊出運(yùn) 前期準(zhǔn)備的工作量大，工序銜接緊密，需要憑借高效組織力 和工人熟練度來彌補(bǔ)工藝上的施工效率缺陷，而膠囊臺車的 整個(gè)施工過程都易操作，但受其專業(yè)性的限制一旦出現(xiàn)嚴(yán)重 故障，會對整個(gè)出運(yùn)流程乃至工期造成影響，風(fēng)險(xiǎn)偏大。