氣囊搬運(yùn)大型沉箱技術(shù)及其應(yīng)用

永泰長(zhǎng)榮

大型沉箱在陸上預(yù)制完成后，沉箱的出坑搬運(yùn)和安裝一直是重力式碼頭工程施工過(guò)程中至關(guān)重  要的環(huán)節(jié)。本文以汕頭廣澳港區(qū)一期碼頭工程為實(shí)例，簡(jiǎn)要介紹氣囊技術(shù)在陸上搬運(yùn)大型沉箱施工中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] 沉箱搬運(yùn)  高壓氣囊  應(yīng)用

1 工程概況

汕頭港廣澳港區(qū)一期碼頭水工結(jié)構(gòu)及護(hù) 岸工程為新建兩個(gè)2萬(wàn)噸級(jí)泊位(2號(hào)、3號(hào) 泊位)和一個(gè)滾裝泊位及相應(yīng)的護(hù)岸工程。其 中，2號(hào)、3號(hào)泊位總長(zhǎng)435m;  滾裝泊位長(zhǎng) 147m。 碼頭為重力式沉箱結(jié)構(gòu)。由于潮差小 和胸墻斷面結(jié)構(gòu)的需要，沉箱的頂標(biāo)高在設(shè) 計(jì)低水位以下約1m 。3個(gè)泊位共有單件質(zhì)量 約900t的沉箱49件。

該工程中標(biāo)后，49件沉箱在哪預(yù)制、沉  箱如何出運(yùn)、如何進(jìn)行沒(méi)水安裝成為該工程  施工首先要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題。廈門(mén)分  公司及時(shí)組織相關(guān)部門(mén)和專業(yè)技術(shù)人員，進(jìn)  行大量的船機(jī)設(shè)備、技術(shù)工藝、成本等論證比  選工作。最終確定在工程現(xiàn)場(chǎng)建臨時(shí)預(yù)制場(chǎng)， 現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制沉箱；在場(chǎng)內(nèi)采用高壓氣囊搬運(yùn)沉  箱出坑并堆存；氣囊搬運(yùn)沉箱上半潛駁；沉箱  封倉(cāng)后由2000kN 起重船配合進(jìn)行沒(méi)水安裝 的施工方案，

2  氣囊搬運(yùn)沉箱技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 氣囊搬運(yùn)沉箱的工作原理

氣囊搬運(yùn)沉箱的工作原理是向安裝在沉箱底部的氣囊內(nèi)灌充高壓空氣，利用高壓空氣頂升沉箱，并在牽引力的作用下移動(dòng)沉箱。

2.2  氣囊結(jié)構(gòu)形式、性能與特點(diǎn)

我國(guó)船舶業(yè)已成功運(yùn)用氣囊進(jìn)行船舶的上排、下水，國(guó)家也頒發(fā)了《船舶上排、下水用氣囊》標(biāo)準(zhǔn)(CB/T3795-1996)  和《船舶用氣囊上排、下水工藝要求》標(biāo)準(zhǔn)(CB/T3837-1998)。氣囊分為低壓、中壓、高壓3種。本工程應(yīng)用的氣囊屬高壓氣囊類型。

2.2.1 結(jié)構(gòu)形式

氣囊為長(zhǎng)圓柱形，由橡膠和錦綸簾子布3層構(gòu)成。內(nèi)外層均為橡膠層，中間是錦綸簾子布層，其用于中壓氣囊時(shí)簾子布為3層，用于高壓氣囊時(shí)簾子布為6層；錦綸簾子布的密度為95根/10cm 寬，錦綸繩的拉斷力為280N/根；其中高壓氣囊的斷面厚度約10mm左右。氣囊的縱斷面形式見(jiàn)圖1。

2.2.2 性能

氣囊力學(xué)性能見(jiàn)表1。

2.2.3  特點(diǎn)

(1)氣囊是以獨(dú)特的整體纏繞工藝成型，其囊壁無(wú)接縫，各向強(qiáng)度均衡，因此增加了抗爆裂強(qiáng)度和抗沖擊疲勞次數(shù)；

圖1 氣囊縱斷面形式示意

表1                        氣囊內(nèi)外層膠力學(xué)性能表

項(xiàng)目名稱	指    標(biāo)		檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)
	外層膠	內(nèi)層膠
扯斷強(qiáng)度(MPa)	≥18	≥10	GB/T528
扯斷伸長(zhǎng)率(%)	≥400
硬度(邵氏A)	50,70	40.5	GB/T531
扯斷強(qiáng)度老化系數(shù)(%)	≥80		GB/T3512
扯斷伸長(zhǎng)率老化系數(shù)(%)
硬度變化(邵氏A)	≤80		GB/T531
其他要求	1.在溫度-40℃時(shí)無(wú)裂紋；溫度在70℃時(shí)無(wú)發(fā)粘現(xiàn)象。 2.接觸原油、機(jī)油、柴油等石油產(chǎn)品油液時(shí)，不得有嚴(yán)重膨脹發(fā)粘現(xiàn)象。

(2)因其利用壓縮空氣作為緩沖介質(zhì)， 具有柔軟的避壓效果，吸收沖擊能量大，作用  于搬運(yùn)物應(yīng)力低，且耐沖擊性能優(yōu)異。

2.2.4 氣囊技術(shù)參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

高壓氣囊技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。表中“工作高度”欄目所列數(shù)值僅供參考。