淺析氣囊輔助出運沉箱的組織實施與應(yīng)用

永泰長榮

本文以蓮萊巨濤海洋重工瑪頭及滑道工程遇用泊往工程泥箱出適安裝為研究對象，通過對大型沉箱氣囊出運安裝工藝的研究， 從一個新的商度提出大型沉箱出經(jīng)安裝的施工工藝，對沉箱氣囊出運過程中的浮游進行理論上的驗證，為沉箱氣囊出運施工企業(yè)的基礎(chǔ)施工提候更為科學(xué)的依據(jù)，促進氣囊輔助出運沉箱理論與技術(shù)的發(fā)展。

沉箱結(jié)構(gòu)由于其整體穩(wěn)定性好，水下作業(yè)量小，施工速度快等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于碼頭、棧橋、防坡堤等海上建筑。近年來，隨著集裝箱船舶加速大型化，大型深水泊位不斷發(fā)展，沉箱設(shè)計的外型尺寸越來越大，重量也越來越重，為安全、經(jīng)濟合理地出運沉箱。
2工程概況
蓬萊巨濤海洋重工碼頭及滑道工程建址在山東省蓬萊新港內(nèi)。工程內(nèi)容包括重力式碼頭一座，滑道4條，碼頭總長度700米。結(jié)構(gòu)形式為重力式沉箱結(jié)構(gòu)，共有沉箱41個，其中滑道處共8個，東側(cè)翼墻、西側(cè)翼墻各1個，其余位置27個。沉箱尺度為長x寬X高=17．45mX1 1．0( 9．5)m×1∞(89、6．4、7A)r no碼頭面高程+Z50，碼頭前沿水深一10．9米。
本工程具有沉箱規(guī)模大、數(shù)量多、工期緊、工程造價低等特點。沉箱在工地現(xiàn)場預(yù)制，預(yù)制場位于起步工程1泊位碼頭與“加德士”液化氣碼頭之間。距沉箱安裝現(xiàn)場0．5 mi l e，其南北長1 60．0 m，東西寬82．0m，東側(cè)靠山，西側(cè)臨海。工地自有8幾機為半潛駁、1470kW拖輪、200t 起重船各1艘，通過這些船舶完成沉箱的沒水安裝作業(yè)。
3工藝原理及優(yōu)點
沉箱頂高程一0．70m，設(shè)計低水位0, 33 m，因此沉箱安裝后頂部無法出水。本工程結(jié)合工地實況，采用新工藝進行沒水安裝。該工藝是用6個鋼蓋板在沉箱頂部把6個隔倉全部密封每個封倉蓋中間設(shè)1個灌水囪：半潛駁運輸沉箱到現(xiàn)場，下潛到沉箱吃水有～定深度，使沉箱重力減少到1000kN；利用2000kN起重船吊運粗就位后，通過灌水囪向沉箱倉內(nèi)灌水，使沉箱進行沒水安裝。沉箱全部人水后浮重力為16000kN，重力由9000kN增加到17000kN，沉箱水下重力還是1000kN，就相當于2000kN起重船沒水安裝1 000kN沉箱。
利用氣囊及半潛駁搬運大型沉箱避免了傳統(tǒng)施工工藝的不足，解決了在無大型專業(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)的優(yōu)點在于：無需大型專業(yè)預(yù)制廠和大型起重設(shè)備。利用現(xiàn)場的預(yù)制場及簡易的起重設(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；無需占用較長的碼頭岸線：對預(yù)制場地及運輸通道的適應(yīng)性強，場地處理和配套設(shè)施費用f氐。由于氣囊是以其獨特的整體纏繞工藝成型，囊壁無接縫，各向強度均衡，具有耐磨、抗沖擊性，且氣囊是柔軟彈性體，適應(yīng)性強。采用該技術(shù)對預(yù)制場地及運輸通道的要求不高，產(chǎn)生的場地處理費用低，相應(yīng)的配皴施費用也十分低廉：隨著氣囊原材料、囊體結(jié)構(gòu)及制造工藝的不斷改進，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；易于操作，安全．可靠。只需對氣囊充氣，頂升沉箱，開啟牽引系統(tǒng)，即可實現(xiàn)沉箱的水平移動。氣囊是柔軟彈性體，其施工能力強、通用性好。由于半潛駁壓載水的調(diào)整能力強，可通過不斷調(diào)整壓載水，實現(xiàn)沉箱安全、平穩(wěn)牽引上半潛駁。半潛駁下潛時始終處于平穩(wěn)狀態(tài)，有效確保了沉箱安裝的安全。
4工藝實施
4．1施工總體布置
4．1．1施工總平面布置
本工程所有沉箱在紛撖造后的蓬萊薪鸛頭鐘泊位后 堆場進行預(yù)制，并規(guī)劃布置鋼筋、模扳加工場地，砼運輸和沉箱出運區(qū)域：
拌合站、砂石料堆場、試驗室及小臨設(shè)施等均設(shè)在巨濤碼頭場地之內(nèi)。
4．12施工船舶?？看a頭
就近使用現(xiàn)有的蓬萊新港工作船碼頭作為施工船?？看a頭。在工程施工現(xiàn)場布設(shè)錨墜浮鼓8套，用于施工船舶系纜，從碼頭前沿線向外需200m水域作為施工船舶錨泊水域。
42沉箱出運
42．1出運碼頭位置
出運碼頭位置在蓬萊客運碼頭東側(cè)，位于客運碼頭圍欄以外的區(qū)域。位置詳見圖1。
圖1出運碼頭位置示意圖
采用半潛駁出運工藝，需要根據(jù)半潛駁結(jié)構(gòu)改造碼頭岸壁。需要對碼頭項面進行拆除達到出運要求頂標高，并同時對碼頭前沿進行處理，達到與半潛駁船頭對接結(jié)構(gòu)形式。
422施工前準備
沉箱安放現(xiàn)場處理。定位方駁提前駐位準備。技術(shù)員對工作船舶及施工人員進行詳細的技術(shù)、安全交底，并排出沉箱出塢、拖運、安裝的詳細的時間表，送達每條作業(yè)船及施工班組。對沉箱存放區(qū)進行檢查，確保沉箱存放區(qū)滿足要求。通知港調(diào)出運沉箱的時間、地點，及航道占用時間、區(qū)間，簽取航行通行證。對沉箱下沉、安裝過程中的吃水、艙內(nèi)壓水、浮游穩(wěn)定進行詳細核定，制定詳細的控制措施。對沉箱下 水 、 存 放 、 安 黼 中 每 一 條 船 的 站 位 ， 都 有 詳 細 的 計 算 ， 并 繪 制 船舶站位圖。設(shè)置水尺：在沉箱短邊外側(cè)中間位置設(shè)吃水水尺，以沉箱底面為高度起點，水尺自高度4m開始，終點高度為10m水尺以20cm為一刻度單位，涂紅白相間油漆，以備沉箱安裝時使用。
43沉箱平移
43．1臺座概況
沉箱臺座分為東西兩排臺座，共14個位置，西臺座寬20米，長95．1米，東臺座寬20．5米，長81．5米。具體情況如表1所示。
表l 沉箱概況