氣囊及半潛駁搬運大型沉箱施工技術(shù)研究

jimosea

隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國港口建設(shè)的規(guī)模越來越大，大型重力式碼頭的單個沉箱重量已高達1000t左右甚至達3000t。采用在已有的碼頭前沿預(yù)制、大型起重設(shè)備出運、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)制后起浮出運的工藝受到投資成本、工期、場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)的生存空間和市場競爭能力。為突破大型沉箱陸上運輸、水上安裝的技術(shù)瓶頸，尋求科學(xué)、經(jīng)濟的技術(shù)工藝，中交三航局有限公司依托汕頭廣澳一期工程項目，成立了大型沉箱陸上至船上水平搬運技術(shù)課題研究小組，研究（超）高壓氣囊及半潛駁搬運大型沉箱技術(shù)。從廣東省汕頭廣澳一期工程首次應(yīng)用高壓氣囊搬運技術(shù)開始，至今已通過在福建泉州港石湖碼頭擴建技改二期工程、廈門國際旅游碼頭、廈門高崎閩臺漁輪避風(fēng)港二期水工工程、國電福建南埔電廠5萬噸級煤碼頭工程、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#泊位等二十余個工程項目進一步研究和應(yīng)用實踐，技術(shù)上日趨成熟與完善。搬運的沉箱重量從數(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)格沉箱出運的氣囊搬運技術(shù)。

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)的創(chuàng)新點為：①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；②無需占用較長的碼頭岸線；③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)施費用低。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。故采用該技術(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)的配套設(shè)施費用也十分低廉；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，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，其受力變形的緩沖作用保證了構(gòu)件搬運過程的安全；⑥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。同時創(chuàng)造了日安裝兩塊沉箱的記錄。

氣囊搬運構(gòu)件技術(shù)屬于我國首創(chuàng)，國外未見有此技術(shù)公開報道。八十年代曾開發(fā)應(yīng)用水墊技術(shù)搬運碼頭重型構(gòu)件，但因水墊搬運的能力有限，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,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、建筑工程以及氣體、液體運輸、浮橋和搶險救災(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)計以及沉箱移動牽引系統(tǒng)的設(shè)計、預(yù)制沉箱的底模、沉箱上駁工藝等關(guān)鍵技術(shù)，屬于第五代高強度氣囊搬運技術(shù)。（超）高壓氣囊及半潛駁搬運沉箱技術(shù)是一項技術(shù)先進、經(jīng)濟實用的工程施工技術(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)的一重大進步。項目的總體水平達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。其中氣囊選型，運輸配套設(shè)施選型布置，氣囊充氣時壓力的控制及運輸過程中氣囊工作壓力的控制，具有新穎性可構(gòu)成自主知識產(chǎn)權(quán)。

根據(jù)該技術(shù)特點和經(jīng)濟成本方面的優(yōu)勢，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，以及其他行業(yè)的重型構(gòu)件、設(shè)備的陸上搬運或裝駁。因此，氣囊及半潛駁搬運大型沉箱技術(shù)具有很好的應(yīng)用和發(fā)展前景。