氣囊及半潛駁搬運大型沉箱施工技術研究

jimosea

隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國港口建設的規(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制、大型起重設備出運、安裝的工藝已不適應工程施工的需要。如采用陸上預制、滑道下水或塢內預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、水上安裝的技術瓶頸，尋求科學、經(jīng)濟的技術工藝，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。從廣東省汕頭廣澳一期工程首次應用高壓氣囊搬運技術開始，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用實踐，技術上日趨成熟與完善。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、適應于多種規(guī)格沉箱出運的氣囊搬運技術。

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)沉箱預制廠條件下的重力式碼頭工程的關鍵技術問題。該技術的創(chuàng)新點為：①無需大型專業(yè)預制廠和大型起重設備。利用現(xiàn)場的預制場及簡易的起重設備即可解決大型沉箱的預制，工程成本低，工期得以保證；②無需占用較長的碼頭岸線；③對預制場地及運輸通道的適應性強，場地處理和配套設施費用低。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，適應性強。故采用該技術對預制場地及運輸通道的要求不高，產(chǎn)生的場地處理費用低，相應的配套設施費用也十分低廉；④氣囊的承載力大，耗能小。隨著氣囊原材料、囊體結構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，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整能力強，可通過不斷調整壓載水，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。

氣囊搬運構件技術屬于我國首創(chuàng)，國外未見有此技術公開報道。八十年代曾開發(fā)應用水墊技術搬運碼頭重型構件，但因水墊搬運的能力有限，設施要求高、耗能大、成本高而未能得到大面積的推廣應用。近幾年來,氣囊的應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、浮橋和搶險救災等領域，顯示出廣闊的應用前景。我局研究的氣囊及半潛駁搬運大興沉箱施工技術研究的內容涉及氣囊的選型、氣囊工作壓力的確定與控制、氣囊的工作高度、間距、條數(shù)設計以及沉箱移動牽引系統(tǒng)的設計、預制沉箱的底模、沉箱上駁工藝等關鍵技術，屬于第五代高強度氣囊搬運技術。（超）高壓氣囊及半潛駁搬運沉箱技術是一項技術先進、經(jīng)濟實用的工程施工技術。它突破了大型碼頭工程施工的技術瓶頸，是港口重力式沉箱碼頭工程施工技術的一重大進步。項目的總體水平達到國內領先水平。其中氣囊選型，運輸配套設施選型布置，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，具有新穎性可構成自主知識產(chǎn)權。

根據(jù)該技術特點和經(jīng)濟成本方面的優(yōu)勢，可推廣應用至碼頭工程的其他大型預制構件的搬運，以及其他行業(yè)的重型構件、設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具有很好的應用和發(fā)展前景。