气囊平移、浮吊整体吊运沉箱下水工艺应用

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摘 要：叙述气囊平移、浮吊整体吊运沉箱下水施工工艺的方案设计和实施。

关键词：气囊平移 浮吊整体吊运沉箱下水 施工工艺

中图分类号：U655.4 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）012-056-02

随着工艺的日益成熟，气囊平移、浮吊整体吊运沉箱下水的工艺正在被大量使用，大连松木岛液体化学品码头项目施工中，便成功应用了该项工艺。

1工程概况

大连松木岛液体化学品码头码头位于大连市普湾新区松木岛化工园区，建设规模为两个10000t级泊位，码头平台采用沉箱重力式结构，沉箱长8.28m，底宽11.0m，高11.0m，设前趾，长1m，单个沉箱重525t，共12个。根据现场实际情况，经勘察后将临时预制厂选定在施工现场，并采用原有临时码头作为沉箱下水临时码头，临时码头距离1#泊位600m。待预制沉箱强度达到要求后通过高压气囊将沉箱拖运至临时码头处，再由自航式浮吊将沉箱吊运至安装部位安装。

2方案设计

2.1 气囊搬移技术原理和技术参数

气囊搬移技术与原木搬运重物两者技术原理相同，都是在外力作用下，向前移动气囊（原木）从而移动重物。由于气囊的柔软材质，因而能够更好地适应接触面平整度的变化，且因气囊与沉箱之间摩擦力大得沉箱在移动过程中避免因应力集中而损坏，更便于将重物牵引移动。

工程参数如表1，采用7个规格为长7米，直径1米的高压气囊，恰中5个用于承载沉箱的重量，余下2个用来周转，参数如表1。

2.2浮吊性能参数及吊装方案

本工程选用镇洋航务工程有限公司镇航工868浮吊作为沉箱吊运船舶，该船配合1个700t起重主钩，2个250t副钩，总起重能力700t，其技术参数见表2。

根据该工程及设备的具体情况，选用8个吊孔进行沉箱吊装。

2.3吊孔方案

为了均匀分布各个吊点受力，起吊沉箱采用吊孔方案，分别在沉箱前后壁设置 200mm吊装孔（壁厚7mm，用 219mm钢管制作，）4个，吊孔距沉箱顶部2.5m，同时为了满足吊孔上部砼局部受压强度要求，对吊孔进行吊筋加强，配2根 25圆钢于每个吊孔，吊筋纵向两侧布设8根 16加强筋。

2.4吊索、吊架、吊具设计

为了保障浮吊、沉箱在施工过程中的安全，吊运沉箱过程中，采用40#工字钢制作钢吊架主结构，外形平面尺寸8m*10m，单向支撑力大于600kN，吊运作业过程中，吊架与沉箱顶部相距2.5m，与吊钩相距20m。

吊钩与吊架之间使用4根 100mm钢丝绳，大钩挂于每根钢丝绳两头及中间，下方穿过2个吊耳与吊架连接，吊索安全系数达7.45，最大破断拉力为5840KN；吊架与吊孔使用 64无接头钢丝绳连接，单根周长5m，每组2根， 从起重销柱两头将其套住，以起吊沉箱，起重销柱采用 160钢棒，安全系数为7.7，吊耳安全系数为1.83。

2.5 沉箱顶升牵引系统

沉箱顶升系统采用5条高压气囊，由3M3空气压缩机通过空气分配器向气囊供气。

沉箱牵引系统由地垅、卷扬机、滑轮组组成，地垅设计锚固力600kN，卷扬机最大牵引力100kN。

3 施工流程

施工准备气囊就位 顶升沉箱 沉箱平移 浮吊吊运沉箱 沉箱安装

（1）施工准备。将沉箱内养护积水及砼等清理干净，沉箱底部由工字钢形成的顶升槽内填砂清理干净，检查沉箱底部是否有露筋，若有，进行处理；在沉箱前后方两侧各安设2台100kN卷杨机和滑轮组，进行必要的操作检验；空载状态下对承重气囊进行充气检查压力达到0.25MPa；清扫、整理移动轨道，尤其注意清理石子和预埋铁件防止刺破气囊；检查空压机设备情况。

（2）顶升沉箱。将沉箱底部填砂清理干净后，将5个高压气囊分别放入5个顶升槽内，启动空压机，向5个气囊同时打气，控制气囊压力0.12MPa时，检查所有气囊压力的一致性，若否，则对不一致的气囊单独充气，直至基本一致，然后再次同时向5个气囊充气达到0.14MPa，此时，沉箱顶升约25cm，移出工字钢，换上枕木，依次将12个沉箱底部砂及工字钢全部清理干净。

（3）平移沉箱。在移动沉箱开始前，用钢丝绳捆绑好沉箱，前后分别使用2太卷扬机进行牵引和制动，移动过程中使用牵引钢丝尽量与地面平行。主绳采用 36mm的钢丝绳，滑轮绕绳采用 16mm的钢丝绳。一切准备工作就绪后，由指挥人员统一指挥，同时开动前后四台卷扬机（使沉箱整体同步移动及横向稳定沉箱前），每前进1.5米，暂停平移，放入第六只气囊，并将其充气至0.14MPa，再次同时启动卷扬机平移沉箱，循环往复，直至沉箱前移至起重船作业半径内。

平移沉箱程中，应遵守以下几点：1）不得超压使用气囊，严格控制压力在规定范围内；2）避免气囊纵向扭曲，避免拖拉气囊。3）平移施工期间、气囊推出沉箱底部的过程，避免急速放气减压防止突出蹦出，防止溜滑，保持沉箱前后高度相同。移动沉箱至预定位置，停止牵引，垫支撑枕木在沉箱底部四周指定位置，然后排除气囊高压气体，使沉箱平稳地落在支撑枕木上，气囊取出后准备出运下一个沉箱。4）沉箱在平移过程中，后方两个制动卷扬机与前方两个牵引卷扬机保持同步且少许受力的状态，若发现移动过快或左右两个方向前进速度不一致时，及时通过后方两个制动卷扬机进行调整。5）每平移一个沉箱，对钢丝绳及缷扣进行一次例行检查，以确保钢丝绳无断股，缷扣连接牢固。

（4）浮吊吊运沉箱之前，700t浮吊在锚艇的辅助下，下两口后锚，前缆由锚艇协助带至临时码头，待浮吊大致定位后，下落起重大钩，平稳起吊沉箱，沉箱吊起距地面约1m后，浮吊绞动锚缆后移，并下降大钩使沉箱落于水中约4m，随后，浮吊在锚艇的辅助下起锚，自航至施工现场，下锚后进行沉箱安装。

4 经济分析

（1）气囊平移，浮吊整体吊装下水方案。预制场建设费用80万元，吊架及索具费用25万元，租赁浮吊约95万元，气囊相关费用16万元，平移沉箱花费12万元，全部费用238万元。

（2）利用已有专业预制场预制，拖轮拖至安装部位方案。浮船鸼租赁费180万，拖轮租赁费用约180万元，全部费用约360万元。

综上所述，利用气囊平移，浮吊整体吊装下水在经济上具有很大的优越性。采用气囊平移、浮吊吊运沉箱下水工艺技术，具有加快施工速度，工艺简单，节省投资的有点，特别对于建设规模不大的沉箱重力式中小型水运工程，有着较广阔的市场。