高压气囊搬运大型沉箱上船工艺及安全措施

城市建筑┃学者研究┃U RBANISM A ND A RCHITECTURE ┃S CHOLARS ，

S TUDY

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高压气囊搬运大型沉箱上船工艺及安全措施

The Large Caisson Using High-pressure Balloon Boarding Technology and Safety Measures

■ 周健清 沙益春 ■ Zhou Jianqing Sha Yichun

[摘 要] 本文介绍了将1 200 t 重的沉箱，采用气囊顶升、滚动，利用卷扬机作为牵引，采用滚动气囊从预制场地通过出运码头拉移上半潜驳船，探讨了高压气囊搬运沉箱的施工工艺和安全措施。

[关键词] 港区码头 沉箱 气囊

[Abstract] This paper introduces the 1200t weight caisson, us- ing airbag jack-up and rolling, taking the windlass as traction, by rolling air bag from the precast yard through transportation wharf pull on semi-submersible barge, discusses the construct- ion technology and safety measures for the high-pressure gasb- ag transporting caisson.

[Keywords] port, caisson, airbag

一、 工程概况

1. 工程简介

为了配合威海港航沉箱码头工程施工需要，在现场预制沉箱25个，断面尺寸（长×宽×高）20×11×11 m，约重1 200 t。结合现场实际情况，沉箱采用现场地坪预制，并采用滚动气囊从预制场地通过出运码头拉移上半潜驳船上(见图

1)。

图1 沉箱出运俯视图

2. 施工方案

将预制好的沉箱在预制场地上用高压气囊顶起，用垫块支垫，抽出顶升气囊、落下顶升槽盖板，然后穿拉移气囊，用高压气囊将沉箱顶起，将垫块支座移除后，通过卷扬机牵引将沉箱拉移上半潜驳甲板面上支垫，抽出气囊。 二、 施工工序

1. 施工前准备工作

本工程施工质量、安全要求高，施工时间和质量对整个工程产生严重影响，因此，准备工作必须十分充足。

（1）必须做到三保证：人员保证、技术保证和安全保证

（2）船舶调遣要密切注意天气情况，并进行可靠的预报。

（3）场地布置

1）沉箱预制场地布置在紧靠出运码头，较少出运距离，并预留一定的堆放区。

2）地牛设置：在出运通道上设置300 KN 地牛

12个，500 KN 地牛4个。

3）卷扬机的布置：在出运滑道两端的两个侧面各布置一个50 KN 卷扬机座，共计四个卷扬机座，分别将四台50 KN 卷扬机固定在卷扬机座上，二台用于牵引，二台用于溜尾。

4）场地处理：沉箱搭建场地地面需要整平，保证气囊拉移滑道都基本处于一个平面内。

（4）索具准备：在工程开工前，应把沉箱的拉移索具、顶升工具准备好。

（5）清除沉箱底和滑道面上尖锐物：沉箱拉移上半潜驳前，需安排人员检查，并清除沉箱底和拉移滑道面上的尖锐物，以免刺破气囊。

（6）半潜驳甲板面拉力点准备：半潜驳进场前在甲板面相应位置布置二个300 KN 拉力点。

2. 沉箱顶升

（1）清理并检查顶升槽内有无尖锐物，应去除所有尖锐物品；

（2）穿入顶升气囊：塔吊或门吊协助穿入顶升气囊；

（3）顶升、支垫：8条高压（ф1.0×12 m）顶

升气囊均匀充气顶升，将沉箱顶升至离地面高度 40 CM 以上，塞入预先备好的垫块，塞垫块时应预留拉移气囊的空间，塞入垫块应能满足压力要求。

3. 做好拉移前的准备工作

（1）穿好两组拉移和两组留尾滑车组。 （2）牵引系统就位：卷扬机与定滑轮固定后，将动滑轮与沉箱卡挂好，收紧拉移和溜尾钢丝绳，保持沉箱处于受力状态，前后受力基本平衡。 （3）布置拉移气囊：根据沉箱拉移的气囊布置要求，调整拉移气囊的位置并充气，将沉箱底支撑物全部撤掉，调整气压至沉箱底离地面约40 cm 后，停止充气。

4. 第一阶段拉移（陆地拉移见图

2）

图2 陆地拉移

做好拉移前的准备工作后，开始拉移沉箱。在拉移过程中，在沉箱前应按预先计算好的位置布置5条以上预备气囊。当沉箱前侧边沿位于气囊中间时，给气囊充气，可以在沉箱移动过程中进行充气，直到气压达到额定气压值。拉移过程中，使用塔吊将气囊从沉箱后部倒至前方摆放。在拉移过程中，前端和后端高度可能会发生变化，应注意观察并测量沉箱与地面间的高度，通过调整气囊气压保持沉

箱基本水平。

第一阶段拉移尽量将沉箱移到离码头前沿尽可能近的距离，距码头前沿约5 m。第一阶段拉移到位后，在沉箱周边放置支敦，气囊适当放气，使气囊与支敦同时受力支承沉箱。沉箱落在支敦上后，将牵引滑轮组拆除，准备第二阶段拉移。

5. 沉箱拉移上半潜驳（见图

3）

图3 沉箱拉移上半潜驳

（1）上船拉移前准备

1）确定上船时间：根据潮汐表和天气情况，确定上船时间。

2）牵引系统就位：利用现有的卷扬机，将定滑

轮固定在船上的拉力点上，并将钢丝绳与动滑轮组

和沉箱上的拉环对接。 3）调整半潜驳船位：半潜驳靠岸后，利用船上拉力机精确调整驳船船位，使沉箱轴线与拉移轴线重合。

4）铺过渡板：半潜驳就位后，铺过渡板，在轴线两边并排各布置8 m 过渡板。搭接板与船和码头的搭接处应用细砂垫平。

5）气囊充气、撤支敦：驳船就位的同时应给气囊充气、撤出周边支敦。

（2）上船拉移

1）做好拉移前的准备工作后，开始拉移沉箱。利用两台50 KN 卷扬机和布置在半潜驳甲板面两组四轮滑车同时收紧，岸上的两组留尾四轮滑车组也同步放松，使沉箱缓慢拉移上船。

2）沉箱就位：沉箱拉移到位后，支垫垫木，气囊放气，沉箱落在垫块上，利用船上的吊车将气囊抽出。解除拉移和留尾的滑轮组。做好临时加固措施,则完成沉箱拉移上船工作。

三、 相关计算

1. 沉箱顶升和拉移气囊的选取

根据沉箱的相关技术参数，沉箱长20 m，宽 11 m，沉箱重量1 200 t，经计算，顶升气囊采用有效工作长度11 m 的高压气囊2条，气囊的直径为 1.0 m，当气囊顶升高度为0.4 m，气囊承载宽度约为0.94 m。

拉移气囊采用有效工作长度19 m 的高压气囊5条，气囊的直径为1.0 m，当气囊顶升高度为0.4 m，气囊承载宽度约为0.94 m（见表1）。