气囊出运大型沉箱施工工艺简介

徐弘扬

摘要：沉箱结构由于其整体稳定性好、水下作业量小、施工速度快等优点而广泛應用于码头、栈桥、防波堤等海上构筑物。在陆地上出运大型沉箱，目前的传统工艺是轨道滑车出运工艺。轨道滑车出运沉箱虽有着成熟的施工技术，但也存在着投资费用较高、机动性较差等缺点。采用气囊出运沉箱对地基承载力要求低，场地适应性强，行走灵活方便可进行横移、纵移、曲线移动，无须固定的行走轨道，从而可以缩短工期和降低施工成本，有利于市场竞争。随着气囊技术的发展，气囊的应用范围也越来越广，气囊出运沉箱这一新工艺为工程施工提供了新技术、创造更高的经济效益。

关键词：沉箱出运，气囊，大型混凝土预制构件，半潜驳，台车

气囊出运沉箱的工作原理与滚筒拖运重物的工作原理基本相同。在沉箱的底部，垂直于移运方向布置一定数量一定规格的气囊，然后充气顶起沉箱，施加外力牵引使沉箱向前移动，气囊向前滚动，从而使沉箱与地面之间产生相对运动来达到移运目的。与传统滚筒比较，气囊在沉箱重量作用下可以产生较大变形，增加气囊与地面的接触面积，使单位面积的压力减少，且气囊属于是柔性结构对场地的适应性强。本文认真研究并汇总了大型沉箱出运施工工艺，对利用气囊纵移沉箱、转换台车上半潜驳出运大型沉箱的施工工艺流程和特点做了较为详尽的介绍。

一、沉箱出运主要工艺流程

（一）成型沉箱达到出运强度后，顶升沟塞入顶升气囊，充气至沉箱起升30㎝，放置垫墩，气囊放气使沉箱平稳落至垫墩上，

（二）抽出顶升气囊，调整顶升沟盖板，塞入平移气囊充气达到纵移滚动气压，撤掉垫墩，启动卷扬机牵引沉箱，气囊滚动，沉箱运移至转换平台，

（三）沉箱通过气囊运移到码头前沿的转换台座上，随后在沉箱外墙正下方放置垫墩，气囊放气后沉箱落在垫墩上，抽出平移气囊，

（四）沿沉箱外墙对称布设10台500吨液压千斤顶，启动同步千斤顶顶升沉箱，使沉箱脱离转换平台的垫墩，撤掉垫墩，

（五）将台车通过台车轨道推入沉箱下方， 千斤顶同步回落，使沉箱落在台车设计位置，

（六）使用步行式液压顶推装置将沉箱顶推到半潜驳上，并使沉箱重心和半潜驳重心重合，

（七）半潜驳上台车和沉箱封舱加固后，拖运到下潜区起浮沉箱。

二、主要施工工艺的操作要点

（一）气囊顶升沉箱

1、工艺流程

顶升沟穿入气囊→充气→沉箱起升30㎝→放置垫墩→气囊放气→调整钢盖板→沉箱平稳落至垫墩上

2、操作要点及注意事项：

2.1沉箱在起升前须严格检查顶升沟内有无尖锐突起物及杂物，如有则立即清除，

2.2尽量避免气囊长度方向产生扭曲，

2.3严格控制充气压力，不得超过额定压力，

2.4充气时仔细观察气压表，尽量使气囊中气压相等，沉箱在起升时实时测量沉箱四角高度，保证沉箱平稳起升，

2.5气囊放气时要均匀操作，使沉箱平稳落在垫墩上。

2.6不要在地面上拖拉气囊，存放气囊处应远离热源，不能与酸、碱、油脂和有机溶液接触。

3、气囊顶升沉箱实例：

（二）气囊纵移沉箱

1、工艺流程

塞入平移气囊→充气→达到临界顶升气压→调节充气→沉箱平稳起升→观察沉箱有无行走趋向→撤出垫墩→滚动平移

2、沉箱行走流程

3、操作要点及注意事项

3.1平移气囊充气前注意安装沉箱护角并将两端钢丝绳处于紧张状态，设专人严格检查在沉箱行走范围内无尖锐物，防止气囊被扎破引起沉箱倾斜。

3.2沉箱行走前测量四角高度，使后沿高度低于前沿5 cm～10cm，即前沿高度为40cm，后沿高度为35 cm ～40cm。

3.3沉箱行走前，总指挥、现场指挥负责检查沉箱高度是否合理，测量人员是否到位，周围是否有危险源等，卷扬机指挥负责检查后端卷扬机是否松弛，行走时前端两个卷扬机先拉。

3.4沉箱行走过程中，气囊指挥非常关键，必须根据沉箱行走快慢，钢丝绳紧张程度适当调节气囊气压，保持（调整）沉箱前后端高差5cm～10cm

3.5启动前方卷扬机拉动沉箱，利用前方卷扬机的牵引拉动沉箱，使气囊平稳滚动。沉箱移运过程中的启动与制动：可通调整气囊气压来达到沉箱启动时牵引力减小和制动的要求。前端气囊气压减小，沉箱前倾，牵引力就小，反之亦然，移运中减小气压，即可增加滚动阻力，实现减速，

4、沉箱平移实例

（三）转换台车上半潜驳

1、工艺流程

布设垫墩→滚动气囊放气→沉箱座稳垫墩→布设千斤顶→人工除去台车轨道盖板→千斤顶顶升→沉箱平稳起升→撤出垫墩→牵引台车至沉箱底部就位→千斤顶回落→沉箱座稳台车→纵移上驳→半潜驳搭载沉箱至下潜坑→半潜驳下潜→起浮沉箱

2、沉箱上驳操作工艺

2.1在座底潜驳靠岸前将台车、钢丝绳、卡环全部准备完成。

2.2启动步行式液压顶推装置顶推台车，台车搭载沉箱上坐底半潜驳。

2.3沉箱上驳过程中，应根据船舶的实际情况调节沉箱上驳速度。

2.4沉箱到达指定位置后，在船用台车轨道上设置限位器，固定台车，防止沉箱及台车在潜驳下潜出运过程中移动。

2.5沉箱封固好后，坐底潜驳准备起浮。

2.6在沉箱顶升、移动和上驳过程中，测量人员要进行码头和坐底潜驳的沉降位移观测，若有变化，及时汇报。

3、操作要点及注意事项

3.1当沉箱行走至转换平台时，上驳工艺由气囊转换为台车，须重新布设垫墩，

3.2当滚动气囊放气时，必须同步均匀，防止沉箱失稳，

3.3牵引台车就位时，必须确保台车轨道盖板及轨道内工作人员全部撤出后方能进行，

3.4检查坐底潜驳顶面有无尖锐突起物，如有及时清除，

3.5沉箱上半潜驳后，务必要检查以下几项事项：沉箱至少在对立的两面是否设水尺标记，沉箱外墙的进水阀门，确认处于关闭状态，沉箱隔墙的透水阀门，确认是否畅通，检查沉箱是否盖好盖板，爬梯是否安装牢固，与半潜驳通讯指挥系统是否畅通。

4、顶推沉箱上半潜驳实例

参考文献：

[1]交通部第一航务工程局.港口工程施工手册[M].人民交通出版社，1996.

[2]中华人民共和国交通运输部.水运工程功法汇编[C].中国水运建设行业协会，2012.

[3]章广斌.大型沉箱气囊出运安装工艺研究与应用[D].山东大学，2007.

[4]中交第一航务工程勘察设计院有限公司.港工技术[J].《港工技术》编辑部， 2011.

[5] 中华人民共和国交通运输部.JTS 167-2-2009重力式码头设计与施工规范[S].人民交通出版社，2009.