李玉峰

中國(guó)鐵建港航局集團(tuán)有限公司第三工程分公司

6600t沉箱氣囊頂升、移運(yùn)施工技術(shù)研究

李玉峰

中國(guó)鐵建港航局集團(tuán)有限公司第三工程分公司

通過日照港嵐山港區(qū)北作業(yè)區(qū)6#大宗散貨泊位工程的6600t沉箱氣囊頂升、移運(yùn)、存放施工，重點(diǎn)介紹了6600t沉箱氣囊異步頂升、出運(yùn)線路規(guī)劃、出運(yùn)口改造和沉箱長(zhǎng)期存放支墊方式，為類似工程的施工提供參考。

6600t沉箱；氣囊；解決辦法；施工方案

一、工程概況

1工程簡(jiǎn)介

日照港嵐山港區(qū)北作業(yè)區(qū)5#大宗散貨泊位工程，位于嵐橋港已建防波堤內(nèi)，順接30萬噸碼頭一期工程。碼頭為重力式沉箱結(jié)構(gòu)，沉箱共15個(gè)，沉箱尺寸為28.41m×20.71m×28m，單個(gè)沉箱重6616.5t。

2預(yù)制場(chǎng)情況

沉箱預(yù)制場(chǎng)由兩條生產(chǎn)線組成和4臺(tái)塔吊組成，每條生產(chǎn)線包含4條氣囊溝,每條生產(chǎn)線可預(yù)制4個(gè)沉箱，共可以預(yù)制8個(gè)沉箱。沉箱預(yù)制完成后通過氣囊橫移、縱移，經(jīng)出運(yùn)口上船。

二、施工面臨的困難及解決辦法

1施工面臨的困難

1.1 如果不增加氣囊數(shù)量，也不增大氣囊溝寬度，采用常規(guī)工藝無法完成6600t沉箱頂升。

1.2 預(yù)制場(chǎng)原來出運(yùn)通道經(jīng)過強(qiáng)夯處理，寬度16m。現(xiàn)有的沉箱寬度28m，原有通道寬度不足，無法在出運(yùn)通道存放沉箱，需進(jìn)行處理，但費(fèi)用較高。

1.3 沉箱存放傳統(tǒng)支墊方式采用雙層墊木支墊，但根據(jù)業(yè)主安排，沉箱需要進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)一年的存放，在沉箱長(zhǎng)時(shí)間重壓下，墊木易發(fā)生連續(xù)變形而導(dǎo)致沉箱與地面凈空不斷減少，導(dǎo)致氣囊無法重新穿入，進(jìn)而發(fā)生沉箱無法移動(dòng)上船的危險(xiǎn)。

1.4 原出運(yùn)口坡度過大，60m長(zhǎng)的出運(yùn)坡道高差1.7m，沉箱上船時(shí)易因坡度過大發(fā)生失穩(wěn)危險(xiǎn)。

2解決辦法

2.1 不改變預(yù)制場(chǎng)結(jié)構(gòu)，加工使用最大承壓為0.9MPa的超高壓氣囊代替最大承壓為0.65MPa的常規(guī)超高壓氣囊；頂升工藝采用“異步頂升法”代替?zhèn)鹘y(tǒng)“同步頂升法”，兩者結(jié)合完成6600t沉箱頂升；

2.2 對(duì)原出運(yùn)通道和臺(tái)座周圍臺(tái)座做地基承載力靜載試驗(yàn)，原出運(yùn)通道地基承載力偏低，只有0.5MPa，如果對(duì)其改造，處理成本高，故重新規(guī)劃出運(yùn)路線和沉箱長(zhǎng)期存放位置。

2.3 長(zhǎng)期存放時(shí)支墊采用石板代替下層墊木，石板上層仍使用墊木，這種方式可以有效保證沉箱與地面高差，不會(huì)發(fā)生沉箱底與地面凈空過小的危險(xiǎn)，且更經(jīng)濟(jì)。

2.4 根據(jù)10000t半潛駁搭岸結(jié)構(gòu)對(duì)出運(yùn)口進(jìn)行改造，然后對(duì)出運(yùn)坡道回填石渣，頂面進(jìn)行硬化，出運(yùn)坡道高差由1.7m降低為0.25m，沉箱上船更安全。

三、施工方案

1施工準(zhǔn)備

1.1 沉箱出運(yùn)前檢查：串水孔全部暢通，閥門井和閥門桿已安裝，水尺噴涂完成，倉內(nèi)無雜物，積水厚度少于20cm，滿足這些條件后方可進(jìn)行沉箱出運(yùn)。

1.2 沉箱預(yù)制前，吊開蓋板溝蓋板、將氣囊溝內(nèi)的淤泥和碎石等雜物清除；移運(yùn)前清掃施工場(chǎng)地，保證無尖銳物，無雜質(zhì)，防止扎破氣囊。

1.3 空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、輸氣管道安裝到位，頂升氣囊穿入氣囊溝后進(jìn)行充氣試壓，檢測(cè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。試壓合格后方進(jìn)行正式施工。

2氣囊“異步頂升法”頂升沉箱

2.1 穿頂升氣囊

將長(zhǎng)度為20m和10m的超高壓頂升氣囊通過鋼絲繩連接，在裝載機(jī)協(xié)助下穿入氣囊溝，與充氣設(shè)備連接。

2.2 沉箱頂升

①頂升氣囊充氣，靠近前趾氣囊壓強(qiáng)大，使沉箱前趾離開地面10cm，斜插入輔助氣囊FQ并頂升，至前趾離開地面20cm，前墻底放入一層14cm墊木；

②前趾輔助、頂升氣囊減壓，使前墻坐在墊木上，靠近后墻頂升氣囊加壓，使后墻離開地面10cm，斜插入輔助氣囊FQ2繼續(xù)充氣頂升，至后墻離開地面22cm，沉箱底、氣囊溝間位置穿入輔助氣囊FQ3、FQ4、FQ5并充氣，至后墻離開地面34cm，撤除斜插的輔助氣囊FQ2，后墻穿入二層墊木；

③后墻氣囊減壓、后墻坐于二層墊木上，前趾處頂升氣囊和輔助氣囊加壓頂升，至前趾離開地面34cm，撤除斜插輔助氣囊FQ1，放入第二層墊木，臨時(shí)支墊完成；

④頂升氣囊放氣回落，蓋板回位，完成沉箱頂升施工。

異步頂升過程中，頂升氣囊最大壓強(qiáng)0.72MPa，輔助氣囊最大壓強(qiáng)0.4MPa，在氣囊和空壓機(jī)工作負(fù)荷之內(nèi)。

2.3 沉箱移運(yùn)至轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)

①通過裝載機(jī)協(xié)助將滾運(yùn)氣囊穿插到沉箱底部，將接應(yīng)輔助氣囊依次擺放到沉箱移運(yùn)路線。卷揚(yáng)機(jī)固定在混凝土地坪上，卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩通過單柄滑輪與滑輪組連接?；喗M與插在沉箱預(yù)埋孔的圓鋼插銷通過2股65mm鋼絲繩連接。

②滾運(yùn)氣囊同時(shí)充氣，所有氣囊氣壓達(dá)到0.35MPa時(shí)，沉箱整體離開地面30cm，將沉箱下的墊木全部撤出。

③通過卷揚(yáng)機(jī)牽引，沉箱往前移動(dòng)，前進(jìn)方向接應(yīng)氣囊充氣，使沉箱始終坐在氣囊上。沉箱前段離開地面40cm，后方氣囊卸壓，沉箱后端離開地面16cm，沉箱前進(jìn)速度為1.5m/min。沉箱移動(dòng)過程中，用塔吊或汽車吊將后方卸氣的氣囊吊至沉箱前方做接應(yīng)氣囊。

④沉箱移至方向需改變的地點(diǎn)—轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)，需停止移運(yùn)，在沉箱底放入雙層墊木。

⑤滾運(yùn)氣囊泄壓，沉箱坐在墊木上，氣囊撤出，轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)臨時(shí)支墊完成。

2.4 沉箱移運(yùn)至存放區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)期存放

①轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)沉箱重新穿入滾運(yùn)氣囊，連接牽引系統(tǒng)。滾運(yùn)氣囊充氣，撤出墊木。在牽引系統(tǒng)作用，沉箱移運(yùn)至存放區(qū)。

②如果沉箱下一步移運(yùn)上船的方向與本次移運(yùn)方向相同，在沉箱前進(jìn)方向的兩端放入設(shè)計(jì)數(shù)量的墊木石板，撤出氣囊即可完成沉箱長(zhǎng)期存放。

如果沉箱下一步移運(yùn)上船方向與本次移運(yùn)方向不同，則沉箱需要進(jìn)行臨時(shí)支墊，然后重新穿入氣囊頂升，在沉箱前進(jìn)方向的兩端放入設(shè)計(jì)數(shù)量的墊木、石板，撤出氣囊后即可完成沉箱長(zhǎng)期存放。

③沉箱長(zhǎng)期存放時(shí)，墊木面積S=69000kN/1.1MPa=62.7㎡。為了保證存放的安全性，墊木面積增加我80～100㎡。

2.5 沉箱位移沉降觀測(cè)

沉箱存放初期，需加強(qiáng)位移沉降觀測(cè)，沉降穩(wěn)定后可定期觀測(cè)，做好沉降位移觀測(cè)記錄。如果發(fā)現(xiàn)沉箱周圍地面下沉過快或地面下陷明顯，需重新穿入氣囊頂升沉箱，在沉箱下放入更多的墊木進(jìn)行支撐。

四、結(jié)語

目前，日照港嵐山港區(qū)北作業(yè)區(qū)5#大宗散貨泊位工程已完成了7個(gè)沉箱存放，頂升、移運(yùn)過程順利，存放現(xiàn)場(chǎng)最大沉降量約10mm，存放前7天地面沉降明顯，后期沉降逐步減緩，需要進(jìn)一步進(jìn)行沉降位移觀測(cè)。實(shí)踐證明6600t超大型沉箱氣囊異步頂升、移運(yùn)的施工工藝得到了成功的應(yīng)用，可在類似工程施工中進(jìn)行推廣。