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1、气囊搬运大型沉箱工艺的实践与总结[摘要]结合泉州港石湖码头扩建技改二期工程施工实践,总结气囊搬运大型沉箱施工工艺,并研究提出沉箱搬运过程防倾倒的安全措施。 [关键词]气囊搬运沉箱工艺 1引言 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应用于码头、栈桥、防坡堤等海上建筑。近年来,随着集装箱船舶加速大型化,大型深水泊位不断发展,沉箱设计的外型尺寸越来越大,重量也越来越重,为安全、经济合理地出运沉箱,在我省厦门港、漳州港、泉州港、福州港等港口已广泛应用气囊搬运大型沉箱工艺。本文结合泉州港石湖码头扩建技改二期工程实例,介
2、绍运用气囊搬运大型沉箱工艺,并提出防范沉箱失稳倾倒的技术措施。 2工程概况 泉州石湖扩建二期工程施工区域位于泉州湾内,建设规模为新建1个5万吨级集装箱泊位及相应的东护岸工程。码头结构形式为重力式沉箱结构,单个沉箱重964吨,共有32个沉箱,外型尺寸为11.8×11.5×17.1m,前趾长1.5m,箱内6个仓。 3气囊搬运沉箱的原理及工艺介绍 3.1原理 气囊搬运沉箱的工作原理与滚筒搬运重物的工作原理基本相同,在沉箱底部放置若干个圆柱形气囊,气囊充气后将沉箱顶起,卷扬机牵引沉箱,气囊滚动,从而带动沉箱缓慢移动,将沉箱搬运到目的地。由于气
3、囊在沉箱的压力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,且受力均匀,故对场地的适应性强。 3.2工艺 气囊搬运沉箱的工艺及流程如下: 3.2.1预制场地平面布置及场地处理 预制场内布置6个沉箱预制底模、18个存放位置。预制、堆放、出运通道场地为回填一年的开山石,厚度5.20m~9.0m,其下淤泥0.9m~1.5m,由于沉箱荷载较大,经计算,以强夯法进行地基加固处理。强夯处理后,采用20cm厚的泥结碎石整平,25t压路机压实处理,压路机压实后表面平整密实,无明显轮迹,再用8cm厚粗砂作为找平层,平整度±2cm,表
4、面平整,无露石或尖状物。 3.2.2底模布置 沉箱预制底胎模采用活动式结构,以便于安装气囊及沉箱搬运时底模的拆除。底胎模地基在强夯、整平、压实处理后,浇筑厚25cm的C30钢筋混凝土底座,底座座顶水平、平整且高程与地面一致。在钢筋混凝土底座上采用Ι25工字钢对锁成活动式底胎模框架,内设6个平行于出运沉箱方向通长的格仓,格仓内填砂,灌水振捣密实,工字钢上铺光面胶合板,胶合板上铺马粪纸。当沉箱混凝土强度达到设计要求后,拆除底模外框架,用高压水清除格仓内的填砂,沉箱落座在底模内框架Ι25工字钢上,底模离地25cm。然后在底胎模格仓内安放气囊,气囊
5、充气后顶升沉箱离地40cm左右,拆除底模型钢,做好出运前的准备工作。 3.2.3牵引系统平面布置 牵引系统由地垅、卷扬机、滑轮组、固定架及钢丝绳等组成,牵引设备布置见图1。牵引钢丝绳通过捆绑在地垅固定架上的滑轮与捆绑在沉箱上的滑轮作沉箱牵引用。地垅设计锚固力为32t,卷扬机通过两片滑轮组变最大牵引力8t为32t。 图1卷扬机牵引沉箱示意图 3.2.4气囊的选择 气囊采用由山东济南出产、高强度尼龙缠绕橡胶气囊。其独特的整体缠绕成型工艺,使气囊囊壁无接缝,各向强度均衡的复合结构,再加上高强度的尼龙纤维增强料和优质的进口橡胶,使同等囊壁
6、厚度的气囊能承受比一般橡胶更高的强度,具有吸收冲击能量大,作用于搬运物单位面积上的压力低,冲击耐疲劳性能优异等优点。气囊骨架材料是锦纶帘子布,锦纶帘子布密度≥95根/10cm宽,锦纶帘子线的断裂拉力≥205.8N/根。囊嘴为铝合金铸件。气囊最大工作压强0.2Mpa,直径1.0m,长13.8m,充气达到最大工作压强0.2Mpa时,工作高度0.4m。以下计算搬运沉箱所需的气囊数量: F=P•S(1) (1)式中,F―单根气囊承载力; P―气囊工作压力;考虑其使用的安全性,工作压力为最大工作压强的80%。 S―承载面积之正投影面积
7、(m2)。 S=BL0(2) (2)式中,B―承载面宽度,B=π(D-H)/2。L0―气囊承载面长度。 把相关数据代入式(2)得:S=π(D-H)L0/2=10.833m2 代入式(1)得:F=173.3t,则气囊数量n=Q/F≈5.6,综合考虑,取n=6,即采用6根气囊共同搬运1个沉箱。 3.2.5沉箱出运程序 ①检查供气系统(包括空压机运转、供气管道、接头、阀门、压力表等)、牵引系统(包括卷扬机、钢丝绳、卸扣、卡环、地垅等),清扫出运通道及沉箱底部的尖锐物。 ②捆绑钢丝绳。钢丝绳捆绑位置离底模约1.3m处,钢丝绳与沉箱棱角接触
8、处用枕木隔开,调整钢丝绳两侧长度相等,再连接牵引及溜尾钢丝绳。 ③高压水枪冲出隔仓填砂。先拆卸底胎模两侧Ι25型钢,用高压水枪将隔仓填砂冲出,注意均
