沉箱陆上气囊移运\半潜驳7#浮坞出运及安装工艺在烟台港西港区油品码头工程中的应用

摘 要： 本文着重介绍了沉箱陆上气囊移运、半潜驳7#浮船坞出运、安装沉箱工艺的方案、工艺流程、技术操作过程，及运用效果，为大型沉箱出运、安装提供了良好的范例。

关键词： 气囊移运； 安装工艺； 施工

中图分类号： U655.54 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）04-0079-02

1 工程概况

1.1工程概述

烟台港西港区油品码头工程主体636.66m，由295米长的5万吨级油品码头和341.66米长的10万吨级油品码头组成，码头后为斜坡式防波堤结构。油品码头共有沉箱33个，其中5万吨级泊位16个，10万吨级泊位17个。

1.2沉箱工程量表

1.3工程特征

1.3.1施工工期紧

油品码头工程总工期23个月，沉箱出运、安装施工任务要在6个月内完成。本工程共计33个沉箱出运、安装天数预计为每个沉箱3天时间，按以往天气分析月平均作业天数25天计，6个月共150天，平均每4.5天需要完成一次沉箱出运、安装施工。

1.3.2现场作业条件

本工程施工现场为业主在建西港沉箱预制场，沉箱在预制场内预制，出运采用气囊滚运的方式。施工水域无掩护建筑，半潜驳7#船搭岸受风浪影响较严重。

2 沉箱出运、安装施工设备的选用：

2.1起重设备：预制场内的起重机有7台8吨的塔式起重机，一台波坦塔吊（100t*m），能够满足工程施工的需要。

2.2. 陆上出运设备

陆上采用气囊滚运方式需用6m3空压机一台，9mm3的储气罐一个，滚运气囊若干个（不少于10条）。

2.2.1 沉箱纵横移动技术参数表

2.2.2气囊技术参数（见表1）

2.2.3牵引力

a、前拉力：Fd=811.44kN；b、后牵保险力：与前拉力相等。c.卷扬机及滑轮组的选定：沉箱搬运过程中前拉采用2台8吨卷扬机配50t滑轮组进行牵引，后溜采用2台8t卷扬机配50t滑轮组进行牵引。

2.3水上沉箱出运设备：半潜驳7#船，交工55号、锚艇4#船。

2.4沉箱安装设备：定位方驳（带吊机），发电船、水泵、人工安装所需的手拉葫芦（10吨）及钢丝拉索等物。

3施工方案

3.1概述：本工程沉箱出运共计33个，最大沉箱重约2760t，其陆上搬运工艺采用千斤顶顶升、气囊搬运的施工工艺；沉箱下水采用半潜驳搭岸撬车拖带沉箱至半潜驳上半潜驳起浮离岸拖带半潜驳至半潜坑下潜出运沉箱的施工工艺。

3.2工艺流程

完成沉箱出运前的准备工作沉箱顶升支墩、穿纵移气囊撤墩沉箱纵移到位支墩；

千斤顶顶起沉箱半潜驳乘潮与出运码头对接半潜驳与沉箱台座钢轨对接将半潜驳上的台车沿钢轨牵引至沉箱下部放下千斤顶、沉箱坐落于台车牵引台车运载沉箱至半潜驳半潜驳排除压舱水、起浮半潜驳拖航至下潜坑半潜驳下潜半潜驳下潜至一定深度、沉箱起浮沉箱拖运至安放地点、方驳就位人工安装沉箱测量控制沉箱位置沉箱内回填。

3.3施工工艺

3.3.1施工前准备

A.场地清理

气囊所要经过的地面应平整清洁，如地面有尖锐物、石头、沟漕、凹坑等阻碍施工的因素应提前处理，以免损伤气囊，地面高差不得大于80mm。

B.其他准备工作

沉箱出运前应准备至少200块100×20×15cm高枕木，并应准备一定数量的枕木用于支撑滑车沟盖板。沉箱底板上前后侧设置两组预埋拉鼻，采用直径45的圆钢加工制成，预制位置应根据地锚设置情况进行确定。将卷扬机的牵引钢丝绳与沉箱拉鼻连接好。

3.3.2沉箱顶升

A．千斤顶顶升沉箱后清理沉箱底面，将气囊直接塞入工字钢间。

B．间隔标注摆放支垫枕木及气囊。现场指挥应检查气囊及枕木摆放位置是否正确，气囊不能与枕木接触；气囊囊头排列应在一线。

C.对气囊进行打气，注意打气要平均分配，打气过程原则是先中间后两边。如是双排气囊应保证对应的单排气囊充气气压一致。

D.起升气囊高度超过50cm，即达到工作气压时，沉箱被顶起， 停止打压.

E.对沉箱的平衡状态观察10分钟，确保气囊已全部稳定工作后，再进行撤墩。

3.3.3撤墩

A.将所有支撑墩从沉箱的底部拖出。注意不能有大角度，以免划破气囊。

B.撤墩的速度要越快越好，原则为先中间后两边。

3.3.4沉箱陆上移运

A.沉箱移运过程中的启动与制动

在沉箱移运时前方用两部卷扬机牵引，后方用两部卷扬机牵制.。通过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。在沉箱前摆放充好气的气囊阻止前行，以达到制动的目的。

B.出现偏移的纠正措施

调整两部卷扬机的牵引速度和先后启动顺序。调整气囊摆放角度.改变指定气囊的气压，控制沉箱的前行速度或方向。

C.当沉箱移动到接应气囊前调整气囊的接应距离，位置调好后等沉箱移位到气囊正上方压到气囊囊身的1/2时，前拉卷扬机停止拉动，充气手及时充气。

D.当气囊移运到划定的沉箱位时应先停止前拉，然后前拉卷扬机点动放松，直到滑轮组稍稍放松为止。

沉箱稳定后，应以最快的速度在气囊间隔的中间摆放好枕木，（注意要为下一步横移气囊留出穿气囊的位置）现场指挥检查枕木摆放，气囊放气。气囊放气的原则是先中间后两边，当所有气囊气压下降0.02mpa后，停止放气进行观察，然后重复以上过程，直到沉箱平稳的座落在枕木上，检查所有枕木是否都已承重，稳定10分钟后将前拉和后牵卷扬机完全放松，拆除滑轮组与围绳的连接，拆除围绳，重新安装横移牵引系统。

E.横移牵引系统安装完后，重复以上工作，进行横移。要注意横移气囊时对沉箱走位要求要十分精确，应严格遵循事先画出的沉箱移运轨迹移运气囊。

F.沉箱横移到位后，改用千斤顶顶升，撤掉垫木及气囊。插入撬车，用半潜驳搭岸、撬车牵引沉箱上船。

3.3.5半潜驳就位

当潮高达到最高潮以前至少4h，半潜驳开始定位，利用甲板上4台锚机，调整船位。潮水涨到+1.2m时，半潜驳7号搭岸，利用四条锚缆调整船舶轴线，当岸上轨道和船体台车轨道同轴线后，半潜驳注水下沉，前部座落在岸壁安设的钢轨上（标高+0.9m），实现岸轨（标高+2.6m）和船轨的对接。半潜驳利用左右四根缆绳调整位置，保证半潜驳靠紧岸壁护木，对接轨道顺直。

3.3.6沉箱上半潜驳

牵引台车进入沉箱底部，使台车前端平面标高和沉箱后部立面相齐，油泵卸压，沉箱坐落在台车上。用两根钢丝绳将拖架和动滑轮组相连接，调整半潜驳钢轨与岸上轨道接轨后，开动10t卷扬机牵引沉箱上半潜驳。沉箱到达台座前端后，调整半潜驳吃水，使船轨13.2m处标高比岸轨高2～4cm，在半潜驳台车轨道后端焊有定位器，台车碰定位器停下即是在半潜驳上正确位置。台车全部上半潜驳后，将短轨拆除，固定沉箱。

3.3.7半潜驳起浮离岸及沉箱运输

根据台座的标高情况，半潜驳起浮时需+0.75m以上的潮位，排空过程约2h，所以在潮位+0.75m以前2h，且处于涨潮时，台车上半潜驳，这样的时机比较合理。

3.3.8半潜驳下潜

半潜驳在下潜坑就位后在高平潮3小时之前，注水下沉，确保高平潮前0.5小时达到下潜深度16m；沉箱外水面淹没阀门孔约0.5m（坞内吃水7m）后，半潜驳停止注水下沉，打开沉箱阀门，向沉箱内放水，起重工使用测绳监测舱内压水面高度。舱内压水应严格控制，误差为50mm。各压水区达到要求压水高度后，关好阀门，半潜驳继续注水下沉，直至下潜至坞内吃水10.5m时，沉箱达到安全起浮吃水线完全浮起。此时，用拖轮顺流方向牵引，用拖轮绑拖至安放点就位。

3.3.9沉箱吊靠方驳

在安装现场提前安排方驳定位，方驳顺基床轴线方向下锚定位。沉箱在拖轮拖带下，缓缓靠近方驳，沉箱上与方驳上的工作人员迅速给沉箱带缆，待沉箱绑牢后，拖轮离开沉箱，待低潮安装。

3.3.10沉箱安装

A.方驳就位：沉箱安装采用方驳定位，方驳在靠近安装的基床位置附近，顺基床轴线方向下锚定位。

B.人工安装

拖轮拖运沉箱绑靠定位方驳，系缆将沉箱与方驳固定，然后方驳绞缆移动，陆上用全站仪控制沉箱平面位置，水上通过方驳移动仔细调整沉箱位置，满足安装精度且沉箱稳定后，打开阀门向沉箱舱内注水下沉至基床顶面，下沉过程中，测量人员认真观测沉箱位置是否发生变化，若发生变动，应及时停止注水，重新调整沉箱位置后，再注水下沉，直至满足安装精度时为止。采用已安装沉箱为依托安装其它沉箱时，根据相邻的沉箱吊鼻尺寸准备八根钢丝绳和四个10t手拉葫芦作工具，其中两根钢丝绳主要用于调整待安沉箱平面位置，另两根钢丝绳主要控制安装缝宽，反复收紧或放松四个手拉葫芦仔细调整沉箱位置。

4施工过程监测

4.1对沉箱下潜坑的选址进行周密的安排和详细的考虑，既要保证沉箱起浮时船舶所需的下潜深度并不易回淤，又要保证能满足两个泊位的沉箱安装拖运需求，还要尽可能的缩短拖航距离。

4.2沉箱出运、安装时控制好沉箱的压水高度及内外水头压差。

4.3沉箱阀门安装时应确保完好，关闭自如密封不漏水，过水孔按要求设置、透水孔用木契堵塞牢固或用钢板封堵严密。

4.4沉箱安装完成后要及时进行沉降位移观测，并隔一潮水观测完成满足规范要求后尽快进行回填施工，以提高沉箱的稳性。

5结语

陆上气囊移运沉箱，半潜驳7#浮船坞出运、安装沉箱工艺在烟台港油品码头工程得以顺利实施，实施效果良好，质量水平较高，积累了丰富的技术数据，确保了工程按期顺利完工，实践证明此工艺能够成功满足大沉箱预制后的陆上移运，水上出运、安装任务，可以在类似工程中予以借鉴使用。

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