青島永泰長(zhǎng)榮
標(biāo)題: 氣囊助浮安裝預(yù)制箱涵技術(shù)與研究 [打印本頁]
作者: 永泰長(zhǎng)榮 時(shí)間: 2023-12-30 17:39
標(biāo)題: 氣囊助浮安裝預(yù)制箱涵技術(shù)與研究
華潤(rùn)海豐電廠取水口引水箱涵因無法進(jìn)行全部干法施工，需要進(jìn)行部分箱涵先預(yù) 制，后出運(yùn)安裝，而受箱涵安裝通道狹窄，通道水深較淺，起重船回旋區(qū)域狹小，吃水深度不夠 等因素制約，無法利用起重船助浮安裝箱涵。而氣囊搬運(yùn)箱涵技術(shù)，幾乎不受場(chǎng)地限制，且重量 輕，安裝和拆卸方便快捷，便于運(yùn)輸，成本低，可以減小吃水深度，故考慮采用氣囊助浮，出運(yùn)并 進(jìn)行安裝。
?關(guān)鍵詞：取水口氣囊助浮箱涵出運(yùn)安裝
工程概況
廠址位于廣東省汕尾市海豐縣小 漠鎮(zhèn)的東南部。取水口箱涵工程分現(xiàn) 澆段和安裝段，安裝段箱涵長(zhǎng)度共計(jì) 140m, 由24節(jié)箱涵組成，包括6個(gè)沉 箱式取水頭箱涵和18節(jié)進(jìn)水箱涵。取 水頭箱涵單個(gè)重約900t, 進(jìn)水箱涵包 括15米進(jìn)水雙孔標(biāo)準(zhǔn)箱涵10個(gè)，單個(gè) 自重約603t,截面尺寸9.5m*5.5m, 三 通式箱涵2個(gè)，自重約455t,接頭箱涵 6個(gè)，自重約為180t 和305t, 本文以15 米雙孔標(biāo)準(zhǔn)箱涵為例進(jìn)行闡述。
受現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地條件限制，原設(shè) 計(jì)圖紙取水箱涵接泵房60m 長(zhǎng)度范 圍內(nèi)實(shí)行干法施工，需要開挖基坑并 在臨海側(cè)形成圍堰。待干法施工完 成后，需將圍堰拆除，根據(jù)施工圖紙 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，安裝段開挖范圍為 60m×140m 范圍內(nèi)進(jìn)行，開挖采用 抓斗式挖泥船配備兩艘1200m 區(qū)開底
駁，基床底標(biāo)高開挖至-8.0m左右，基
床標(biāo)高-7.2m。
2.方案比選
2.1起重船助浮安裝
若采用起重船出運(yùn)安裝施工，需 要起重船、半潛駁、拖輪、平板駁、吊 機(jī)等設(shè)備，與此同時(shí)其他工序交叉施 工，參與施工船機(jī)設(shè)備多，各船布纜 易交叉，相互干擾大。且因箱涵噸位 較大，需租賃大型起重船舶設(shè)備，增 加工程成本。
取水口分#1、#2引水箱涵，引水 箱涵在開挖基坑的兩側(cè)，故起重船 安裝時(shí)，吊車中線需與箱涵中線對(duì)
齊，以500t起重船參數(shù)為例，吊重 為500噸，主勾水上吊高為60m, 舷 外跨距為30m, 主勾間距4m。船 長(zhǎng) 60.3m, 型寬26m, 型深5m, 滿載 船艏吃水1.8m, 船艉吃水3.8m。而 #1、#2箱涵內(nèi)側(cè)距離最小30m, 箱涵 寬9.5m, 基坑總寬度60m, 故箱涵 外側(cè)至基坑邊線距離5.5m, 箱涵安 裝軸線距基坑邊線10.25m, 起重船 吊鉤中線距船邊線13m, 故安裝寬 度不夠。起重船回旋范圍不夠，此方 案不可行。
2.2鋼浮筒助浮安裝
傳統(tǒng)的鋼浮筒助浮沉箱出運(yùn)方法 的優(yōu)點(diǎn)是堅(jiān)硬、牢固，但質(zhì)量過大，且 施工難度大，需要預(yù)設(shè)固定鐵件，增 加進(jìn)排水系統(tǒng)、外部電源等要求，且 難于水下拆除，比較費(fèi)工麻煩。
2.3氣囊助浮安裝
氣囊助浮出運(yùn)安裝技術(shù)是利用氣 囊充氣產(chǎn)生浮力，產(chǎn)生與鋼浮筒等其 他助浮用具相同的助浮效果，氣囊相 對(duì)較輕，可用反鏟配合搬運(yùn)，而將沉 箱助浮完成后，氣囊拆卸操作簡(jiǎn)單。 氣囊通過閥門充放氣，無需外部電 源，成本低廉，制作時(shí)間短且使用壽 命長(zhǎng)。
綜上所述，針對(duì)本項(xiàng)目的特點(diǎn)， 結(jié)合實(shí)際情況，氣囊助浮方案是優(yōu)先
考慮方案。
3. 工前準(zhǔn)備
3.1高壓氣囊的主要技術(shù)參數(shù)
本工程擬采用直徑D=1.5m 及 1.8m, 長(zhǎng)度均為12m 的兩種氣囊進(jìn)行 沉箱助浮及安裝。
3.2下水平臺(tái)及地錨布置
雙孔箱涵預(yù)制平臺(tái)標(biāo)高-3m,
同時(shí)作為出運(yùn)平臺(tái)。設(shè)計(jì)高潮水位 +1.95m 左右，設(shè)計(jì)低潮水位+0.22m 左右，潮差為1.73m。 后地錨布置于 箱涵的預(yù)制平臺(tái)后方，平行于海岸線 每隔30m; 前移地錨布置于海上駁船 上，具體位置根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
3.3定位器設(shè)置及測(cè)量放線
為便于箱涵在水下的定位，需加 工制作定位器，以便精確安裝箱涵。 定位器由型鋼制作而成，并在箱涵沒 水前焊接、安裝完成。根據(jù)測(cè)量控制 點(diǎn)坐標(biāo)及已經(jīng)安裝的沉箱布置情況， 于岸邊布置測(cè)量控制點(diǎn)。
3.4預(yù)埋拉環(huán)
在箱涵兩側(cè)底部預(yù)埋掛氣囊的拉 環(huán)，拉環(huán)間距1.3m, 每側(cè)預(yù)埋11個(gè)， 拉環(huán)預(yù)埋位置距箱涵底面0.5m。箱涵 拖運(yùn)前，需要在箱涵頂板四個(gè)點(diǎn)預(yù)埋 直徑80mm 的圓鋼拉環(huán)，預(yù)埋的拉環(huán) 同時(shí)作為箱涵間對(duì)拉設(shè)備的預(yù)埋件。
4. 施工流程、施工步驟及施工方法 4.1雙孔箱涵氣囊助浮出運(yùn)安裝工藝
潛水員配合掛后鋼絲纜 → 駁船 定位掛前牽引鋼絲纜→箱涵內(nèi)外氣囊 安裝→氣囊就位后充氣→拉緊四角纜 繩，等待高潮位→箱涵起浮，拖運(yùn)至 安裝現(xiàn)場(chǎng)→箱涵在纜繩控制下定位→ 氣囊放氣，箱涵下沉→解除鋼絲纜， 安裝對(duì)拉牽引設(shè)備→對(duì)拉箱涵，回收 氣囊。
4.2雙孔箱涵起浮安裝操作
(1)低潮位時(shí)，由潛水員將充半 氣的氣囊依次拖運(yùn)到箱涵內(nèi)部，拖運(yùn) 到位后，氣囊放氣，自然下沉，底層平 行布置兩條直徑1.5m 氣囊，中層平行 布置兩條直徑1.8m氣囊，上層平行布 置兩條直徑1.8m 氣囊。
(2)內(nèi)部氣囊分三層布置完成 后，開始逐層充氣，充氣順序由上到 下依次充氣。
(3)安裝兩側(cè)外掛氣囊時(shí)，潛水 員預(yù)先將捆綁帶安裝在拉環(huán)上，然后 將氣囊拖運(yùn)到捆綁帶上，每側(cè)各布置 3條直徑1.5m 氣囊。
(4)布置完外側(cè)氣囊后，氣囊開 始充氣，充氣時(shí)根據(jù)氣囊膨脹狀態(tài)隨 時(shí)調(diào)整各氣囊氣壓，充氣完成后，綁 帶自然鎖緊，氣囊固定牢固。
(5)在布置氣囊的同時(shí)，鋼絲纜 也要同時(shí)安裝，箱涵后方左右兩側(cè)各 布置一臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)，每臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲 纜需要掛在箱涵頂板后方的預(yù)埋拉環(huán) 上。駁船上船頭和船尾的卷揚(yáng)機(jī)也分 別引出鋼絲纜，掛在箱涵頂板前端的 兩個(gè)預(yù)埋拉環(huán)上。
(6)鋼絲纜和氣囊安裝完成后， 等待漲潮，當(dāng)潮位達(dá)到+1.5m 標(biāo)高時(shí)， 箱涵起浮，收緊前后纜。
(7)通過駁船的前纜牽引，陸地 上的后纜松放，將起浮后的箱涵拖運(yùn) 到預(yù)定海域。
(8)箱涵到達(dá)預(yù)定海域后，技術(shù) 人員開始指揮定位，同時(shí)將兩側(cè)外掛 氣囊依次放氣，兩側(cè)氣囊同時(shí)放氣， 以保證箱涵平衡，當(dāng)兩側(cè)氣囊放氣完 成時(shí)，箱涵剛好開始下沉。
(9)箱涵下沉到位后，潛水員將 箱涵四角的鋼絲纜解除，然后安裝好 對(duì)拉牽引設(shè)備。
(10)箱涵在對(duì)拉設(shè)備作用下， 與前一段箱涵對(duì)接完成，經(jīng)岸邊測(cè)量 員進(jìn)行校核，潛水員水下檢查安裝精 度符合規(guī)范后，最后進(jìn)行氣囊回收。
4.3雙孔箱涵安全驗(yàn)算
(1)箱涵體積計(jì)算，經(jīng)計(jì)算，箱 涵體積為246.15m 區(qū)。
(2)助浮氣囊充氣后箱涵起浮 驗(yàn)算
經(jīng)計(jì)算，箱涵被水淹沒4.5m 時(shí)(潮位到達(dá)+1.5m) 開始起浮。 水深達(dá)到4 . 5m 時(shí)，淹沒箱涵體積 162.45m3, 淹沒直徑1.8m 氣囊體 積224m3, 淹沒直徑1.5m 氣囊體積 225m3, 合計(jì)：611.45m3, 淹沒總體積 可提供浮力為626.45t,氣囊自重合計(jì) 為22t,箱涵自重為603t。
626.45-22=604.45t≈603t, 因此 箱涵在淹沒4.5m時(shí)可以自浮。
(3)箱涵下沉驗(yàn)算
經(jīng)計(jì)算，箱涵兩側(cè)的6條氣囊放 氣后，箱涵正好開始下沉，當(dāng)需要重 新起浮時(shí)，在兩側(cè)的氣囊稍微充氣即 可。箱涵全部沒入水中，淹沒箱涵體 積243.15m3, 淹沒直徑1.8m 氣囊體 積262.4m3, 淹沒直徑1.5m氣囊體 積：90m3, 合計(jì)：595.5m3。 淹沒總 體積可提供浮力為610t, 氣囊自重合 計(jì)為24t, 箱涵自重為603t。箱涵需 要重新起浮時(shí)，兩側(cè)氣囊需提供627- 610=17t, 即兩側(cè)氣囊各充三分之一條 氣囊的氣，即可重新起浮。
4.4箱涵定位安裝
箱涵拖運(yùn)到預(yù)定海域后位置后， 兩側(cè)氣囊逐條放氣，放氣時(shí)由下往上 的順序放氣，氣囊放氣的同時(shí)，負(fù)責(zé) 箱涵定位的潛水員站在箱涵頂，在陸 地測(cè)量員的指揮下，指揮氣囊放氣和 定位。
當(dāng)箱涵頂面與水面幾乎平行，箱 涵軸線與安裝軸線幾乎重合(箱涵頂 上兩根測(cè)桿同時(shí)處在安裝軸線上), 同時(shí)箱涵距前一段箱涵1米左右位 置，兩側(cè)氣囊同時(shí)放氣，箱涵緩緩下 沉到底，如需要調(diào)整，可通過充放兩 側(cè)氣囊實(shí)現(xiàn)重新起浮下沉，進(jìn)行調(diào) 位，如安裝到位，可進(jìn)行兩側(cè)氣囊回
收及箱涵頂鋼絲纜解除工作。
鋼絲纜解除后，再由潛水員安裝 對(duì)拉牽引設(shè)備，安裝完成后，啟動(dòng)對(duì) 拉設(shè)備，箱涵對(duì)接完成，即安裝完成， 最后進(jìn)行剩余氣囊回收工作。
5.氣囊助浮工藝要求
(1)施工前對(duì)所有作業(yè)人員進(jìn)行 技術(shù)、安全交底。
(2)計(jì)算數(shù)據(jù)須經(jīng)兩人復(fù)核，并 經(jīng)主管領(lǐng)導(dǎo)審查、批準(zhǔn)后方可實(shí)施。
(3)氣囊在使用前，要嚴(yán)格檢查 各個(gè)部位及配件的質(zhì)量均完好，發(fā)現(xiàn) 問題，立即報(bào)告。
(4)拉帶要平整的捆綁在氣囊 上，確保氣囊受力均勻。
(5)兩側(cè)氣囊應(yīng)同時(shí)均勻充氣。
(6)氣囊在使用過程中，應(yīng)防止 被利器扎、割損傷、漏氣。
(7)拉環(huán)焊接必須符合質(zhì)量要 求，外邊緣必須修整、磨邊。
6. 工藝實(shí)施效果
經(jīng)過采用氣囊助浮出運(yùn)安裝箱涵 的新工藝，使得華潤(rùn)海豐電廠取水口 箱涵出運(yùn)安裝工作得以順利完成，節(jié) 約了經(jīng)濟(jì)成本，提高了安裝效率，有著 廣泛推廣的實(shí)際意義，本項(xiàng)目對(duì)箱涵 安裝區(qū)域狹小的項(xiàng)目有一定的借鑒意 義，可應(yīng)用于氣囊助浮打撈工作，具有 一定的社會(huì)效益。
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