青島永泰長(zhǎng)榮
標(biāo)題: 單條高壓氣囊單邊頂升及氣囊滾動(dòng)平移沉箱工藝探討 [打印本頁(yè)]
作者: jimosea 時(shí)間: 2024-1-3 17:58
標(biāo)題: 單條高壓氣囊單邊頂升及氣囊滾動(dòng)平移沉箱工藝探討
文以項(xiàng)目施工為依托，著重探討使用單條高壓氣囊單邊頂升工藝及使用普通氣囊滾動(dòng)平移沉箱工藝，介紹了相對(duì)其他不同頂升及平移沉箱工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)螚l 高壓氣囊 單邊頂升 平移沉箱
氣囊頂升出運(yùn)沉箱技術(shù)是將氣囊穿過(guò)沉箱底部，用氣囊頂升沉箱離開(kāi)地面，沉箱頂升完成后在沉箱四周支墊墊木，然后把多條水平滾動(dòng)氣囊穿過(guò)沉箱底部并充氣，使用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引沉箱使沉箱底部氣囊滾動(dòng)帶動(dòng)沉箱平移的技術(shù)。本工藝是在綜合考慮預(yù)制場(chǎng)地質(zhì)、沉箱尺寸重量、預(yù)制場(chǎng)的使用頻次等各方面因素，結(jié)合以往氣囊頂升、平移沉箱的成功經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，確定采用單條高壓氣囊單邊頂升及使用普通氣囊滾動(dòng)完成平移沉箱工作。此工藝關(guān)鍵技術(shù)是頂升沉箱只需設(shè)置一條頂升槽即可，臺(tái)座建設(shè)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、安全可靠，提高了沉箱頂升及出運(yùn)效率。
1.工程概況
漳州港東山港2 #泊位工程共需預(yù)制沉箱2 7個(gè)，沉箱長(zhǎng)*寬*高為：8.5m*7.95m*12.9m，單個(gè)沉箱重量472t，沉箱預(yù)制場(chǎng)布置2排沉箱臺(tái)座，沉箱移動(dòng)到出運(yùn)前沿平均距離約60m。預(yù)制場(chǎng)地基為新填開(kāi)山土石，預(yù)制臺(tái)座建設(shè)前經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓處理，臺(tái)座建設(shè)用時(shí)20天，臺(tái)座投資60萬(wàn)元，節(jié)約了大量預(yù)制廠(chǎng)投資。出運(yùn)過(guò)程平均每天頂升出運(yùn)一到兩個(gè)沉箱，用時(shí)較少效率較高，此項(xiàng)目使用單條高壓氣囊單邊頂升及使用普通氣囊滾動(dòng)平移沉箱工藝，順利完成了沉箱的出運(yùn)任務(wù)。
2.單邊頂升沉箱及平移工藝簡(jiǎn)述
沉箱臺(tái)座建設(shè)時(shí)，沉箱臺(tái)座底部只設(shè)置一條頂升槽（頂升槽寬度1.6m，深度0.25m）。預(yù)制沉箱時(shí)，頂升槽內(nèi)填滿(mǎn)砂并用水密實(shí)，砂上面鋪一層20mm厚竹膠板，竹膠板頂面比沉箱臺(tái)座頂面稍高一些，控制在1～2mm為宜。沉箱出運(yùn)頂升前，先人工用鐵鏟等工具掏空沉箱底部頂升槽的砂，然后在頂升槽里穿一條直徑1.0m的高壓頂升氣囊（φ1m ，L=8.5m，強(qiáng)度0.65Mpa ）。準(zhǔn)備好墊木后，用3m3空壓機(jī)對(duì)高壓氣囊充氣，頂升沉箱距離臺(tái)座地面約0.25m后，立即在遠(yuǎn)離頂升氣囊沉箱另一側(cè)，在沉箱底部（過(guò)中間位置）塞入墊木進(jìn)行支撐，支墊到位后高壓氣囊放氣，此時(shí)遠(yuǎn)離氣囊的沉箱另一側(cè)翹起。此時(shí)在翹起端沉箱底部均勻放置枕木（墊木間距2.0m）。高壓氣囊再次充氣頂升沉箱離地面0.25m，然后在沉箱四周放置墊木支撐，沉箱底部墊木全部放好并檢查合格后，高壓氣囊放氣并從沉箱底部抽出。氣囊在此過(guò)程兩次充氣放氣是起千斤頂?shù)淖饔谩?/font>
在沉箱向前平移前，檢查確認(rèn)沉箱底部的混凝土地面無(wú)尖銳物后，在沉箱移動(dòng)方向的垂直方向上穿4條移動(dòng)氣囊到位，沉箱前面鋪好接應(yīng)氣囊，每條中心間距為2.0m。氣囊充氣沉箱頂起離地面約0.2m，調(diào)整沉箱底部移動(dòng)氣囊壓力，使沉箱前面稍高，后面稍低（0.15m左右）。后拉鋼絲繩稍放松，前卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，沉箱向前移動(dòng)，接應(yīng)氣囊吃進(jìn)沉箱三分之二時(shí)加氣到指定壓力，后面氣囊快出沉箱時(shí)放掉氣壓，如此循環(huán)，把沉箱牽引至出運(yùn)指定位置。
3.與其它出運(yùn)沉箱方法優(yōu)缺點(diǎn)比較
3 . 1單條高壓氣囊單邊頂升工藝與其它頂升工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較
3 . 1 . 1單條高壓氣囊單邊頂升工藝與千斤頂頂升工藝比較
千斤頂頂升工藝要預(yù)先在沉箱臺(tái)座上布設(shè)千斤頂坑或溝槽，沉箱預(yù)制完成后在沉箱底部的千斤頂坑內(nèi)放置千斤頂，利用千斤頂?shù)捻斏⒊料漤斊?，然后在沉箱四周底部支墊墊木。一般500t左右的沉箱至少需要在每個(gè)沉箱底部布設(shè)250t的千斤頂4個(gè)，千斤頂坑或溝槽需要特別的地基處理，地基如果處理不好千斤頂頂升時(shí)底部容易產(chǎn)生地基下沉現(xiàn)象。千斤頂放置位置必須準(zhǔn)確，如果位置有偏差容易造成頂升受力不平衡。頂升過(guò)程中千斤頂出現(xiàn)不同步現(xiàn)象易造成千斤頂?shù)膿p壞。千斤頂?shù)挠吐废到y(tǒng)連接管因頻繁的連接及拆卸，需防止油管接頭粘砂污染要特別保護(hù)。
單條高壓氣囊單邊頂升工藝單條頂升槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低了沉箱臺(tái)座對(duì)地基承載力的要求，使臺(tái)座設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，沉箱出運(yùn)簡(jiǎn)易性、可靠性大大增強(qiáng)。使用單條高壓氣囊單邊頂升工藝基本克服了千斤頂頂升工藝缺點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)十分突出：操作簡(jiǎn)單安全：氣囊使用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引到頂升槽內(nèi)，完成頂升過(guò)程需要兩次反復(fù)充放氣，沉箱抬起離地面0.20墊好墊木后，使用卷?yè)P(yáng)機(jī)將氣囊從頂升槽內(nèi)抽出。成本較低：臺(tái)座及頂升槽底部只需澆注0.2m厚砼面層即可，頂升槽只設(shè)置一條，節(jié)省了砼用量，節(jié)約了人工費(fèi)。氣囊頂升對(duì)地基的承載力要求降低：通過(guò)槽底砼對(duì)壓力的進(jìn)一步分散，地基承載力在0.30 Mpa，地基不需要做擴(kuò)大基礎(chǔ)等特殊處理。
采用單條高壓氣囊單邊頂升沉箱只需要設(shè)置一條頂升槽，但國(guó)內(nèi)目前高壓氣囊抗壓強(qiáng)度一般達(dá)到0.65到0.85Mpa的上限，一條高壓氣囊的頂升力有限，只能適用于約500t左右的中小型沉箱，如需頂升更大重量的沉箱要增加頂升槽及頂升氣囊的數(shù)量。
3 . 1 . 2單條高壓氣囊單邊頂升工藝與鋼結(jié)構(gòu)沖砂頂升工藝比較
鋼結(jié)構(gòu)沖砂頂升工藝是在預(yù)制臺(tái)座上放置0.25m高度的工字鋼或槽鋼，然后中間鋪砂填充，上面再覆蓋竹膠板等隔離材料。沉箱在填充砂的臺(tái)座上預(yù)制，預(yù)制完成后，人工把沉箱底部的砂挖除，然后穿頂升氣囊把沉箱頂起支墊墊木。此種工藝需要在每個(gè)沉箱底部鋪設(shè)工字鋼，鋼材用量較大，沉箱底部填充的砂量大，工淘砂用工較多，因而成本較高。只設(shè)置一條頂升槽不需要耗費(fèi)鋼材，槽內(nèi)填充砂量較小，人工淘沙用工較少，相對(duì)鋼結(jié)構(gòu)沖砂頂升工藝成本大大較低。
3 . 2使用氣囊平移沉箱工藝與其他平移沉箱工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較
使用氣囊平移沉箱在國(guó)內(nèi)南方地區(qū)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，南方地區(qū)第三、第四航務(wù)工程局等傳統(tǒng)水工施工企業(yè)，承攬的有沉箱預(yù)制的項(xiàng)目基本上是用氣囊完成水平移動(dòng)的，可以說(shuō)氣囊平移沉箱在國(guó)內(nèi)南方地區(qū)已經(jīng)很成熟。但在國(guó)內(nèi)北方地區(qū)，第一航務(wù)工程局等施工單位采用的沉箱出運(yùn)多為臺(tái)車(chē)頂推工藝、臺(tái)車(chē)牽引工藝，還有少數(shù)的項(xiàng)目采用華龍板滑動(dòng)工藝。臺(tái)車(chē)頂推工藝是預(yù)制場(chǎng)設(shè)置好管溝，把沉箱置放在管溝鋼軌上的臺(tái)車(chē)上面，用頂推器頂推臺(tái)車(chē)前行平移沉箱的工藝。臺(tái)車(chē)牽引工藝是把頂推工藝中頂推臺(tái)車(chē)的后頂推器改換成卷?yè)P(yáng)機(jī)前牽引臺(tái)車(chē)的工藝。華龍板滑動(dòng)沉箱工藝是用墊在沉箱下的華龍板梁，然后用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引華龍板梁行走使沉箱平移的工藝。
采用臺(tái)車(chē)頂推工藝及臺(tái)車(chē)牽引工藝需要建設(shè)臺(tái)車(chē)溝并安裝行走鋼軌，制作鋼結(jié)構(gòu)臺(tái)車(chē)，以及制作頂推器。建設(shè)臺(tái)車(chē)管溝必須先進(jìn)行地基處理，澆注大量的砼形成管溝基礎(chǔ)及管溝壁，臺(tái)座建設(shè)成本很高，以一航局二公司福建漳州預(yù)制場(chǎng)為例，建設(shè)120m長(zhǎng)一條沉箱臺(tái)座生產(chǎn)線(xiàn)需要投資400萬(wàn)元左右，以漳州港東山港2#泊位工程預(yù)制場(chǎng)為例，建設(shè)兩條240m長(zhǎng)單邊氣囊頂升沉箱臺(tái)座成本為 60萬(wàn)元左右，兩者比較經(jīng)濟(jì)效益十分突出。制作鋼結(jié)構(gòu)臺(tái)車(chē)及頂推器費(fèi)用非常昂貴，一般在固定且預(yù)制量大的沉箱預(yù)制場(chǎng)采用此工藝才能攤低成本。臺(tái)車(chē)頂推工藝及臺(tái)車(chē)牽引工藝操作程序較多，平移沉箱的過(guò)程中容易出現(xiàn)臺(tái)車(chē)跑偏的現(xiàn)象，相關(guān)出運(yùn)設(shè)備維護(hù)費(fèi)及出運(yùn)人工費(fèi)較高。氣囊平移沉箱工藝操作簡(jiǎn)單，氣囊可以反復(fù)使用費(fèi)用較低。臺(tái)車(chē)頂推工藝及臺(tái)車(chē)牽引工藝要求預(yù)制場(chǎng)臺(tái)座的建設(shè)需要較高的質(zhì)量，如順直度、標(biāo)高控制、砼配鋼筋等等，氣囊平移沉箱工藝適用地形的能力很強(qiáng)，對(duì)地面的平整度要求不是很高，且可以縱向、橫向平移，提高了預(yù)制場(chǎng)的使用空間，增加了操作的靈活性。華龍板滑動(dòng)沉箱工藝要在臺(tái)座上設(shè)置鋼板滑道，滑道要嚴(yán)格的控制標(biāo)高和平整度，施工較為復(fù)雜費(fèi)用較高。以上幾種平移沉箱工藝比較，用氣囊平移沉箱工藝優(yōu)勢(shì)是很明顯的。
氣囊平移沉箱也有缺點(diǎn)的方面，施工時(shí)氣囊如果磨損嚴(yán)重或局部有明顯破損，應(yīng)及時(shí)檢查修補(bǔ)，但用眼睛檢查還不能完全識(shí)別。氣囊放置時(shí)間久容易老化，要注意避免暴曬及油污染。為防止氣囊突然爆破，施工時(shí)要控制氣囊氣壓小于額定壓力。
總體評(píng)價(jià)，采用單條高壓氣囊單邊頂升及使用普通氣囊滾動(dòng)平移沉箱工藝，沉箱預(yù)制臺(tái)座設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安全可靠，可操作性強(qiáng)，成本很低，適用地基的能力很強(qiáng)，在中小型沉箱的頂升及平移項(xiàng)目上具有較高的采用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
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[3]氣囊搬運(yùn)大型沉箱技術(shù)及其應(yīng)用，陳東明.港口技術(shù)與管理，2005（2）.
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