青島永泰長榮
標題: 氣囊助浮法在中交一航局二公司裕龍島箱涵項目中的應(yīng)用 [打印本頁]
作者: jimosea 時間: 2024-7-20 15:07
標題: 氣囊助浮法在中交一航局二公司裕龍島箱涵項目中的應(yīng)用
在中交一航局二公司裕龍島煉化項目部箱涵出運安裝現(xiàn)場，重達1850噸的排水箱涵在船用氣囊的助浮下正緩緩沉入海底。
作為山東省新舊動能轉(zhuǎn)換的標志性工程，裕龍島煉化一體化項目是推進山東地煉石化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵舉措，而公用工程區(qū)海水取排水工程作為重要的控制性工程，需在海底建設(shè)一條長達4000米的海水取排水箱涵，但要想實現(xiàn)這條“長龍”在海底成功“安家”，絕非易事。
根據(jù)施工方案，項目共需安裝123榀標準段箱涵，每榀長24米、寬18米、高5米，作為整個取排水工程的“血管”，箱涵的出運安裝堪稱項目海工作業(yè)最關(guān)鍵的一環(huán)。如何保證安裝質(zhì)量？現(xiàn)場大大小小的氣囊是“法寶”。
該項目箱涵安裝采用氣囊助浮出運、起重船吊裝安裝的施工工藝，在箱涵安裝完成后重新起錨準備回收氣囊的過程中，有人突然發(fā)問：“每次安裝完成后都要這么調(diào)轉(zhuǎn)船頭，重新起錨通纜，會不會太麻煩了？”“一直都是這么做的”，一旁的同事回答道。仔細觀察后他發(fā)現(xiàn)，船上的4臺卷揚機均分布在左舷一側(cè)，其方向都是由左往右，其中兩個的作用是安裝前的箱涵絞移定位，另外兩個在箱涵安裝完成后用作回收氣囊，由于回收氣囊的方向與定位方向相反，項目團隊每次起錨定位都要耗費大量時間。
“既然動船麻煩，咱們把回收氣囊用的卷揚機換到另一側(cè)，調(diào)轉(zhuǎn)通纜方向不就能節(jié)省大筆時間嗎？”這句話點醒了大家，經(jīng)過工藝調(diào)整，每榀箱涵安裝的時間最多可以節(jié)省4小時，安裝效率也水漲船高，項目團隊干勁十足，先后創(chuàng)造了單日完成2榀箱涵安裝、4天完成7榀箱涵安裝的施工紀錄，為工期搶抓做出了重要貢獻
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“按照工程用途，箱涵可分為取水和排水箱涵兩種，其中取水箱涵安裝數(shù)量眾多，經(jīng)過的海底地質(zhì)條件也錯綜復(fù)雜，當時可著實費了不少力氣?！惫こ滩块L呂護生回憶。自去年9月入場以來，項目團隊就對箱涵預(yù)制及安裝工藝進行了整體系統(tǒng)的研究。他們發(fā)現(xiàn)，海底地質(zhì)情況復(fù)雜，基床即使在經(jīng)過拋石整平后，也并非“一馬平川”，而是存在著一定的坡度。這意味著箱涵在預(yù)制階段，其幾何形狀，甚至沉放位置和角度都必須提前預(yù)判，一旦出現(xiàn)偏差，將會直接影響“長龍”安家。
“如果把箱涵都預(yù)制成為規(guī)則的長方體，在有坡度的基床沉放，勢必會造成相鄰的兩個箱涵之間存在著一定的空隙，這是不符合設(shè)計要求的。”呂護生一臉擔憂。但這并沒有難住這些曾參建過大連灣海底隧道的建設(shè)者。曾經(jīng)，他們用行業(yè)半徑最小、曲率最大的“曲線段沉管”，降低土地占用，做大連城市發(fā)展規(guī)劃的“隱形插片”。這次，他們在頭腦風暴后，決定將連接處的箱涵設(shè)計成直角梯形體，完美適配箱涵安裝連續(xù)性的需要，解決了施工中遇到的首要難題。
預(yù)制的問題迎刃而解，接下來是箱涵出運安裝，也是整套施工流程中最核心、技術(shù)難度最高的部分，而在箱涵預(yù)制場和距離400米之外的下水出運區(qū)，遍布著一種黑色的橢圓形物體。這便是箱涵出運安裝所必需的“法寶”——氣囊，他們大小各異，形態(tài)也各不相同，為箱涵順利出運安裝“各顯神通”。
箱涵預(yù)制完成后，建設(shè)者們先用千斤頂將箱涵頂起來，在底部為箱涵裝上氣囊“輪胎”，以降低箱涵橫移至出運區(qū)時與地面產(chǎn)生的摩擦力。不僅如此，這個“輪胎”還能為其提供足夠的浮力，避免入水時近2000噸的箱涵出現(xiàn)擱淺。
“為了取排水需要，不同的箱涵內(nèi)部設(shè)計有3個或5個的排水孔洞，在這些孔洞里填充上氣囊，就好像為箱涵浮運、沉放時定制了合身的‘游泳圈’”。負責箱涵安裝的現(xiàn)場技術(shù)主辦林樹棟作了個形象的比喻，當氣囊里充上足夠的氣體，便可以為箱涵浮運提供相應(yīng)的浮力；當氣囊將氣體排出，浮力減弱、重力增加，也就實現(xiàn)了沉放的目的?！斑@和大連灣沉管內(nèi)部的裝載水箱是一個道理?！?
箱涵預(yù)制完成后，工作人員需要將它們由預(yù)制區(qū)拖拽至直線距離400米外的存儲區(qū)，這個過程稱為“橫移”。然而，想要拖動這么一個龐然大物，僅靠人力簡直是“天方夜譚”，過度借助重型機械又會徒增成本，“箱涵本身的重量和崎嶇不平的地面造成的摩擦力使其難以撼動。”有人點出關(guān)鍵所在，“統(tǒng)籌考慮下，我們采用了以滾動摩擦代替滑動摩擦的方法?！蓖ㄋ字v，就是在箱涵出運前，先用千斤頂將箱涵頂起來，在底部為箱涵裝上氣囊“輪胎”，如此一來，僅通過纜繩提供的力即可輕松將箱涵拖拽至存儲區(qū)。
“箱涵由存儲區(qū)移動至出運區(qū)，這個下坡的過程就叫作‘縱移’。”有人介紹道。與‘橫移’不同，箱涵‘縱移’是其平穩(wěn)入水、打好安裝基礎(chǔ)的前提。近2000噸的箱涵一旦毫無措施自行滑行至淺水區(qū)，坡度條件由陡變緩，如果造成箱涵擱淺，后果將不堪設(shè)想。于是，項目團隊繼續(xù)保留了“橫移”時使用的氣囊“輪胎”，由陸路到水路，氣囊起到支撐作用的同時，還為其在水下提供足夠的浮力，避免擱淺。
裕龍島煉化項目每榀箱涵共有5個排水孔洞，如何讓箱涵在水中平穩(wěn)漂浮，是項目團隊進行箱涵安裝要解決的另一個難題?！皹?gòu)造類似、原理相同，我們可以類比沉管安裝，相關(guān)問題也就不難解決了?！痹鴧⑴c過港珠澳大橋、大連灣海底隧道等超級工程建設(shè)的副經(jīng)理成竹在胸。項目團隊類比沉管，在箱涵的每個排水孔洞中都塞入4個相同的氣囊，“就和沉管內(nèi)部的水箱一樣?！焙諄嗕h介紹道。不同的是，沉管水箱加水、排水是為控制其重力，當重力等于浮力時，沉管懸浮，而氣囊排氣則是為了減小箱涵的浮力，當浮力小于重力，箱涵下沉。道理不難懂，怎樣操作才是關(guān)鍵。到達指定沉放地點后，起重船控制著箱涵緩緩沉放，項目團隊只對中間3個孔洞的氣囊進行排氣操作，一是防止箱涵兩端排氣不均導(dǎo)致姿態(tài)失穩(wěn)，二是盡量放緩沉放速度，保證安裝質(zhì)量。
當箱涵沉入海底完成安裝后，項目團隊還要將這些“法寶”進行回收以便可持續(xù)利用，氣囊在水中自身放氣速度相對較慢，而且當水壓力與氣囊內(nèi)壓力平衡時，氣囊便會停止排氣，這時候回收會導(dǎo)致氣囊損壞，帶來經(jīng)濟損失。項目團隊經(jīng)過研究，決定使用真空排氣泵進行輔助放氣，這樣不僅提高了排氣效率，還對氣囊起到了很好的保護作用。“這些氣囊可有大作用，可必須得好好愛護?！?
在使用“氣囊助浮法”安裝了上百個箱涵后，項目團隊安裝效率顯著提升，先后創(chuàng)造了單日完成2榀箱涵安裝、2天完成4榀箱涵安裝、4天完成7榀箱涵安裝的施工紀錄，為項目公用工程區(qū)海水取排水工程分項成功終交發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
相比于雙孔箱涵，五孔箱涵的體積和重量隨之大幅提升，它很難在海面正常地漂浮。如何讓五孔箱涵快速運至安裝點？
??“既然箱涵的重力無法改變，咱們要做的只是增加浮力就好?！鄙a(chǎn)調(diào)度會上，經(jīng)過長時間討論，技術(shù)員提出為五孔箱涵加裝“救生圈”的想法。多番試驗證明，在每個五孔箱涵周邊安裝20個24米長2.2米粗的大氣囊最符合設(shè)計要求。原本重逾數(shù)千噸的“大積木”在“救生圈”的拉動下迅速浮至水面，箱涵出運的難題終于迎刃而解。
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“面對5月初之前完成所有116榀海域段排水箱涵安裝的既定目標，在確保安全、質(zhì)量的前提下，必須搶抓所有的可施工日期?！痹诓渴饏f(xié)調(diào)會上，王殿文不斷為大家打氣加油?！皟商旌罂赡軙谐掷m(xù)一周的陰雨天氣，關(guān)鍵時刻，我們要咬牙瞪眼，化壓力為動力，爭取在2天時間內(nèi)完成4榀沉箱安裝?！?br />
說干就干，在王殿文的引導(dǎo)下，大家投入到緊張而忙碌的施工中去。加之天公作美，施工現(xiàn)場風平浪靜，上午9點，經(jīng)過將近7個小時的忙碌，箱涵下水前的一切準備工作已經(jīng)就緒，安裝隊伍分成兩組朝著1000米外的外海安裝地點緩緩駛?cè)ァ?br />
每榀箱涵共有5個排水孔洞，為了讓箱涵在水中平穩(wěn)漂浮，項目團隊在開工前經(jīng)過深入研究、多方商議，最終決定采用“氣囊助浮法”實現(xiàn)箱涵浮運和沉放?！熬褪窃谙浜拿總€排水孔洞中都塞入4個相同大小的氣囊，通過氣囊排氣減小箱涵浮力來使其沉入海底?！迸潘浜惭b負責人楊偉光介紹道。
安裝過程中，楊偉光打起了一百二十分的精神，時刻注視著箱涵在水中的狀態(tài)。他將現(xiàn)場作業(yè)人員分成兩組，一組掛鉤、一組回收塔架和氣管，定位掛鉤、氣囊排氣、箱涵沉放、對接著床，一氣呵成。中午12點半，在近4個小時高強度的施工后，他們實現(xiàn)了一鉤精準對接安裝。
來不及休息，在確定箱涵安裝質(zhì)量達標后，楊偉光乘上拖輪返航。在箱涵出運安裝的大型流水線上，上一榀箱涵剛剛安裝完畢，下一榀立馬頂上，開始了位置檢查、氣囊補氣、絞移和安裝塔架標定工作，整個流程持續(xù)了5個小時左右。
近2000噸的箱涵被裝上了“氣囊輪胎”，在施工團隊的“調(diào)教”下由存儲區(qū)緩慢絞移至出運區(qū)。由陸路到水路，氣囊起到支撐作用的同時，還為箱涵在水下提供了足夠的浮力，避免了擱淺情況的發(fā)生，從而最大程度的保證施工質(zhì)量。4個小時后，隨著第84榀箱涵沉入海底和著床對接，楊偉光指揮著潛水員從箱涵尾端游到對接端來探摸錯牙，結(jié)果顯示安裝精度被精準控制在了5厘米以內(nèi)，達到工程質(zhì)量要求。大家長舒了一口氣，此時是晚上11點，距安裝團隊開始工作已經(jīng)過去了21個小時，“上半場”結(jié)束。
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