沉箱坡道氣囊滾動(dòng)下水出運(yùn)方案清楚明了

漳州港古雷港區(qū)古雷作業(yè)區(qū)南10#、11#泊位項(xiàng)目工程沉箱坡道氣囊滾動(dòng)下水出運(yùn)分項(xiàng)工程施工技術(shù)總結(jié)1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介漳州港古雷港區(qū)古雷作業(yè)區(qū)南10#、11#泊位項(xiàng)目，工程建設(shè)規(guī)模為新建兩個(gè)5000T級(jí)碼頭,岸壁長(zhǎng)375米(315米+60米過(guò)渡段)碼頭及相應(yīng)的后方設(shè)施。碼頭結(jié)構(gòu)形式為重力式結(jié)構(gòu)(矩型沉箱長(zhǎng)17.02米,寬11.0米,高11.5米,單件重1127噸)。其中,5000DWT通用泊位1個(gè),5000DWT重件泊位1個(gè)（兼顧滾裝靠泊），吞吐量預(yù)測(cè)158萬(wàn)噸/年（礦建材料、水泥、鋼材、木材155萬(wàn)噸/年，重大件貨3萬(wàn)噸/年）。碼頭設(shè)計(jì)高水位3.72m、設(shè)計(jì)低水位0.38m、極端高水位4.62m、極端低水位－4.43m、設(shè)計(jì)海底高程－8.3m。針對(duì)沉箱出運(yùn)，本工程施工方案為沉箱坡道氣囊滾動(dòng)下水出運(yùn)方案，簡(jiǎn)述為：將1132噸重的沉箱，采用氣囊頂升、滾動(dòng)，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)作為前后牽引，通過(guò)橫移到達(dá)下水平臺(tái)，再沿著下水滑道，通過(guò)預(yù)先布置的水下氣囊縱移下水，直至沉箱完全自浮。2.分項(xiàng)工程概況2.1結(jié)構(gòu)形式本工程碼頭為重力大型沉箱結(jié)構(gòu)，沉箱外形尺寸為：長(zhǎng)17.02m，寬10m，高11.5m，前趾寬1m，形式見(jiàn)圖2-1。圖2-1沉箱斷面結(jié)構(gòu)圖2.2主要工程量出運(yùn)沉箱共計(jì)23個(gè)，單個(gè)沉箱砼方量為452.9m3，重量約1132t，每個(gè)沉箱溜放及拖運(yùn)的合同單價(jià)為197795.82元，合價(jià)約455萬(wàn)元。3.自然條件3.1氣象本工程場(chǎng)地位于屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候。氣候宜人，溫暖濕潤(rùn)，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，季節(jié)變化不明顯，四季常青；雨量充沛，4～9月為雨季，約占全年70%以上，5～6月為多雨季節(jié)，占全年30%以上，10月至翌年1月為旱季。據(jù)1976～1986年漳州市氣象臺(tái)資料，多年平均氣溫200C左右，累年極端最高氣溫在37～390C之間，一般無(wú)霜凍；多年平均降水量約1500㎜，累年最大降水量在1900～2000㎜之間，多年平均蒸發(fā)量略大于降水量；夏季以東南風(fēng)為主，冬季以東北風(fēng)為主，風(fēng)力1～3級(jí)，風(fēng)速平均1.65m/s，每年4～9月為臺(tái)風(fēng)季節(jié)，每年一般4～6次，最大風(fēng)力在12級(jí)以上。3.2水文（1）潮汐本工程海域的潮汐類型屬正規(guī)半日潮，設(shè)計(jì)高水位3.72m、設(shè)計(jì)低水位0.38m、極端高水位4.62m、極端低水位－4.43m，項(xiàng)目部曾對(duì)本地水位變化進(jìn)行過(guò)觀測(cè)記錄，詳見(jiàn)表3-1和表3-2，了解到水位2.95～3.15m漲潮3.15～2.95m退潮總歷時(shí)約2小時(shí)。此外，沉箱下水出運(yùn)須結(jié)合當(dāng)?shù)氐某毕矸侥苁┬?。?-1本地2009年12月28日水位觀測(cè)記錄表時(shí)間水位高時(shí)間水位高8:002.8010:003.108:102.8510:103.058:202.9010:203.008:302.9510:303.008:403.0010:402.958:503.1010:502.959:003.1511:002.909:103.1011:102.859:203.1011:202.809:303.1011:302.809:403.109:503.10表3-2本地2010年03月11日水位觀測(cè)記錄表時(shí)間水位高時(shí)間水位高7:402.289:402.827:502.409:502.858:002.4510:002.888:102.4810:102.868:202.5010:202.848:302.5210:302.808:402.5710:402.788:502.6010:502.759:002.6711:002.729:102.7511:102.699:202.7711:202.659:302.7911:302.60（2）波浪工程所在的東海域受山體的掩護(hù)，外海產(chǎn)生的大浪難以影響到工程海域，對(duì)工程產(chǎn)生影響的主要波浪為當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)成浪，尤其是臺(tái)風(fēng)影響時(shí)形成的風(fēng)浪。4.工程重點(diǎn)、難點(diǎn)沉箱坡道氣囊滾動(dòng)下水出運(yùn)技術(shù)涉及到氣囊與水下工作，其中的不可控因素比較多，為工程最大的難點(diǎn)，表現(xiàn)如下：移運(yùn)時(shí)，氣囊的工作質(zhì)量不僅受自身材質(zhì)及供氣系統(tǒng)影響；而且與沉箱底面、通道路面作全面接觸。沉箱底面狀況憑肉眼難以觀察，底部突出的塊體難以發(fā)現(xiàn)，而通道范圍由于過(guò)大存在著殘留碎石等尖銳物的可能性，這些可能會(huì)造成氣囊破裂，導(dǎo)致沉箱需要再起，增加不必要的麻煩。尤其是縱移下水過(guò)程中，水下的通道狀況以及氣囊的工作狀況只能通過(guò)潛水員摸探來(lái)獲知，具有不確定性和不全面性。1132t的沉箱屬于大型構(gòu)件，運(yùn)移時(shí)牽引系統(tǒng)必須保證正常工作，一旦失控，將造成沉箱損毀、人員傷亡的重大質(zhì)量安全事故。在行業(yè)內(nèi)，沉箱的氣囊水平橫移技術(shù)已經(jīng)比較成熟，累積了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。但是斜坡道采用氣囊移運(yùn)大型構(gòu)件可算是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，嚴(yán)重缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。雖然類似于斜坡滑道沉箱下水，但從載具比較上，氣囊缺乏了滑道車的優(yōu)良工況。因此，在施工實(shí)踐，必須執(zhí)行盡可能減少可不控因素的相關(guān)措施，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。5.施工總體安排根據(jù)施工場(chǎng)地、技術(shù)要求等實(shí)際狀況，把場(chǎng)地劃分為橫移道（含沉箱預(yù)制場(chǎng)地）、橫移坡道、下水平臺(tái)、下水滑道，詳見(jiàn)附圖一《沉箱坡道氣囊滾動(dòng)下水出運(yùn)施工總平面布置圖》。5.1橫移道布置橫移道靠近現(xiàn)狀水泥路沿線筆直分布，端頭靠近力通滾裝碼頭，為陸域先行吹填區(qū)，圍堤采用土工織物（200g/m2，做成50～100m長(zhǎng)段）沖砂袋乘低潮施作堆建，。橫移道全長(zhǎng)330m，寬20m，頂標(biāo)高為4.50m，主要有2個(gè)用途：1.作為沉箱預(yù)制場(chǎng)地；2.沉箱橫向移動(dòng)通道。場(chǎng)地地基處理按設(shè)計(jì)要求采用強(qiáng)夯處理，達(dá)到200kpa以上，面層為20cm厚半干硬碾壓砼C15硬化處理。5.2下水平臺(tái)與橫移坡道布置下水平臺(tái)布置于橫移道靠近力通碼頭一側(cè)，長(zhǎng)20m，寬15m，為了與下水坡道更好地順接，平臺(tái)沿海以1:50的坡道設(shè)置，靠陸端標(biāo)高為4.0m，靠海端標(biāo)高3.6m。下水平臺(tái)基礎(chǔ)回填海沙沖水密實(shí)，經(jīng)強(qiáng)夯處理后，達(dá)到180kpa以上，基礎(chǔ)分別鋪設(shè)100cm塊石加30cm碎石，面層澆筑20cm厚C30砼。下水平臺(tái)的用途：沉箱橫移結(jié)束后，更換氣囊的方向，掛上縱移后拉鋼絲纜繩，準(zhǔn)備縱移下水。平臺(tái)與橫移道（標(biāo)高4.5m）以一段1:15～1:20斜坡過(guò)渡段（即橫移坡道）相連，橫移坡道面層為30cm厚碎石。5.3下水滑道布置下水滑道寬15m，走向垂直于橫移道，與下水平臺(tái)的交接采用多級(jí)過(guò)渡方案，第一段坡度1:13.1，坡面總長(zhǎng)5m，坡頂標(biāo)高3.6m，坡底3.22m；第二段坡度1:7.9，坡面總長(zhǎng)35m，坡頂標(biāo)高3.22m，坡底-1.19m；第三段坡度1：5.1，坡面總長(zhǎng)20m，坡頂標(biāo)高-1.19m，坡底-4.55m，自浮點(diǎn)底標(biāo)高為-3.5m?；A(chǔ)采用100cm厚塊石加30cm厚碎石，面層鋪設(shè)2mm厚高能橡膠皮帶，接頭為尼龍繩綁扎柔性接頭。詳見(jiàn)附圖二《下水滑道立面圖》、附圖三《沉箱縱移下水工藝示意圖（一）》和附圖四《沉箱縱移下水工藝示意圖（二）》。5.4地錨及卷?yè)P(yáng)機(jī)布置橫移前地錨（2個(gè)）布置于下水平臺(tái)外靠利通碼頭一側(cè)，后地錨（2個(gè)）布置于沉箱預(yù)制場(chǎng)地9個(gè)預(yù)制沉箱中間兩側(cè)；縱移前地錨（2個(gè)）采用船錨，布置于下水平臺(tái)前下水滑道兩側(cè)附近，后拉地錨(2個(gè))布置于下水平臺(tái)后約50m處，間距12m，以下水滑道中心線對(duì)稱埋設(shè)。卷?yè)P(yáng)機(jī)布置于地錨附近的合適位置。6.主要工序的施工方法6.1施工工藝流程(1)沉箱底胎模制作工藝流程支墊木、枕木擺設(shè)支墊木、枕木擺設(shè)砂墊層回填并振沖壓實(shí)鋪牛皮紙放置砼支承凳承托木板刷脫模劑砂墊層回填并振沖壓實(shí)鋪牛皮紙放置砼支承凳承托木板刷脫模劑圖6-1沉箱底胎模制作工藝流程(2)橫移工藝流程清理底胎模大部分的砂墊層、打磨沉箱邊角穿入頂升小氣囊系橫移鋼絲繩橫移卷?yè)P(yáng)機(jī)就位清理底胎模大部分的砂墊層、打磨沉箱邊角穿入頂升小氣囊系橫移鋼絲繩橫移卷?yè)P(yáng)機(jī)就位小氣囊充氣一次頂升小氣囊充氣一次頂升拆除支墊長(zhǎng)枕木拆除支墊長(zhǎng)枕木清理殘余砂墊層清理殘余砂墊層插入支墊短枕木插入支墊短枕木小氣囊放氣，更換長(zhǎng)氣囊，充氣，二次頂升小氣囊放氣，更換長(zhǎng)氣囊，充氣，二次頂升沉箱橫移結(jié)束牽引沉箱前進(jìn)、進(jìn)入下水平臺(tái)橫移氣囊放氣減壓插入支墊短枕木抽出支墊短枕木沉箱橫移結(jié)束牽引沉箱前進(jìn)、進(jìn)入下水平臺(tái)橫移氣囊放氣減壓插入支墊短枕木抽出支墊短枕木圖6-2橫移工藝流程圖(3)縱移工藝流程三次頂升縱移氣囊就位三次頂升縱移氣囊就位系上后牽引主鋼絲繩并張緊系上后牽引主鋼絲繩并張緊縱移氣囊充氣縱移氣囊充氣抽出支墊枕木抽出支墊枕木高潮退潮時(shí)間開(kāi)始，后牽引慢放沉箱前行進(jìn)入下水滑道高潮退潮時(shí)間開(kāi)始，后牽引慢放沉箱前行進(jìn)入下水滑道沉箱前端進(jìn)入過(guò)渡段后，暫停，調(diào)整氣囊后繼續(xù)沉箱前端進(jìn)入過(guò)渡段后，暫停，調(diào)整氣囊后繼續(xù)沉箱前端進(jìn)入斜坡道后，暫停，調(diào)整氣囊后繼續(xù)沉箱前端進(jìn)入斜坡道后，暫停，調(diào)整氣囊后繼續(xù)到達(dá)預(yù)定自浮位置并確認(rèn)后停止，解除前后牽引鋼絲繩到達(dá)預(yù)定自浮位置并確認(rèn)后停止，解除前后牽引鋼絲繩漲潮高潮時(shí)間開(kāi)始，吊船輔助浮吊，船錨前牽引，沉箱浮運(yùn)至寄存點(diǎn)/安裝點(diǎn)漲潮高潮時(shí)間開(kāi)始，吊船輔助浮吊，船錨前牽引，沉箱浮運(yùn)至寄存點(diǎn)/安裝點(diǎn)沉箱出運(yùn)結(jié)束沉箱出運(yùn)結(jié)束圖6-3縱移工藝流程圖6.2施工方法及工藝6.2.1沉箱底胎模制作工藝沉箱內(nèi)部以20×25cm的長(zhǎng)枕木作為底胎模支墊木，內(nèi)部按2.6米間距（氣囊較未充氣時(shí)寬度為1.45m，有足夠的富余寬度便于一次頂升時(shí)小氣囊抽放），共布置7條，平行于沉箱短邊方向，長(zhǎng)10.8m。沉箱四邊也采用20×25cm枕木鋪設(shè)，形成圍擋，圖6-4。在枕木之間填砂，沖水并用平板振動(dòng)器振實(shí)，修平后形成11×17.02m的底模。在內(nèi)模支承砼凳的位置放置50×50×3cm承托木板，每個(gè)格倉(cāng)設(shè)置4塊，共32塊，木板上表面與砂層表面平，防止砼支承凳在內(nèi)模的重力作用下陷入砂層，導(dǎo)致沉箱底板不平。在底模上鋪上一層牛皮紙并涂刷脫模劑即可進(jìn)行鋼筋綁扎施工，見(jiàn)圖6-5。沉箱出運(yùn)時(shí)將枕木間填砂用水沖出運(yùn)走，放入氣囊鼓氣頂起沉箱，抽出枕木即可進(jìn)行沉箱的出運(yùn)工作。圖6-4沉箱底胎模設(shè)計(jì)圖6-5沉箱底胎模制作6.2.2橫移施工步驟a.拆除沉箱底胎模圍擋的長(zhǎng)枕木，利用高壓水槍沖出大部分的底胎模砂墊層，施工時(shí)，從中間向兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行，完畢后檢查清除沉箱底部突出棱角并打磨底部邊角；b.利用預(yù)制場(chǎng)四角的卷?yè)P(yáng)機(jī)和橫移地錨，用滑輪組和鋼絲繩與沉箱相對(duì)應(yīng)的四角拉點(diǎn)相連接并使其受力；c.沉箱底部布設(shè)小氣囊充氣進(jìn)行一次頂升，高度達(dá)到30cm（沉箱預(yù)制時(shí)的支墊木高度為25cm）；d.拆除沉箱底部的支墊木，利用高壓水槍沖出底胎模砂墊層殘余；e.沿沉箱周邊底部墊置短枕木（長(zhǎng)度1m），并調(diào)整好短枕木位置，小氣囊放氣使沉箱平穩(wěn)降落到枕木上；f.抽出小氣囊，更換布設(shè)橫移用長(zhǎng)氣囊，充氣進(jìn)行二次頂升，準(zhǔn)備橫移；g.當(dāng)沉箱被頂升完全脫離短枕木時(shí)，抽出短枕木；h.用對(duì)講機(jī)指揮四臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)同步啟動(dòng)，沿著沉箱短邊方向移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中，將預(yù)備氣囊和沉箱尾部滾動(dòng)出來(lái)的氣囊不斷倒接；j.當(dāng)沉箱到達(dá)下水平臺(tái)后，同步停止?fàn)恳到y(tǒng)；k.沿沉箱周邊底部墊置短枕木，然后放氣使沉箱平穩(wěn)降落在枕木上；l.抽出長(zhǎng)氣囊，橫移結(jié)束?，F(xiàn)場(chǎng)施工情景見(jiàn)下列圖：圖6-6清理砂墊層圖6-7沉箱底部鋪設(shè)氣囊圖6-7橫移道上鋪設(shè)預(yù)置氣囊圖6-8沉箱橫移圖6-9橫移到達(dá)下水平臺(tái)圖6-10氣囊工作壓強(qiáng)正常6.2.3縱移施工步驟a.在下水滑道上布置縱移用長(zhǎng)氣囊，水下預(yù)備氣囊由潛水員鋪設(shè)，每條氣囊兩端均綁有Ф16白棕繩，并將尼龍繩系在滑道兩側(cè)的系繩栓上，做好標(biāo)號(hào)，尼龍繩須預(yù)留富余長(zhǎng)度至少8.5m（氣囊隨沉箱向前移動(dòng)約8.5m），移運(yùn)時(shí)系繩栓處須有專人聽(tīng)從指揮對(duì)各條尼龍繩進(jìn)行管理和操作。b.當(dāng)高潮退潮水位達(dá)2.8m水位時(shí)，出運(yùn)開(kāi)始，穿入縱移用長(zhǎng)氣囊，充氣進(jìn)行三次頂升，當(dāng)沉箱被頂升完全脫離短枕木時(shí)，抽出短枕木；c.用對(duì)講機(jī)指揮后牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)同步啟動(dòng)，沉箱由于重力作用，緩慢地沿著沉箱長(zhǎng)邊方向移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中，將預(yù)備氣囊和沉箱尾部滾動(dòng)出來(lái)的氣囊不斷倒接；d.當(dāng)沉箱前端離開(kāi)下水平臺(tái)開(kāi)始進(jìn)入下水滑道過(guò)渡段、前端開(kāi)始進(jìn)入下水時(shí)，暫停移運(yùn)，調(diào)整氣壓，前端0.14Mpa，中部保持0.12Mpa，后端0.14Mpa，繼續(xù)移運(yùn)；e.當(dāng)沉箱完全離開(kāi)下水平臺(tái)開(kāi)始進(jìn)入下水滑道過(guò)渡段、前端開(kāi)始進(jìn)入下水坡道時(shí)，暫停移運(yùn)，根據(jù)實(shí)際情況前置氣囊，氣囊充氣人員調(diào)整氣壓，前端一二0.16Mpa,前端三0.14Mpa，中部三保持0.12Mpa，后端三0.14Mpa，后端一二0.16Mp，繼續(xù)溜放。f.當(dāng)沉箱前端抵達(dá)水下氣囊，暫停移運(yùn)，潛水員水下探明情況，有異常情況處理之，完畢，向水上指揮員發(fā)出充氣通知和足氣通知，倘若一切情況正常，繼續(xù)向前移運(yùn)；g.當(dāng)沉箱氣囊滾裝下水臨近自浮點(diǎn)，潛水員向指揮員報(bào)告情況，定奪是否需要前牽引；h.沉箱氣囊滾裝下水至高潮（3.0m）完全自浮點(diǎn)（底標(biāo)高-3.5m），由潛水員確認(rèn)后，解除前后牽引系統(tǒng)，沉箱注水平衡；i.漲潮高潮（3.0m以上）時(shí)間，水上船只將沉箱浮運(yùn)至港池寄存點(diǎn)/基床安裝點(diǎn)寄存/安裝，水下作業(yè)人員配合。現(xiàn)場(chǎng)施工情景見(jiàn)下列圖：圖6-11下水滑道高性能橡皮帶圖6-12出運(yùn)準(zhǔn)備已做好，等待退潮圖6-13沉箱縱移開(kāi)始圖6-14沉箱因自重向下移動(dòng)圖6-15沉箱前端進(jìn)入水下，潛水員水下操作圖6-16氣囊滾動(dòng)，從后部浮出圖6-17沉箱縱移到位，等待高潮拖離圖6-18沉箱灌水壓載平衡后寄放于港池6.2.4氣囊的主要技術(shù)參數(shù)1）氣囊選型一次頂升采用直徑D=1.0m、長(zhǎng)L0=4.5m的超高壓小氣囊；橫移采用直徑D=1.0m、長(zhǎng)L0=15m的超高壓氣囊；縱移采用直徑D=1.0m、長(zhǎng)L0=11m的超高壓氣囊。氣囊規(guī)格形狀及氣囊結(jié)構(gòu)、氣囊工作參數(shù)詳見(jiàn)圖6-19、圖6-20以及表6-1。圖6-19氣囊結(jié)構(gòu)示意圖圖6-20氣囊受壓載面示意圖公稱直徑D(m))1.0(高壓)1.0（超高壓）備注氣囊出廠檢驗(yàn)壓力（MMpa）0.20.3許用壓力（Mpaa）0.20.3表6-1氣囊工作參數(shù)表2）氣囊安全性驗(yàn)算a.一次頂升的氣囊安全性驗(yàn)算氣囊技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表6-2名稱規(guī)格m數(shù)量總承載長(zhǎng)度總承載面積額定壓強(qiáng)工作壓強(qiáng)舉力氣囊1×4.516條72m79.1m20.30Mpa0.14Mpa1210t表6-2一次頂升選用氣囊的參數(shù)計(jì)算表氣囊頂升高度為30cm每條氣囊承載長(zhǎng)度為4.5m每條氣囊承載寬度B=(3.14－0.3×3.14)÷2=1.099m氣囊總承載面積S=72×1.099=79.1m2所需工作壓強(qiáng)=99.8×1132÷779.1=1140.2KKpa=0..142Mppa由此，得出設(shè)計(jì)實(shí)實(shí)際工作壓強(qiáng)強(qiáng)為：0.15MMpa通過(guò)以上計(jì)算，小小氣囊的實(shí)際際工作壓強(qiáng)為為額定壓強(qiáng)的的47.3%，設(shè)定的工工作壓強(qiáng)為0.15MMpa是額定壓強(qiáng)強(qiáng)的50%，頂升過(guò)程程是安全的。b.橫移的氣囊囊安全性驗(yàn)算算氣囊技術(shù)參參數(shù)見(jiàn)表6--3、氣囊的擺放方式見(jiàn)見(jiàn)圖6-21:表6-3橫移選用用氣囊的參數(shù)數(shù)計(jì)算表名稱規(guī)格m數(shù)量總承載長(zhǎng)度總承載面積額定壓強(qiáng)工作壓強(qiáng)舉力氣囊1×155條75m58.875m220.30Mpa0.20Mpa1177t圖6-21沉箱橫橫移氣囊布置置圖氣囊移運(yùn)高度為550cm每條氣囊承載長(zhǎng)度度為15m每條氣囊承載寬度度B=(3..14－0.5×3..14)÷22=0.7885m氣囊總承載面積SS=75×00.785==58.875m2所需工作壓強(qiáng)=99.8×1132÷558.875==188.44Kpa=00.188MMpa由此，得出設(shè)計(jì)實(shí)實(shí)際工作壓強(qiáng)強(qiáng)為：0.19MMpa。通過(guò)以上計(jì)算，橫橫移氣囊的實(shí)實(shí)際工作壓強(qiáng)強(qiáng)為額定壓強(qiáng)強(qiáng)的62.7%，設(shè)定的工工作壓強(qiáng)為0.20Mpa是額定壓強(qiáng)強(qiáng)的66.7%，橫移過(guò)程程是安全的。c.縱移的氣囊囊安全性驗(yàn)算算氣囊技術(shù)參參數(shù)見(jiàn)表6--4、氣囊的的擺放方式見(jiàn)見(jiàn)圖6-22::表6-4縱移選用用氣囊的參數(shù)數(shù)計(jì)算表名稱規(guī)格m數(shù)量總承載長(zhǎng)度總承載面積額定壓強(qiáng)工作壓強(qiáng)舉力氣囊1×118條88m69.08m20.30Mpa0.18Mpa1243t圖6-22沉箱縱縱移氣囊布置置圖氣囊移運(yùn)高度為550cm每條氣囊承載長(zhǎng)度度為11m每條氣囊承載寬度度B=(3..14－0.5×3..14)÷22=0.7885m氣囊總承載面積SS=88×0.7785=699.08m2所需工作壓強(qiáng)=99.8×1132÷69.088=160.66Kpa=00.161Mpa由此，得出設(shè)計(jì)實(shí)實(shí)際工作壓強(qiáng)強(qiáng)為：0.18Mpa通過(guò)以上計(jì)算，縱縱移氣囊的實(shí)實(shí)際工作壓強(qiáng)強(qiáng)0.1611Mpa為額額定壓強(qiáng)的553.7%，設(shè)定的工工作壓強(qiáng)為0.18Mpa是額定壓強(qiáng)強(qiáng)的60.0%，縱移過(guò)程是安安全的。6.2.5牽引引系統(tǒng)的技術(shù)術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)及計(jì)算a.橫移前后牽牽引系統(tǒng)的技技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)與計(jì)算橫移前后牽引系統(tǒng)統(tǒng)所采用的機(jī)機(jī)具如表6-5示表6-5橫移前后后牽引系統(tǒng)機(jī)機(jī)具表名稱規(guī)格數(shù)量備注卷?yè)P(yáng)機(jī)JM104臺(tái)滑輪組滑輪組4×4組鋼絲繩Φ28mm800m鋼絲繩Φ28mm180m牽引鋼絲繩Φ47mm300m倒拉地牛（錨）60t4個(gè)卸扣60t24沉箱牽引點(diǎn)4橫移牽引點(diǎn)共設(shè)置置4個(gè)，前趾對(duì)對(duì)稱設(shè)置一對(duì)對(duì)前牽引點(diǎn)，側(cè)側(cè)壁后端設(shè)置置一對(duì)后牽引引點(diǎn)，見(jiàn)圖6-23圖6-23橫移牽引引點(diǎn)布置牽引系統(tǒng)采用2臺(tái)臺(tái)JM-10型卷?yè)P(yáng)機(jī)及及其配套滑輪輪組（n=4）,牽引系統(tǒng)最大大總牽引力=2×4×10=80t，考慮到滑滑輪組的機(jī)械械效率0.85，輸出的最大大總牽引力=80×00.85=668t。沉箱橫移過(guò)程中，氣氣囊起動(dòng)時(shí)受受到的摩阻力力最大，根據(jù)據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，其其摩擦系數(shù)μμ=3%～5%，與氣囊的的工作氣壓與與地面的硬化化參數(shù)有關(guān)，按按最不利狀況況考慮，μ取5%。那么橫移移克服摩阻的的最大所需牽牽引力F1=μ·G=55%×11332=56..6t。牽引系統(tǒng)安全系數(shù)數(shù)=68/556.6=11.20。水平橫移移前牽引系統(tǒng)統(tǒng)能為沉箱的的水平橫移提提供足夠的牽牽引力。沉箱橫移通過(guò)1::15～1:20的坡道時(shí)，需需要后牽引系系統(tǒng)發(fā)揮作用用。按坡比1:15復(fù)核計(jì)算，θθ=arcttan(1//15)=33.814°°，μ按最不利狀狀況取3%，則最大所需需牽引力F1=G·ssinθ－μ·G··cosθ=1132××sin33.814°°－3%×11132×coos3.8814°=441.41tt。后牽引系系統(tǒng)采用2臺(tái)JM-10型卷?yè)P(yáng)機(jī)及及其配套滑輪輪組（n=4）,牽引系統(tǒng)輸輸出的最大總總牽引力為68t。后牽引系系統(tǒng)安全系數(shù)數(shù)=68/441.41==1.64。2個(gè)橫移后牽牽引地錨各按按牽引力60t設(shè)計(jì)，后牽牽引地錨安全全系數(shù)=120//(41.441/0.885×1.225)=1..97。4個(gè)橫移牽引地錨結(jié)結(jié)構(gòu)為1.8×11.8×0..83m的C20砼，中間設(shè)設(shè)置兩個(gè)Φ20錨筋，詳見(jiàn)見(jiàn)附圖五《橫移移前后地錨結(jié)結(jié)構(gòu)圖》。施工中牽引速度控控制在2m/miin內(nèi)。b.縱移后牽引引系統(tǒng)的技術(shù)術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)與與計(jì)算縱移后牽牽引系統(tǒng)所采采用的機(jī)具如如表6-6示表6-6縱移后牽牽引系統(tǒng)機(jī)具具表名稱規(guī)格數(shù)量備注卷?yè)P(yáng)機(jī)JM202臺(tái)備繩Φ32×1km滑輪組三門——85t6×2主鋼絲繩Φ52×72m2條卸扣85t180m沉箱牽引點(diǎn)60t4個(gè)距底座5.5m倒拉地牛（錨）120t2個(gè)縱移牽引點(diǎn)共設(shè)置44個(gè)，前后壁壁各對(duì)稱設(shè)置置一對(duì)前牽引引點(diǎn)，距離沉沉箱底5.55m，詳見(jiàn)圖6-24。圖6-24縱移牽引引點(diǎn)布置沉箱完全進(jìn)入入下水滑道的的時(shí)候，需要要的牽引力最最大。此時(shí)的的牽引力計(jì)算算簡(jiǎn)圖如下：：αθαθ圖6-25縱移牽牽引力計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖上圖中，θ為坡道道坡角，取坡坡比為1:77.9的坡角7.2214°，α為牽引合力力與豎直方向向夾角，與沉沉箱所處高度度、沉箱地錨錨間距相關(guān)，在在此取坡比為3.05::78.5的角度87..225°。滿滿足如下方程程式：F1·cos(90°－－α－θ)+F1·sin(90°－α－θ)·μ++G·coosθ·μ=GG·sinnθμ按最不利狀況取33%，代入計(jì)算算所需最大牽牽引力F1=1132×(00.125558－0.992208×3%%)÷(0..986466+0.166400×33%)=1009.4t2個(gè)縱移后牽主牽引引系統(tǒng)采用2臺(tái)JM-20型卷?yè)P(yáng)機(jī)及及其配套滑輪輪組（n=8）,牽引系統(tǒng)最最大總牽引力力=2×8××20=3220t，考慮到滑滑輪組的機(jī)械械效率0.85，輸出的最最大總牽引力力=320××0.85==272t。牽引系統(tǒng)統(tǒng)安全系數(shù)=272//109.44=2.499?？v移后牽牽引系統(tǒng)能為為沉箱的縱移移提供足夠的的牽引力。2個(gè)縱移后牽引地錨錨各按牽引力力120t設(shè)計(jì)，后牽牽引地錨安全全系數(shù)=240//(109..4/0.885×9/88)=1.666＞1。2個(gè)縱移牽引引地錨結(jié)構(gòu)為為3.0×33.0×2..5m的C30砼，中間設(shè)設(shè)置3×d255Q2355鋼板，錨體體前端換填山山皮石和回填填開(kāi)山石，詳詳見(jiàn)附圖六《縱移移后地錨平面面圖》和附圖圖七《縱移后后地錨結(jié)構(gòu)圖圖》。為了安全起見(jiàn)見(jiàn)，施工過(guò)程程中在兩地錨上方方各堆放一個(gè)個(gè)20t重錘，增增強(qiáng)錨固作用。施工中牽引速度控控制在2m/miin內(nèi)。6.2.6沉箱箱浮游穩(wěn)定性性經(jīng)計(jì)算，沉箱前艙艙灌水0.55m，后艙灌灌水2.0mm時(shí)，處于浮浮游穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)，這時(shí)沉箱箱吃水7.332m，定傾傾半徑0.994m，定傾傾高度0.38>>0.2m（近近海浮云，定定傾高度取m≥0.2m）。6.2.7供氣氣系統(tǒng)采用2臺(tái)供氣量為6立方方米/min的空壓機(jī)，多多管道空氣分分配閥，兩邊邊各2根高壓管同同時(shí)充氣。一一旦達(dá)到要求求氣壓，立刻刻停止充氣，并并關(guān)閉氣囊的的氣閥。6.2.8縱移移出運(yùn)歷時(shí)2010年03月月23，1#沉箱縱移出出運(yùn)，作為沉沉箱出運(yùn)的典典型施工，從從早上07:00開(kāi)始出運(yùn)，到到傍晚18:10由于沉箱自自浮失衡擱淺淺暫停施工，于于翌日早上05:30繼續(xù)施工，到到07:45，沉箱大致致平衡接觸牽牽引，總施工工歷時(shí)13小時(shí)25分鐘。根據(jù)據(jù)典型施工獲獲得的經(jīng)驗(yàn)和和教訓(xùn)，找到到問(wèn)題的所在在和解決方法法，提高技術(shù)術(shù)水平。自3#沉箱以來(lái)，下水總總歷時(shí)均為3.5～4.5小時(shí)，標(biāo)志著著氣囊滾動(dòng)大大型沉箱縱移移下水出運(yùn)技技術(shù)成熟了。6.3質(zhì)量評(píng)價(jià)價(jià)本工程程的沉箱出運(yùn)運(yùn)作業(yè)已順利利完成，取得得了較好成果果，期間沒(méi)有有發(fā)生任何質(zhì)質(zhì)量安全事故故，這全賴于項(xiàng)目目部全體成員員的不懈努力力，不僅編制了切切實(shí)可行的作作業(yè)方案，而而且在實(shí)踐中中不斷改進(jìn)，不不斷完善，促促使沉箱坡道氣囊滾動(dòng)動(dòng)下水出運(yùn)技技術(shù)趨向成熟。本工程程施工中所采采取的有效控控制措施可總總結(jié)歸納如下下：1)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)際狀況和工工作要求，合合理劃分現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)區(qū)域布置，盡盡可能減少移移運(yùn)中轉(zhuǎn)點(diǎn)，加加快施工進(jìn)度度；2)合理安排各各崗位人員的的任務(wù)和職責(zé)責(zé)，保證每一一環(huán)節(jié)都有專專人監(jiān)督和記記錄，抓好管管理工作；3)做好作業(yè)人人員的安全教教育，安排應(yīng)應(yīng)對(duì)緊急突發(fā)發(fā)情況的演練練；4)沉箱底胎模制作時(shí)時(shí)保證砂基密密實(shí)，減少成成品底部的凹凹凸不平；5)做好氣囊的質(zhì)量把把關(guān)工作，保保持移運(yùn)通道道的干凈整潔潔，注意保養(yǎng)養(yǎng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、鋼鋼絲繩等設(shè)備備；6)移運(yùn)時(shí)，時(shí)時(shí)刻跟蹤氣囊囊的氣壓、地地錨的細(xì)微變變化、空壓機(jī)機(jī)的工作狀況況等動(dòng)態(tài)信息息；7)加強(qiáng)潛水員探水工工作，潛水員勤入入水、勤摸探探，把斜坡道道面與水下預(yù)預(yù)置氣囊的動(dòng)動(dòng)態(tài)狀況反饋饋給指揮員，聽(tīng)聽(tīng)從指揮排除除水下的不利狀狀況；8)熟悉當(dāng)?shù)氐乃粷q漲落變化，選選擇高潮退潮潮一段時(shí)間后后才開(kāi)始出運(yùn)運(yùn)，能減少工工作量；9)待充氣氣囊大部分分被沉箱前端端覆蓋后，方方可充氣，能能減少不必要要的處理；10)做好沉箱箱成品保護(hù)，沉箱四角觸碰牽引鋼絲繩位置，鋼絲繩應(yīng)采用枕木支墊，以防鋼絲繩受力后磨損沉箱后邊角。由于施工實(shí)踐中存存在著不可控控因素，總會(huì)會(huì)出現(xiàn)各類問(wèn)問(wèn)題，因此制制定了有效地地針對(duì)突發(fā)問(wèn)問(wèn)題的應(yīng)急處處理方法：1)氣囊滲氣或或漏氣當(dāng)沉箱出運(yùn)時(shí)出現(xiàn)現(xiàn)個(gè)別氣囊滲滲氣或漏氣，其其余氣囊有富富余舉力，繼繼續(xù)出運(yùn)；當(dāng)當(dāng)氣囊滲氣或或漏氣出現(xiàn)兩兩條，采用將將剩余氣囊放放氣，降低移移運(yùn)高度、增增大接觸面積積等方法減小小氣囊壓強(qiáng)，繼繼續(xù)移運(yùn)；當(dāng)當(dāng)氣囊滲氣或或漏氣超過(guò)兩兩條，將剩余余氣囊放氣，減減小氣囊壓強(qiáng)強(qiáng)，并停止移移運(yùn)，支墊枕枕木，更換新新氣囊后，繼繼續(xù)；2)機(jī)電設(shè)備故故障備用電源（柴油發(fā)發(fā)電機(jī)組）、空空壓機(jī)、卷?yè)P(yáng)揚(yáng)機(jī)，出現(xiàn)故故障，立即搶搶修更換；3)牽引系統(tǒng)故故障專人照看牽引系統(tǒng)統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)鋼絲絲繩有打轉(zhuǎn)傾傾向時(shí)，及時(shí)時(shí)處理；4)沉箱意外傾傾覆應(yīng)急措施施沉箱出運(yùn)時(shí)，一般般不會(huì)沉箱前前傾或側(cè)傾問(wèn)問(wèn)題。只有當(dāng)當(dāng)沉箱下水后后，遭意外外外力作用，出出現(xiàn)側(cè)傾（最最大可能為，浮浮游狀態(tài)下，平平衡注水前，沉沉箱背前趾側(cè)側(cè)向遭受機(jī)動(dòng)動(dòng)船不當(dāng)操作作引起撞擊的的外力作用，沉沉箱沿前趾面面?zhèn)葍A）。意意外發(fā)生時(shí)，應(yīng)應(yīng)急措施：(1)啟動(dòng)應(yīng)急救救援預(yù)案，及及時(shí)疏散水下下作業(yè)人員，展展開(kāi)緊急救護(hù)護(hù)；(2)沉箱內(nèi)空腔腔水下塞填固固定特制氣囊囊，充氣浮起起沉箱，然后后注水平衡。本工程施工中曾數(shù)數(shù)次發(fā)生氣囊囊漏氣的問(wèn)題題，發(fā)生后立立即按照應(yīng)急急處理方法進(jìn)進(jìn)行處理，雖雖然或多或少少地增加了工工作量，但最最終都很好地地解決了問(wèn)題題。7.工期情況各沉箱出運(yùn)時(shí)間見(jiàn)見(jiàn)表7-1出運(yùn)序號(hào)沉箱編號(hào)水平橫移日期縱移溜放日期備注#1CX7-12010.03..142010.03..23#2CX3-22010.03..272010.03..28#3CX4-32010.03..312010.04..01#4CX3-42010.04..032010.04..11#5CX5-52010.04..122010.04..14#6CX1-62010.04..152010.04..25#7CX2-72010.04..272010.04..27#8CX1-82010.04..302010.05..02#9CX2-92010.05..032010.05..05#10CX1-102010.05..062010.05..11#11CX1-112010.05..122010.05..19#12CX2-122010.10..082010.10..11#13CX1-132010.10..112010.10..15#14CX1-142010.10..182010.10..19#15CX2-152010.10..202010.11..02#16CX1-162010.11..052010.11..07#17CX1-172010.11..082010.11..12#18CX2-182010.11..132010.11..24#19CX1-192010.11..262011.04..28#20CX1-202011.04..302011.05..01#21CX1-212011.05..022011.05..14#22CX6-222011.05..162011.05..20#23CX2-232011.05..212011.05..22表7-1沉箱出運(yùn)運(yùn)時(shí)間表整個(gè)沉箱出運(yùn)施工工分為三次，分別是(I)20010.033.14～2010..05.199、(II)22010.110