《重力式碼頭沉箱氣囊搬運技術規(guī)范》

ICS03.220.40

CCSR45T/JSAS

團體標準

T/JSASxxx—2023

重力式碼頭沉箱氣囊搬運技術規(guī)范

Technicalspecificationformovinggravitydocksbycassionairbags

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實施

江蘇省標準化協(xié)會發(fā)布

T/JSASXXXXX—2023

I

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重力式碼頭沉箱氣囊搬運技術規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了重力式碼頭沉箱氣囊搬運的技術施工規(guī)范的原材、性能要求、試驗方法、施工、環(huán)境

安全和監(jiān)測與檢測的要求。

本文件適用于重力式碼頭沉箱氣囊搬運的施工和質量檢驗。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T5972起重機鋼絲繩保養(yǎng)、維護、檢驗和報廢

GB/T24811.1起重機和起重機械鋼絲繩選擇第1部分：總則

GB/T24811.2起重機和起重機械鋼絲繩選擇第2部分：流動式起重機利用系數

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

重力式碼頭gravitywharf

以結構本身和填料的重力保持穩(wěn)定的碼頭。

3.2

沉箱caisson

為組成重力式碼頭、防波堤、護岸等工程的墻身結構，預先制作頂部開口、內設隔墻、可漂浮、注

水下沉的鋼筋混凝土箱體。

3.3

搬運transport

沉箱借助其下面的氣囊滾動而實現的水平移動。

3.4

氣囊airbag

由氣囊體、氣囊頭、氣囊嘴三部分組成，氣囊體是氣囊的圓柱體部分；裝在氣囊兩端，用于充氣和

放氣的嘴稱為氣囊嘴；氣囊體兩端與氣囊嘴連接的錐形部分稱為氣囊頭，氣囊結構見附錄A。

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3.5

工作高度(H)Workingheight(H)

氣囊負荷后的高度。

3.6

承載面長度(L。)Lengthofbearingsurface(L.)

氣囊負荷后垂直于搬運方向的與沉箱底面接觸的軸向長度。

3.7

有效長度(LD)Effectivelength(LD)

氣囊囊體直徑為D的長度。

3.8

承載面寬度(B)Widthofbearingsurface(B)

氣囊負荷后與沉箱底面接觸的徑向寬度。

4設備與設施

4.1氣囊

4.1.1應根據搬運沉箱的質量和外形尺寸并經計算后，選擇氣囊類型和氣囊直徑。

4.1.2氣囊長度應根據搬運沉箱的平面尺寸及氣囊直徑，按下式計算：

L=L0+2×0.866D(4.1.2.1)

式中L—氣囊長度(m)；

L0—氣囊有效長度(m),根據沉箱底寬尺寸確定,一般取L0等于沉箱底寬；

D—氣囊的直徑(m)。

4.1.3氣囊的實際工作氣壓應符合下式要求：

Pe'≤Pe(4.1.3.1)

式中Pe'—氣囊實際工作氣壓(MPa)；

Pe—氣囊允許工作氣壓(MPa)。

4.1.4氣囊的實際工作氣壓應按下列公式計算：

Pe'=(4.1.4.1)

B=π(D-H)/2(4.1.4.2)

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式中K—氣囊受力不均勻系數，當N＜6時取1.5，N≥6時取1.2；

G—沉箱自重力(N)；

N—單個搬運沉箱下的氣囊數量(個)；

L0—氣囊承載面長度(見4.1.2.1)；

B—氣囊承載面寬度(mm)，按4.1.3.2計算；

H—氣囊工作高度(mm)。

4.2卷揚機

4.2.1卷揚機的額定牽引力、鋼絲繩的牽引速度卷筒容繩量和卷揚機配備的數量應能確保沉箱安全、高

效地進行搬運。

4.2.2宜選用慢速卷揚機。

4.2.3搬運沉箱的最大牽引力上坡時按公式4.2.3.1,對計算；下坡時按公式4.2.3.2計算。

Fc=k1k2(Gsinα+Gfcosα+mv/t)/cosβcosγ(4.2.3.1)

Fc=k1k2(-Gsinα+Gfcosα+mv/t)/cosβcosγ(4.2.3.2)

式中Fc—搬運沉箱的最大牽引力(N)；

M—沉箱質量(kg)；

G—沉箱自重力(N)；

F—氣囊滾動阻力系數，當氣囊的工作高度為氣囊直徑的40%?50%時，一般取f=0.05；當氣囊的

工作高度小于氣囊直徑的40%時，f值應另行確定；

V—沉箱移動速度(m/s),一般宜取v≤0.0117(m/s)；

t—起動時間（從0至設計沉箱移動速度），一般取t=1.2?2.0s；

k1—鋼絲繩受力不均勻系數，一般取k1=1.1?1.2；

k2—安全系數，一般取k2=1.1?1.2；

α—縱移通道面與水平面的夾角(°)；

β—鋼絲繩與沉箱搬運方向水平夾角(°)；

γ—鋼絲繩與水平面的豎向夾角(°)。

4.3鋼絲繩

4.3.1鋼絲繩的型號、規(guī)格和數量應根據沉箱的重量和氣囊搬運沉箱的工藝要求進行設計和配置。

4.3.2卷揚機用鋼絲繩的選用應符合GB/T24811.1、GB/T24811.2要求，并有產品檢驗合格證。

4.3.3鋼絲繩的安全系數應不小于5。

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4.4滑輪及錨碇

4.4.1滑輪的規(guī)格和質量應符合設計要求。

4.4.2滑輪組中的滑輪應平衡鋼絲繩分支拉力。

4.4.3滑輪組的定滑輪與動滑輪的最小距離應不小于2m。

4.4.4滑輪繩槽尺寸應能保證鋼絲繩順利繞過，繩槽應光潔平滑，不應有損傷鋼絲繩的缺陷。

4.4.5滑輪應有防止鋼絲繩跳出輪槽的裝置。

4.4.6錨碇裝置的配置應根據搬運沉箱的最大牽引力進行設計，并符合設計要求。

4.4.7錨碇

4.4.7.1分為地籠和圓鋼錨環(huán)。地籠宜采用臥式或混凝土地籠；在堅硬的巖石地區(qū)，可采用植筋的方法

埋設圓鋼錨環(huán)。

4.4.7.2對無擋臥的臥式地籠，抗拔穩(wěn)定系數應大于3；對有擋臥的臥式地籠，抗拔穩(wěn)定系數應大于2；

混凝土地籠的穩(wěn)定系數應大于1.5。

4.4.7.3圓鋼錨環(huán)鋼材牌號應不低于Q235鋼材，其直徑應根據計算確定。圓鋼錨環(huán)埋設方向應與拉力

方向一致；彎曲部分需用鋼筋或鋼板加強；埋入巖石內的錨固長度應不小于30倍圓鋼直徑，并按相應

規(guī)范規(guī)定的粘結力進行驗算。

4.5充氣設施

4.5.1應根據氣囊的總容量和充氣所需時間及氣壓要求，并考慮沉箱搬運的路程和場地的布置選擇空氣

壓縮機、管線、連接接頭。宜用低壓、大排氣量的空氣壓縮機。

4.5.2空氣壓縮機儲氣罐容量宜不小于10m3，并安裝限壓閥。

4.5.3多條氣囊同時工作時應設置分配閥箱，使各氣囊同時充氣。

4.5.4氣囊搬運重要的沉箱時可考慮兩套各自獨立充氣設施。

4.6運輸船舶

4.6.1沉箱在半潛駁上的移動路線和存放位置應符合半潛駁的設計要求。

4.6.2沉箱上半潛駁時，應根據半潛駁受力情況進行相應各艙的平衡水調節(jié)。沉箱上半潛駁后，應嚴格

控制沉箱的移動速度，確保半潛駁的縱向與橫向的基本平衡。沉箱上駁的全過程船艏甲板面的標高不應

低于船艉甲板面的標高。

4.6.3半潛駁甲板的承載力要滿足沉箱搬運和存放要求。

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5搬運施工

5.1搬運工藝流程

搬運工藝流程見圖1。

圖1搬運工藝流程

5.2搬運工藝布置

5.2.1當釆用卷揚機牽引方式搬運沉箱時，需配置卷揚機、卷揚機固定架、滑輪組、導向滑輪、錨碇、

牽纜、溜纜、鋼絲繩等。當采用其他牽引方式搬運沉箱時，搬運工藝應另行設計。

5.2.2卷揚機的布置應根據所搬運沉箱的重量和搬運場地的情況進行卷揚機型號選擇和位置的布置。

5.2.3導向滑輪和錨碇應根據搬運場地和制定的搬運工藝情況進行布置。

5.2.4溜纜裝置應與牽纜裝置布置于同—軸線上，并應考慮搬運通道坡度的影響。

5.2.5充氣設施的布置應考慮搬運場地及充氣管路的氣壓損失。

5.3檢查階段

5.3.1氣囊

5.3.1.1有下列情形之一時，應進行現場檢驗：

a)新型氣囊使用前；

b)氣囊儲存和使用超過一年或儲存超過2年，橡膠及氣囊表面有龜裂現象；

c)氣囊搬運沉箱的工藝改變時；

d)批量沉箱開始搬運前；

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e)形狀特殊的沉箱搬運前；

f)當企業(yè)技術部門或安全部門提出檢驗要求時；

g)國家質量安全監(jiān)督檢驗部門提出檢驗要求時。

5.3.1.2現場檢驗應符合規(guī)定，檢驗比例100%,檢查項目和技術要求見附錄B，每個氣囊按要求作記錄。

5.3.1.3氣囊的滾動間距除應滿足受力要求外，其凈距Sj應不小于0.5m,并大于支墊物的寬度要求，

以防止?jié)L動時產生壓疊和保證支墊物的布設操作。

5.3.2卷揚機

5.3.2.1卷揚機應設置在平整之處。卷揚機底架與地基基礎應用預埋螺栓固接，或整體與錨碇牢固連

接，并應符合使用說明書的規(guī)定。卷揚機與沉箱之間不應有可能發(fā)生危險或影響鋼絲繩壽命的障礙物。

5.3.2.2牽引力作用于沉箱的高度位置一般宜與卷揚機機架等高。

5.3.3鋼絲繩

5.3.3.1沉箱搬運前應對鋼絲繩進行檢查，檢查方式為目測檢查。

5.3.3.2鋼絲繩檢查項目見附錄C。

5.3.4充氣設施

5.3.4.1為防止重型沉箱上半潛駁時充氣設施由于故障引發(fā)安全事故,所以氣囊搬運重型沉箱時可考

慮兩套各自獨立的充氣設施。

5.3.5場地

5.3.5.1重型沉箱搬運前應再次檢查重型沉箱底部有無可能使氣囊受損或影響氣囊滾動的雜物存在。

如有，應當及時清除后再進行搬運作業(yè)。

5.3.5.2重型沉箱搬運前應在沉箱行進路線上做好標記，明確行進區(qū)域和就位區(qū)域。

5.3.5.3應在搬運施工區(qū)域外圍布置警戒繩和警示牌，防止無關人員誤入，避免事故發(fā)生。

5.4搬運階段

5.4.1沉箱達到或超過設計強度的80%時可進行頂升作業(yè)。

5.4.2在沉箱側面應按搬運工藝設計要求標識各氣囊及支墊的中心位置。

5.4.3在各項準備工作完成并經檢査確認安全后，方可開始沉箱的搬運。且應同時啟動牽纜鋼絲繩和

溜纜保護鋼絲繩，保證各卷揚機的同步。

5.4.4沉箱搬運至預定的存放場地后，在沉箱底部應擺好支墊物，均勻地將各氣囊放氣，使沉箱平穩(wěn)

坐落在支墊物上。支墊物的擺放位置應與氣囊位置相互錯開，同時需考慮沉箱縱、橫移時垂直方向氣囊

擺放位置的需要。

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5.4.5沉箱的支墊物應通過設計計算確定。

5.4.6采用半潛駁出運時，還應執(zhí)行以下規(guī)定：

a）選擇合適的潮位使半潛駁與專用的沉箱出運碼頭對接就位；

b）半潛駁與岀運碼頭對位后纜繩應帶緊。氣囊搬運沉箱上駁的各項準備工作應充分；

c）搬運沉箱上駁時適時調節(jié)半潛駁平衡倉水，保證搬運過程船體的橫傾和縱傾滿足要求；

d）選擇合適的潮位使半潛駁脫離碼頭。

5.4.7搬運工藝設計應根據當地的潮汐情況、重型沉箱的搬運速度、半潛駁的性能等確定半潛駁與出

運碼頭對接和脫離碼頭的工作潮位。

a）一般選擇潮水在上漲過程達到平均潮位時移駁就位。半潛駁位置準確后開始注水使半潛駁尾部

的船艉擱板壓穩(wěn)在專用碼頭的橫梁上。選擇在漲潮過程上駁是為了半潛駁在重型沉箱上駁后能利用潮位

上漲時安全離開碼頭。

b）半潛駁與碼頭對接就位完成后按第5.4.3條的方法使重型沉箱平移至半潛駁。在重型沉箱上駁

過程中，可根據當日的潮位上漲的速度等情況適當排去半潛駁船艉的平衡水

c）重型沉箱搬運上駁并到達指定位置后,按第5.4.4條的方法使重型沉箱坐落在支墊物上。當確認

重型沉箱穩(wěn)定沒問題后，要依靠潮水上漲和半潛駁艉部的壓載平衡水排出的方法盡快使半潛駁的船艉浮

起脫離碼頭。當半潛駁艉部脫離碼頭后,啟動半潛駁船上的錨機將半潛駁絞離碼頭，并將半潛駁甲板面

的縱傾、橫傾調平。

5.5就位階段

5.5.1氣囊放氣

5.5.1.1沉箱搬運至預定的存放場地后，在沉箱底部應擺好支墊物，并檢查支墊物的平整性。

5.5.1.2氣囊放氣時，兩名工人從中間向兩端打開閥門至全開，嚴禁回頭。

5.5.1.3應均勻地將各氣囊放氣，使沉箱平穩(wěn)坐落在支墊物上。

5.5.2回收、整理氣囊

5.5.2.1氣囊短距離運輸時，自然狀態(tài)應釆用吊運、抬運等方式；充氣狀態(tài)時可采用滾動方式，嚴禁在

地上拖移；長途運輸時，應規(guī)則堆放并固定好。

5.5.2.2氣囊較長時間不用時，應洗凈涼干后外涂滑石粉，充氣5%伸展平放，放置在干燥、陰涼處；

不應與酸、堿、油脂、有機溶劑接觸，不應折疊堆放或重壓。

5.5.2.3若氣囊有破損，但氣囊橡膠表面無龜裂、發(fā)粘，簾布無松動時可進行修補。

5.5.2.4破損氣囊的修補應由生產廠家的專業(yè)人員進行。

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5.5.2.5修補后的氣囊使用前，應進行氣囊檢驗，檢驗結果應符合附錄B的技術要求，并作好記錄。

5.5.2.6氣囊使用單位應建立氣囊管理臺賬，準確記錄氣囊釆購、使用、損傷和修補等情況。

5.5.2.7當出現下列情況之一時，氣囊應予以報廢：

a）破損的氣囊不能滿足修補條件的；

b）長久不用或修補后的氣囊，經進行現場檢驗，確認不符合技術要求的；

c）當氣囊的存放年限超過廠家規(guī)定存放期限的。

6人員要求

6.1氣囊搬運沉箱施工全過程應有持證安全員全過程監(jiān)管。

6.2參與氣囊搬運沉箱施工的所有施工人員應進行安全技術教育培訓，考核合格后方可上崗。

6.3參與氣囊搬運沉箱施工的特種作業(yè)人員應取得相應資質。

7環(huán)境與安全

7.1環(huán)境保護

7.1.1實行環(huán)保目標責任制。

7.1.2加強檢查和監(jiān)控工作。

7.1.3對要保護和改善的施工現場環(huán)境，進行綜合治理。

7.1.4應嚴格執(zhí)行國家的法律、法規(guī)。

7.1.5制定有效措施防止污染。

7.2安全

7.2.1氣囊采購應選擇有相應資質的生產廠家，同時要認真核查氣囊生產廠家提交的生產許可證及營業(yè)

執(zhí)照。

7.2.2承擔氣囊搬運沉箱施工的施工單位應取得國家規(guī)定的資質要求。

7.2.3氣囊搬運沉箱的施工單位在施工前應組織施工人員了解氣囊的使用性能、學習并掌握各工序的

操作方法。

7.2.4卷揚機操縱件的設置

7.2.4.1常規(guī)作業(yè)使用的操作件，應安裝在司機操作方便的地方。

7.2.4.2操作件操作位置的設置應確保司機安全。

7.2.5卷揚機安全保護裝置

7.2.5.1卷揚機上外露運動件應設防護罩。

7.2.5.2露天工作的卷揚機應設置防雨棚，防雨棚設置應不影響司機的操作。

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7.2.6夜間工作時，卷揚機司機操縱位置和搬運范圍應有良好的照明。

7.2.7卷揚機配置的開關箱內應裝設在緊急情況下能迅速切斷總控制電源的緊急斷電開關，電箱應安

放在便于操作人員控制的位置。

7.2.8卷揚機使用及操作

7.2.8.1司機應由經過培訓并通過考核的人員擔任。

7.2.8.2開機前應先檢查制動器性能、鋼絲繩接頭、各緊固件及機體安裝情況，發(fā)現不正常情況立即

排除。

7.2.8.3工作中突然斷電時，應將控制器手柄或按鈕置于零位。

7.2.8.4操作應按指揮信號進行。

7.2.8.5工作后鋼絲繩應處于放松狀態(tài)，并切斷電源和封閉電源開關。

7.2.9鋼絲繩的檢驗應符合GB/T5972規(guī)定，不應有繩芯外露、腐蝕、扭結和斷絲或有明顯變形等缺陷。

鋼絲繩不應接長使用。

7.2.10鋼絲繩的維護保養(yǎng)

7.2.10.1應釆取措施防止鋼絲繩由于損傷、腐蝕或其他物理、化學條件造成的性能降低。

7.2.10.2安裝鋼絲繩時，應采取措施防止鋼絲繩扭結、彎折和亂繩。應盡量避免鋼絲繩在砂地被砂礫

過多地劃、磨和沾粘，防止鋼絲繩使用時受到意外損壞。

7.2.10.3鋼絲繩應保持良好的潤滑狀態(tài)。

7.2.11壓力表應經進行定期檢定和校正，合格后方可使用。發(fā)現不合格或損壞應立即更換。氣囊頭的

壓緊螺栓、堵頭等固件應緊固。

7.2.12充氣氣囊應在規(guī)定的允許工作氣壓范圍內使用。

7.2.13沉箱頂升后，嚴禁操作人員進入沉箱底部。

7.2.14沉箱搬運過程中應按要求停車填入氣囊。若沉箱在較長時間里需要停頓，應放入支墊物，同時

采取放氣措施適當降低氣囊的氣壓。

7.2.15在氣囊進行充放氣操作時，操作者應帶防護眼鏡，嚴禁正面對著氣囊頭操作，充氣嘴正對方向

禁止站人，必要時在氣囊頭尾兩側安裝防護板。

7.2.16上駁后的沉箱應按技術交底指定的位置擱置并加固。

7.2.17沉箱上駁搬運至指定位置后，應再次進行平衡水的調節(jié)，并使船體滿足橫傾角度不應大于

0.5°、縱傾角度不應大于1°的規(guī)定。

7.2.18半潛駁應根據技術安全交底的水位搭靠或離開碼頭。沉箱搬運上半潛駁至指定擺放位置，以及

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半潛駁絞離出運碼頭的整個過程應在水位上漲過程中完成。其間應嚴格控制各工序的時間，保證整個過

程在潮水高平潮前1h完成。嚴禁在落潮時進行沉箱的上駁或上岸作業(yè)。

7.2.19沉箱上駁前，預制場及運輸船舶應及時收聽并準確掌握氣象、水文情況。如遇有大風來襲的預

報時，應調整上駁的時間計劃。

7.2.20沉箱場內搬運和裝卸駁時應指定專人負責現場指揮。指揮信號要統(tǒng)一、明確，設備應有專人操

作，相關人員配備對講機。應在現場通信聯(lián)絡得到保證后方可開始作業(yè)。

7.2.21沉箱上駁后，船上人員應實行24h不間斷值班，隨時注意船舶動態(tài)，遇有情況及時處置并報告。

7.2.22沉箱搬運施工現場周圍應配備明顯的警示標志，在搬運時應對無關人員提出警示并監(jiān)督其撤

離施工區(qū)域。

7.2.23合理布置船舶甲板及其他工作平臺，做好設備安放和物資歸置。

7.2.24起重作業(yè)應專職專人，不應違章操作；指揮人員應持證上崗，不應隨意指揮、違章指揮。

7.2.25在船人員不應喝酒，不應穿拖鞋，工作時應佩帶安全帽，穿救生衣、防滑鞋。

7.2.26無關人員在船舶系纜及移船絞錨纜時須遠離纜繩，防止纜繩傷及自身。

7.2.27非操作人員不準隨意觸碰錨機、吊機和振動錘等控制系統(tǒng)。

7.2.28施工期間，指派專人收聽當地氣象預報，大風前及時將氣象預報轉報各施工船舶做好防風準備

工作。

7.2.29加強船舶警戒瞭望工作，確保施工船舶安全施工。

7.2.30乘坐交通船應穿好救生衣，服從交通船管理，待船挺住靠穩(wěn)后方可有秩序上下船。

附錄A

（規(guī)范性）

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氣囊的結構型式

氣囊體呈圓柱形，氣囊頭呈圓錐形，結構型式見圖A.0.1

圖A.0.1

1—氣囊嘴2—氣囊頭3—氣囊體

D—直徑L—長度LD—有效長度

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附錄B

(規(guī)范性)

氣囊現場檢驗的項目和技術要求

表B.1氣囊現場檢驗的項目和技術要求

表B.1氣囊現場檢驗的項目和技術要求

序號檢驗項目技術要求檢驗方法

直徑±3%

1尺寸偏差

長度±3%

用鋼尺測量

2彈性變形量用1.2Pe作試驗壓力時，直徑增量不大于5%。

3氣密性充氣氣壓達到1.2Pe后保持lh，壓降不大于2%。用壓力表測量

線形光順，無裂紋及氣泡、重皮、混入雜質及明顯的污垢

4外觀要求目測檢査

和其他缺陷。

氣囊空載充氣，在氣壓達到1.3Pe后保持l0min，氣壓下