气囊出运沉箱技术因为其经济高效的特点,在我国港口建设中已经得到大规模的应用。气囊出运沉箱通常包括气囊沉箱顶升,沉箱出运,沉箱助浮等应用。
气囊沉箱顶升一般有两种工艺:工字钢气囊工法和地沟气囊工法。
工字钢气囊工法预先在沉箱预制台座上按照气囊顶升数量放置工字钢或槽钢, 然后铺砂填充, 再铺三合板或木工板作为沉箱台座。沉箱预制完成后用水将砂全部冲掉, 然后塞入气囊顶升沉箱。此工艺每个沉箱台座都需要设置骨架, 钢材用量多, 而且在冲砂过程中耗时较多,对预制场污染严重。
地沟气囊工法在施工沉箱预制台座时,设置2~3 道地沟作为气囊塞入通道, 并在地沟上设置盖板作为沉箱平面台座, 无需利用钢材骨架, 无需冲砂, 既节省了造价, 又解决了预制场的污染难题。
传统的沉箱顶升工艺即预先在沉箱预制台座上布置千斤顶基础, 然后设置地沟, 沉箱预制完成后从地沟放置千斤顶, 利用千斤顶将沉箱顶升。采用千斤顶顶升工艺,地基需要采用打桩、强夯、加大基础等处理工艺, 造价高, 费时长。另外,该工艺在沉箱顶升过程中, 需要人员钻入地沟、准确调整千斤顶位置、同步操作各千斤顶、操作繁琐并且速度慢。与千斤顶顶升工艺相比,气囊沉箱顶升工艺的优点如下:
1.对地基承载力要求低,沉箱受力均匀。气囊顶升时因为荷载分布均匀, 避免了因为局部荷载过大而使地基产生的不均匀沉降,对于沉箱结构也有更高的安全保障。
2.操作简易安全。利用卷扬机将气囊拉入顶升沟, 无需人员进入顶升沟
气囊沉箱搬运特点
气囊沉箱搬运是利用气囊负重情况下可以滚动的原理, 采用气囊接力的方式将沉箱纵横移动。气囊行走灵活方便可进行横移、纵移、曲线移动, 无须固定的行走轨道, 可以利用这种灵活性将沉箱移动进行存放, 能够实现利用最小的空间预制更多的沉箱。
传统滑车出运工艺中要求地基处理,设置轨道梁、钢轨、平移滑车等,基础设施投资较大。
搬运气囊是柔性结构,在滚动行走过程中, 对地面平整度要求低, 甚至可以穿越轨道、坡道,减少了为布置沉箱行走轨道而对地面进行的特殊处理费用。
另外气囊出运沉箱对浮船坞搭岸结构适应性强。一般轨道上岸结构要求浮船坞座底, 对搭岸结构要求严格, 而气囊上岸就完全解决了这一难题。利用气囊上岸浮船坞可以搭岸, 也可以不搭岸, 可以座底, 也可以不座底, 可以完全利用浮船坞自身的压舱水调节甲板高度, 使沉箱利用气囊的移动行走到浮船坞上。
沉箱气囊助浮
在沉箱出运中,用气囊助浮沉箱,来抵减沉箱的部分吃水深度,一般可减少吃水2~3 m ,可以利用现有的斜坡滑道,而不必使用半潜驳设备即可完成大吃水沉箱的整体溜放与拖运。沉箱起浮后, 可能因为各种因素产生沉箱偏斜, 沉箱的一个或两个角还在斜架车上, 这时, 可调整各个气囊的气压使沉箱平衡。。由于气囊所产生的浮力力臂较大, 所以采用气囊充、放气的办法来改变沉箱受的浮力矩, 调整纠偏, 不仅灵敏度高, 而且操作方便、快捷。
助浮气囊重量较轻, 可以人工搬运, 将气囊用捆扎带绑好后可以直接将捆扎带固定在专用吊鼻上, 沉箱助浮完成后潜水员直接将销子拉出即可完成气囊的拆卸, 安装、拆卸方便。沉箱气囊下水示意图:
1、沉箱顶升 2、沉箱移位,包括纵向和横向
3、沉箱移上半潜驳 4、或者利用气囊助浮,进行沉箱拖运