半潜驳气囊方式出运大型沉箱施工工法(061123修改).doc

半潜驳气囊方式出运大型沉箱施工工法
概况
在大型深水重力式码头的建设中,大型沉箱的重量往往达到1000多吨乃至数千吨,如此大的重量,采用传统的起重船起吊加驳船运输方式进行施工存在许多困难与弊端,已逐渐不能满足施工要求。目前,进行大型沉箱出运施工主要由半潜驳(含工程浮坞,以下同)来完成,基本过程为:沉箱在预制场地预制好后,利用高压气囊将沉箱顶升后牵引,整体搬移到半潜驳上并支垫好,将半潜驳拖至安装水域合适水深位置下潜,在下潜过程中往沉箱隔舱中加压载水,保持沉箱本身浮游稳定,半潜驳下潜到一定深度后,沉箱利用本身浮力起浮,起浮后将其拖至安装点,往沉箱隔舱中注水下沉安装。
沉箱出运施工主要包括沉箱上半潜驳、半潜运载沉箱拖航、半潜驳下潜沉箱出坞三个主要施工过程。在大型沉箱出运施工中,投入的主要船机设备是半潜驳,这种工程施工用半潜驳是一种专为大型沉箱出运而设计建造的可下潜的工程驳船,甲板单位面积承载力比一般驳船大得多,可运载数千吨的砼沉箱航行于近海航区,其基本工作原理是:在涨潮时段合适潮位,半潜驳利用船艏的搭接结构与出运码头搭接,保持半潜驳甲板面与码头面处于同一水平面,船上配有牵引设备,沉箱利用高压气囊顶升脱离地面,气囊在沉箱底面与地面之间滚动大大减少了摩擦力,从而可利用船上牵引设备牵引沉箱上船,至指定位置后用枕木进行支垫,抽出气囊。半潜驳配有多台大排量压载泵,可根据需要进行了舱内压载水的调整,从而控制半潜驳的下潜或上浮,半潜驳上的监控设备可适时采集下潜或上浮的各项数据,根据需要可方便的进行船舶浮态调整,通过控制压载水量与加压载水速度来控制半潜驳的下潜深度与速度,从而保证出运与下潜施工中沉箱顺利地上驳与出坞。
工程用半潜驳载重吨位一般在3000~5000吨不等,载重吨位在4000吨左右的半潜驳,以“四航华南”为例,主体尺度及相关参数为;
总长:58米; 型宽:34米; 型深:;
最大下潜深度:16米(甲板面至水面);
从正常吃水下潜到最大深度时间:2小时;
压载泵排量:4×960m3/h
设计载重量:4200吨;
利用半潜驳气囊方式出运大型沉箱的施工工艺,已顺利完成多过大型深水重力式码头的建设,已完成的实例工程如下:
工程名称
沉箱重量
件数
沉箱尺寸(m)
L*B*H
使用半潜驳名称
广州南沙港3、4#泊位
2212t
42
*15*
四航南沙
广州南沙港9、10#泊位
2237t
44
*15*
四航南沙
深圳大铲岛集装箱码头
2327 t
47
**
四航南沙
福建江阴电厂码头
3161t
10
**16
四航华南
厦门刘五店滚装码头
1075 t
22
*10*
四航南沙
厦门港嵩屿港区1#泊位
2015 t
25
*15*20
四航南沙
汕尾发电厂重件码头
2357 t
22
*15*
四航华南
特点
利用半潜驳气囊方式出运大型沉箱有如下特点:
1. 无需大型起重设备就可以进行大型沉箱的搬运上驳及安装作业,大大节省了船机费用;
2. 与轨道方式上驳比,半潜驳与码头的对接容易,对码头的要求不高,码头的适应性强,从而使临时出运码头的建设容易,投入少;
3. 普适性强,沉箱的重量从几百吨到4000吨甚至更大,均可采用本工艺进行沉箱的上驳及安装作业;
4. 由于沉箱无需进行起吊,配筋量可大大减少,节省了钢材,降低了沉箱的制作成本,从而降低了码头的造价。

本工法适用于港口重力式码头建设中重量超过现有浮吊设备起吊能力或不便于或不适于起吊的可自浮的大型沉箱的出运安装作业施工,也可用于大型封闭可自浮的涵管出运安装作业施工。

半潜驳进行大型沉箱出运沉箱上驳过程施工工艺流程如下:
抽气囊,解围捆索并吊上码头备下件使用
调整半潜驳浮态至拖航要求状态
沉箱上驳过程完成
排压载水,解溜尾索,移船使半潜驳脱离搭接状态
第一条气囊上驳后半潜驳开始排前舱压载水并适当调整后舱压载水,始终保持船舶水平浮态
继续牵引沉箱缓慢移动,并控制牵引速度与排压载水速度相适应
沉箱到达装载区后停止牵引,在沉箱底所有气囊间隙尽可能多的支垫枕木
气囊放气,使沉箱平稳坐于枕木上
半潜驳加压载水进行搭接,保持搭接后搭接结构对码头200t左右的压力,调整船舶浮态至水平
在半潜驳搭接结构与码头的缝隙上铺过渡钢板,挂牵引索上沉箱上的围捆索
给沉箱底气囊充气顶升沉箱,拆除支垫枕木
开动半潜驳上牵引绞车牵引沉箱缓慢移动,同时松溜尾索
沉箱从预制点利用气囊牵引至码头前沿3米左右支垫
半潜驳