預(yù)留氣囊槽氣囊頂升法在秀涂16號泊位的應(yīng)用

（泉州港口服務(wù)有限公司， 福建 泉州 362000）

1 前言

目前大部分港口工程重力式碼頭沉箱頂升、運移均采用氣囊工藝，此技術(shù)較為成熟，因其經(jīng)濟高效的特點，在我國港口建設(shè)中得到廣泛運用。預(yù)留氣囊槽氣囊頂升法既節(jié)省造價，又解決了預(yù)制場的污染問題。

2 工程簡介

泉州港秀涂作業(yè)區(qū) 16#泊位工程沉箱單件重量分別為 1100t～1600t、150t～200t、300t～350t，型號多種多樣。

本文主要介紹1000t以上沉箱（CX1、CX2、CX3系列沉箱）氣囊頂升工藝。

3 預(yù)制底模

3.1 底模結(jié)構(gòu)設(shè)計

沉箱底模采用C30鋼筋混凝土，預(yù)留5條氣囊頂升槽，上面設(shè)置C30鋼筋混凝土蓋板。

3.2 底模制作

沉箱底模頂升槽為先預(yù)制完1件CX3、1件CX3’和2件CX2，再預(yù)制CX1系列，此類底模設(shè)計尺寸東西向長為 20.81m，南北向?qū)挒?15.1m。兩端各澆筑一條寬 30cm的地梁，且留有長 2.5m的孔洞，以便于氣囊的放置及拖出，槽寬為170cm，深25cm;上面鋪設(shè)厚33cm的蓋板，此類底模做4件。

3.3 蓋板制作

蓋板制作高度為33cm，氣囊頂升高度為53cm，氣囊槽高度為25cm。這樣可以保證蓋板在頂升時有5-8cm卡在兩側(cè)地梁之間，以保證蓋板能順利復(fù)位。

4 氣囊選擇

（1）選用直徑為φ1m超高壓氣囊（見氣囊大樣圖）進(jìn)行頂升，氣囊設(shè)計使用壓強為0.5MPa，進(jìn)場驗收壓強為0.65MPa，沉箱在臺座頂升高度為53cm。

（2）氣囊驗算

本工程沉箱出運采用的氣囊：

表1 氣囊規(guī)格表

選最重沉箱CX2進(jìn)行驗算：

已知：G1= 1523t，沉箱底面積為13.5×14.08=190.08m2，蓋板總重量為G2=2 ×15×0.33×2.45×5=121.275t，沉箱加蓋板總重量為G=1523+121.275=1644.28t。

沉箱從底胎膜頂升時，氣囊有效長度為L1 =12.48m，頂升高度h = 0.53m，采用5條氣囊頂升，安全系數(shù)K = 1.2,所以：

單條氣囊承載面寬B =π（D-H）/2 = 3.14（1-0.53）/2 = 0.74m

氣囊受力的總長度：L = 12.48×5=62.4m

總承載面積：S = BL = 62.4×0.74 = 46.18m2

氣囊壓力：P = KG/S = 1.2×1644.28t/46.18m2 = 0.43MPa

選用的氣囊滿足要求。

表2 氣囊頂升參數(shù)表

5 沉箱頂升

（1）拆除沉箱底模兩邊2.5m長蓋板，清理兩端氣囊槽中的雜物。

（2）氣囊擺放在氣囊槽一端，使用鋼絲繩一端連接在氣囊上，另一端使用裝載機拖氣囊，保證氣囊盡量位于氣囊槽中間位置，避免氣囊扭曲，以保證沉箱平穩(wěn)頂升。

（3）氣囊充氣頂升：

1）檢查充氣連接系統(tǒng)，確保系統(tǒng)工作正常。

2）啟動空壓機，依次向各個氣囊充氣。當(dāng)氣囊壓力到0.25MPa時，暫停充氣，檢查各個氣囊壓力是否一致，如不一致時，可單個氣囊充氣，以保持各個氣囊壓力基本一致。

3）繼續(xù)充氣，使沉箱脫離底模27-30cm時，停止充氣。充氣時仔細(xì)觀察氣囊氣壓表，保證充氣時各氣囊壓力不會相差過大。

4）擺放支墊枕木20cm*20cm*100cm，枕木在沉箱離地高度達(dá)到27－30cm，停止充氣后確定各氣囊壓力穩(wěn)定后進(jìn)行擺放，具體位置在沉箱頂升前在沉箱兩側(cè)畫好示意線。

5）各個氣囊緩緩放氣，使沉箱慢慢坐落于枕木上。

6）抽出氣囊，安裝兩端2.5m長底模蓋板，準(zhǔn)備下一道沉箱橫移工作。

（4）注意事項：

1）頂升高度控制在55cm內(nèi)，以防止蓋板底面高度超過地梁高度，導(dǎo)致氣囊放氣時蓋板不能復(fù)位。

2）頂升前，清除縫隙之間雜物。

3）前期安裝蓋板前，須對氣囊槽進(jìn)行徹底清理，以保證后期沉箱頂升時氣囊安全。

4）鋪設(shè)底模時，蓋板與地梁之間縫隙鋪設(shè)50cm寬3mm厚硬紙板，防止底模牛皮紙破損，水泥漿流入縫隙，導(dǎo)致頂升困難。

5）氣囊需要反復(fù)使用，應(yīng)及時檢查氣囊的使用狀態(tài)，防止氣囊損壞發(fā)生安全事故。

6 沉箱頂升傳統(tǒng)工字鋼氣囊法、千斤頂頂升法和氣囊頂升的比較

（1）工字鋼氣囊法工藝每個沉箱臺座都要設(shè)置骨架，鋼材用量多，而且在沖砂過程中耗時較多，對預(yù)制場污染嚴(yán)重，出運功效相對低。

（2）預(yù)留氣囊槽氣囊頂升法與千斤頂法相比，對地基承載力要求低，沉箱受力均勻，氣囊頂升時因為荷載分布均勻，避免了由于局部荷載過大而使地基產(chǎn)生不均勻沉降，對沉箱結(jié)構(gòu)也有更高的安全保障，另外，操作簡易安全，利用卷揚機將氣囊拉入頂升槽，提高效率。

（3）成本比較：根據(jù)目前類似工程所采用的千斤頂頂升法，其成本是最高的，本次僅對預(yù)留氣囊槽氣囊頂升法與工字鋼氣囊法成本進(jìn)行分析比較，在底模制作方面，前者所投入的材料成本略低于后者，人工成本卻遠(yuǎn)高于后者，但由于用地面積小，底?？煞磸?fù)使用，操作簡便，大大提高了沉箱預(yù)制功效，后期經(jīng)濟效益顯著。

7 結(jié)語

目前，質(zhì)監(jiān)局、港口局等上級監(jiān)管部門對現(xiàn)場文明施工愈來愈重視，本工程采用的預(yù)留氣囊槽氣囊頂升法是在傳統(tǒng)的工字鋼沖砂法的基礎(chǔ)上一個新的創(chuàng)新。預(yù)留氣囊槽氣囊頂升法能使預(yù)制場地比較清潔、平整，保證了現(xiàn)場的文明施工建設(shè)。該方法在泉州港秀涂16#泊位工程中的應(yīng)用獲得了圓滿成功，為其他工程增加了一個可以借鑒的實例。

[1]港口工程施工手冊：上冊[M].人民交通出版社。

[2]水運工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)JTS257－2008 [S].人民交通出版社.