預留氣囊槽氣囊頂升法在秀涂16號泊位的應用

（泉州港口服務有限公司， 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，此技術較為成熟，因其經濟高效的特點，在我國港口建設中得到廣泛運用。預留氣囊槽氣囊頂升法既節省造價，又解決了預制場的污染問題。

2 工程簡介

泉州港秀涂作業區 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 預制底模

3.1 底模結構設計

沉箱底模采用C30鋼筋混凝土，預留5條氣囊頂升槽，上面設置C30鋼筋混凝土蓋板。

3.2 底模制作

沉箱底模頂升槽為先預制完1件CX3、1件CX3’和2件CX2，再預制CX1系列，此類底模設計尺寸東西向長為 20.81m，南北向寬為 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卡在兩側地梁之間，以保證蓋板能順利復位。

4 氣囊選擇

（1）選用直徑為φ1m超高壓氣囊（見氣囊大樣圖）進行頂升，氣囊設計使用壓強為0.5MPa，進場驗收壓強為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 氣囊規格表

選最重沉箱CX2進行驗算：

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，以保證沉箱平穩頂升。

（3）氣囊充氣頂升：

1）檢查充氣連接系統，確保系統工作正常。

2）啟動空壓機，依次向各個氣囊充氣。當氣囊壓力到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）繼續充氣，使沉箱脫離底模27-30cm時，停止充氣。充氣時仔細觀察氣囊氣壓表，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到27－30cm，停止充氣后確定各氣囊壓力穩定后進行擺放，具體位置在沉箱頂升前在沉箱兩側畫好示意線。

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，以防止蓋板底面高度超過地梁高度，導致氣囊放氣時蓋板不能復位。

2）頂升前，清除縫隙之間雜物。

3）前期安裝蓋板前，須對氣囊槽進行徹底清理，以保證后期沉箱頂升時氣囊安全。

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

5）氣囊需要反復使用，應及時檢查氣囊的使用狀態，防止氣囊損壞發生安全事故。

6 沉箱頂升傳統工字鋼氣囊法、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置骨架，鋼材用量多，而且在沖砂過程中耗時較多，對預制場污染嚴重，出運功效相對低。

（2）預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生不均勻沉降，對沉箱結構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，本次僅對預留氣囊槽氣囊頂升法與工字鋼氣囊法成本進行分析比較，在底模制作方面，前者所投入的材料成本略低于后者，人工成本卻遠高于后者，但由于用地面積小，底模可反復使用，操作簡便，大大提高了沉箱預制功效，后期經濟效益顯著。

7 結語

目前，質監局、港口局等上級監管部門對現場文明施工愈來愈重視，本工程采用的預留氣囊槽氣囊頂升法是在傳統的工字鋼沖砂法的基礎上一個新的創新。預留氣囊槽氣囊頂升法能使預制場地比較清潔、平整，保證了現場的文明施工建設。該方法在泉州港秀涂16#泊位工程中的應用獲得了圓滿成功，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]水運工程質量檢驗標準JTS257－2008 [S].人民交通出版社.