沉箱安装工程施工方案

******项目工程

沉箱安装

施

工

方

案

*******建设工程XX 2010年8月5

沉箱等构件出运、安装

一、工程概况

本项目共有25件沉箱需要预制，沉箱贮放采取陆上沉箱贮放的方式。沉箱预制后气囊横移至通道进行存放，通道存放区共可存放6件沉箱，预制场地也可临时存放12件沉箱。

二、沉箱出运

在预制场地制作完成经养护的沉箱，经卷扬机牵引沉箱、底部气囊滚动移至出运码头前沿，横转纵移，方向呈直角转向，转换气囊支垫，最后沿码头出运通道，移运至码头前沿，再移运至停靠在码头边的半潜驳（浮船坞）上。

本工程沉箱总数为25件。沉箱主要尺寸：11×19.95×11m（底宽×长×高）。单件沉箱重约1029t。

(1) 气囊出运工作原理及相关参数的确定

气囊搬运重物的工作原理与滚筒搬运重物的工作原理基本相同，在重物底部与地面之间垫若干个气囊并充气顶升起重物，通过外力牵引重物使气囊向前滚动，从而使重物产生移动，达到搬运重物的目的。气囊与地面为面接触，受力面积大，受力均匀，单位面积受力小，对场地适应性强。

选用直径Ф1000mm超高压气囊，出厂检验承压能力为0.39MPa，正常使用许用压力为0.30MPa，安全阀限压值取0.35MPa。考虑沉箱的尺寸，选用有效长度分别为11m和17.0m两种，施工过程顶升高度取430mm，工作高度取300mm。

气囊工作的相关数据按如下公式计算：

单个气囊承压面宽度：B=π(D - H)/2

气囊承压面积：S=n×B×L=nπL(D - H)/2

气囊气压：P=Q/S=2Q/[nπL(D - H)]

式中：D——气囊直径

H——气囊工作高度

L——气囊有效承压长度，L=L总-2×0.866×D

N——气囊个数

Q——构件重量

(2) 供气系统及牵引系统的布置

(1)供气系统

采用集中供气体系，供气系统由2套6m3空压机组及自己配套的高压气管、气阀组成，高压气管沿沉箱预制场及出运码头轴线两侧对称布置，固定部分采用Φ48mm钢管，每6m设置一个供气阀；加气时从供气阀用高压软管接至气囊。

(2)牵引系统

沉箱的横移及纵移均采用4台10t卷扬机进行（共8台），相应配有定滑轮、动滑轮、钢丝绳扣、垫木等。

在施工场地、码头前沿共布置15个60t、10个75t、8个15t地牛，场地X 围均采用暗埋式，其顶标高低于地层标高，以便沉箱出运，在沉箱拖运至地牛位置时，临时在其上铺钢板以方便气囊滚过。

(3)施工平面布置

预制场地共设有两条生产线，作业线中间为沉箱出运通道，每条生产线分别布置六个沉箱预制底模。出运通道在预制区为平坡段，预制区至出运码头共20m为斜坡段，用以调整预制区及出运码头前沿的高差，其斜率为6.7%。

(3) 沉箱出运顺序

沉箱出运顺序以沉箱安装顺序相一致，由西向东进行安装，故沉箱出运顺序为：由1#沉箱至25#沉箱出运。

(4) 沉箱出运施工方法

A 出运工艺流程

本工程的沉箱出运（陆域）至半潜驳（浮船坞），采用气囊出运工艺。具

B 准备工作

（1）先进行拆卸底模工作。最后检查沉箱底部及边角有无棱角突出，有则先清除。

（2）检查沉箱内腔是否有积水，若有积水超过10cm的，必须把水抽至低于10cm方能出运（避免重心受积水的影响无法控制）。

（3）对牵引系统中的卷扬机、钢丝绳、滑轮组、导向轮及其卸扣、绳卡等，逐项认真检查运转是否正常、转动是否灵活、钢丝绳是否缠绕（有气），并排除一切隐患。

（4）检查空压机运转是否正常，检查气囊充气各管件、阀门、压力表是否完好。

（5）清理通道上一切尖锐物、石头及障碍物，并对场地进行整平，高差不超过±2cm。

C 系沉箱围捆钢丝绳

用钢丝绳系好沉箱(围捆)，钢丝绳处于沉箱转角保护架上，所处位置在沉箱前趾高度以上，沉箱底模基础向上约1.2~1.6m左右处，钢丝绳与沉箱保护架接触处用方木隔开，调整钢丝绳长度至两侧相等，再连接牵引及溜尾钢丝绳。

D 摆气囊

每个气囊的轴线与移运方向垂直，沉箱底边用红漆标上气囊就位线，气囊露出沉箱两侧长度相等。

E 沉箱顶升

（1）系牵引及溜尾钢丝绳

将牵引和溜尾卷扬机动滑轮组与沉箱围捆钢丝绳系好，并启动卷扬机使各钢丝绳刚好处于受力状态，然后稍微放松。

（2）气囊初充气

初充：连接空气压缩机与气囊之间的气管，连接妥当后充气，对气囊充气时做到均匀、缓慢，每条气囊充气压力达到沉箱预定顶升初始压力值（横移：0.10MPa）时，停止充气。这时气囊与底模共同承受沉箱重量。

（3）气囊充气，将沉箱顶升至支垫高度

继续对气囊充气并对称、缓慢进行（由阀门控制），由于沉箱重心偏于沉箱纵轴线前沿方向约16cm，因此各气囊承载力将不一样，压力值也不一样，气囊充气压力值从沉箱前趾沿后壁方向递增，各气囊气压值必须现场试验确定。原则上要让沉箱下各气囊高度一致，并使沉箱处于直立状态，沉箱底面沟槽盖板完全脱离沟槽后进行支垫转换气囊。

F 沉箱横移

（1）从新充气使沉箱至运行高度、沉箱横移

检查与调整各气囊的压力值，使气囊高度一致。现场指挥（副指挥配合）检查各项准备工作无误后，下令启动牵引卷扬机组，拉紧牵引钢丝绳，沉箱处于移运临界状态时，暂停牵引，再次检查钢丝绳X紧程度，各滑轮组、导向轮

的转动是否灵活，气囊及沉箱平稳情况，同时启动溜尾卷扬机组，使溜尾钢丝绳稍处于松弛状态。当一切处于正常状态时，指挥员指令拉动沉箱缓慢向前移动。移运时，注意观察沉箱平稳和移动情况，同时注意气囊滚动和压力情况，通过调整气压使各气囊高度一致。运行中溜尾钢丝绳跟进，既不与牵引钢丝绳形成对拉，又能限制沉箱前倾。

（2）移运中气囊交替

当沉箱前移方向端部至第一根气囊囊咀中心1.8~2.2m（根据实际需要确定）时，摆进气囊并进行充气，注意充气时气囊一定要全部X开并达到一定的气压（一般为0.04MPa左右）后，再启动运行。

沉箱前进方向始终保持1~2根工作气囊。在牵引移动过程中，当出现沉箱走偏时，必须纠偏。当沉箱后面的气囊逐渐接近沉箱尾部（按移动方向）时，打开排气阀逐渐排气，最后快速放气（在气囊露出沉箱尾部一半之前），气囊放气过程中要尽量使沉箱处于直立状态。气囊放气完毕后将气囊搬运到沉箱前面预定位置备用，如此重复直到横移完成。

G横移--纵移衔接

沉箱横移过程注意调整气囊摆放距离，必要时在横移过程中逐步调整，以适应出运通道上横移--纵移转换处支垫的排距。并且尽量使各个气囊平行及有合适的支垫空间，以保证有足够支承面积和位置。

沉箱重心移到出运通道中轴线位附近时，暂时停止牵引，根据具体情况对沉箱位置做适当调整。将各气囊对称充气，顶升沉箱到离地面距离超过支垫高度（40cm）约5cm时，根据支垫要求放置枕木，支垫枕木布置完备后，气囊缓慢排气至沉箱平稳降落在支垫上，停止排气，观察地面无明显沉降后快速放气，抽出气囊。进入纵向移运准备工作。

H沉箱纵移

（1）支垫、摆气囊、系纵移钢绳

沉箱转换位置用枕木支垫完毕后，在支垫的间隙放进纵移气囊，由于沉箱重心与形心存在偏差，运行时尽量使沉箱保持直立。用气囊不对称摆放方法来达到此目的，经初步估算，纵移时沉箱前趾方向气囊向内缩进为30cm~45cm。将牵引和溜尾卷扬机动滑轮组与沉箱围捆钢丝绳系好，并启动卷扬机使各钢丝