半潜驳出运沉箱应用研究

摘  要：沉箱出运采用气囊搬运重件工法出运，其本质是在沉箱的下面放置特制橡胶气囊，通过充气加压顶升沉箱，再在需移动的方向上使用卷扬机及滑轮组给沉箱施加足够的牵引力，在牵引力作用下沉箱对气囊产生摩擦力从而使气囊产生滚动，使之与沉箱共同向前移动。在沉箱前进的方向上，操作人员要及时跟进气囊的铺设与充气。基于此，在总结气囊出运沉箱施工工艺的基础上，进一步规范气囊出运沉箱的施工工艺，保证工程质量，同时指导施工和监控管理。

关键词：半潜驳撘驳;上驳水位;沉箱支垫;半潜驳离泊

中图分类号：U655    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）12-0000-00

1工艺流程

半潜驳搭驳→沉箱上驳→沉箱支垫→半潜驳离泊。

2上驳平面布置

半潜驳通过出运码头前沿的搭接段与出运码头相连，在船尾抛设八字尾锚定，在船头设两条锚缆，系在出运码头埋设好的两边地锚上，通过收紧锚缆即可将半潜驳固定位置，调整两边锚缆可对半潜驳的位置进行微调。沉箱上驳时，牵引卷扬机采用船尾两台卷扬机提供动力，通过滑轮组进行牵引。

3沉箱搭驳潮位验算

（1）“四航广州号”半潜驳可搭驳水位 0.9m。即潮位达到+0.9m时半潜驳可以开始搭驳。当本地潮位达到+0.9m时，半潜驳携带残留水（不能排除），半潜驳靠近出运码头，将搭接板跨上码头搭接钢轨，半潜驳中心线对准上圬构件的圆心，开始加水压载，保持搭接板自由地搁置在钢轨上。此时抓紧搬运气囊上圬，安放码头与半潜驳搭接板的连接钢板，连接“四航广州号”半潜驳与沉箱的牵引。

当本地潮位达到搭接码头水位时，半潜驳靠紧码头，通过调节压载水，使半潜驳左右基本相平，船艉高于船艏不超过30cm。

半潜驳可搭驳水位与离驳潮位的计算是根据出运结构来计算的。如果所选半潜驳搭接甲板高度小于0.9m，按以上计算进行搭驳、离驳即可，如果搭接甲板超多0.9m，则超过多少，需要增加多少米潮位。

（2）“海洋石油262”半潜驳可搭驳水位：所提供的资料没有空载吃水深度，空载吃水深度，按满载吃水深度减去排水高度为2.7米。

H=4.1-（5.8-2.7）+0.2+（1.05-0.9）（半潜驳搭接甲板与出运码头面的高差）=1.35m

即潮位达到+1.35m时半潜驳可以开始搭驳。

沉箱离驳潮位：

H=4.1-（5.8-2.7-G沉箱/（57.5*40））+0.2（预留高0.2m水位）+（1.05-0.9）

=4.1-（5.8-2.7-2385/（57.5*40））+0.2+（1.05-0.9）

=2.35m

当本地潮位达到+1.2m时，半潜驳携带残留水（不能排除），半潜驳靠近出运码头，将搭接板跨上码头搭接钢轨，半潜驳中心线对准上圬构件的圆心，开始加水压载，保持搭接板自由地搁置在钢轨上。此时抓紧搬运气囊上驳，安放码头与半潜驳搭接板的连接钢板，连接“海洋石油262”半潜驳沉箱的牵引。

当本地潮位达到搭接码头水位时，半潜驳靠紧码头，通过调节压载水，使半潜驳左右基本相平，船艉高于船艏不超过30cm。

4半潜驳压载水调节计算：

根据力平衡原理：G船+G水+G沉箱=F浮+T反

沉箱上船过程中，只有船体自身重力G船不变，F浮力根据船体吃水高度改变，G沉箱随着上船气囊增多改变，G水通过操作人员控制船体平行而调整压载水的改变，T反则由于G船、F浮、G沉箱、G水的變化而变化。

以船体中心为原点，作力矩受力分析，根据力矩平衡原理：

G前仓×L前仓+G沉箱×L沉箱= R反力×L反力+G后仓×L后仓

式中：G船、L船可由船体中心与T反距离确定，L水可由各压载舱中心与T反距离确定，L沉箱可由沉箱进入船甲板距离确定。

根据资料可知，受力平衡公式①G船+G水+G沉箱=F浮+R反

力矩平衡公式②G船×L船+G沉箱×L沉箱+G水×L水= F浮×L船

其中：G船为半潜驳自重;G水为半潜驳压载水重量，根据沉箱上船程度进行调节; G沉箱为沉箱作用在半潜驳上的重量，根据沉箱行走气囊条数来判断，当气囊全部行走至半潜驳上时，沉箱重量即全部作用在半潜驳上;F浮为半潜驳受到的浮力。R反为出运码头对半潜驳搭接端的作用反力;L船为船中心到出运码头搭接端接触点距离;L箱为沉箱对半潜驳作用力中心线至出运码头搭接端接触点距离;L水为半潜驳压载水中心至出运码头搭接端接触点距离;现就广州号轮和海洋石油262轮上驳水位及半潜驳压水控制进行对比，如表1和表2所示。

5沉箱上驳

启动半潜驳上的牵引系统，按潮位和船舱压载水要求牵引沉箱上驳，当沉箱底部的第一排气囊上到半潜驳上时，半潜驳前舱开始排水，后舱加水，沉箱进驳过程以船艉不高于艏30cm进行控制，直到沉箱到达半潜驳中心处，沉箱距离中心偏差前后不超过0.2m，左右不超过0.2m，如图1所示。

沉箱上驳过程中应同时带好后遛钢丝绳①和②，在沉箱前移上驳过程中，同时慢慢松后遛钢丝绳①和②，并保证后遛钢丝绳①和②持续受力，后遛钢丝绳①和②不得处于松弛状态，半潜驳的卷扬机牵引钢丝绳③和④带动沉箱缓慢前移。在沉箱牵引到码头上驳前时，观测下沉箱与半潜驳各自中心线是否对齐，如未对齐，应通过调整沉箱走向或绞、松半潜驳锚缆，使半潜驳左右摆动，使之与沉箱对齐，且偏差不超过0.2m。对齐后，半潜驳的卷扬机牵引钢丝绳③和④带动沉箱缓慢前移，直至沉箱完全上驳，中心偏差前后不超过0.2m。

沉箱上驳过程需严格计算潮位控制表，必须在确保潮位足够的情况下才能行走气囊，若潮水涨速较慢，必须等待潮水上涨到位后才能继续行走。

6沉箱支垫

沉箱牵引到半潜驳中心位置后，采用0.16×0.22×1.25m的枕木做两层支垫，所有枕木必须伸入沉箱耻部35cm以内以垫住沉箱墙身。支垫采用两步：首先，在气囊空档处用枕木垫满底座，再将构件前排和后排的气囊放气，抽出气囊，（此时剩余气囊气压增至0.168Mpa），增加支垫再次垫满底座，全部气囊放气，将构件坐落在枕木上，解除牵引后溜系统。

7半潜驳离开码头

沉箱全部进入半潜驳且中心就位后，当水位达到计算的离泊水位后（考虑与搭驳平台之间的调节，已预留高0.2m水位），调节半潜驳搭接端高于出运码头，与搭接平台完全脱离后，松开缆绳，移船起锚，使半潜驳退出码头2m以外，保证退潮时，半潜驳的搭接板不搁在出运码头上。

8收尾

（1）回收气囊到坡顶上检查维护，准备下个沉箱的出运。（2）将空压机、供气管、充气嘴移到出运通道坡顶做保养维护。（3）收好各个钢丝绳、滑轮组，维护保养卷扬机。

收稿日期：2020-10-15

作者简介：杨玉强（1974—），男，辽宁大连人，研究生，工程师，研究方向：港航施工。