一种应用于大型沉箱的顶升方法与流程

本发明涉及现场施工技术领域，特别是一种应用于大型沉箱的顶升方法。

背景技术：

目前国内重力式码头中沉箱的应用已非常普遍。沉箱在陆地预制场预制完成后，需通过码头移运至大型船舶，然后运至现场进行安装。其中沉箱的顶升至设计高度是施工的重难点。

目前，这类大型沉箱的顶升方法有两种：

一种施工工艺是通过千斤顶或注水胶囊顶升沉箱离开地面，此种顶升方式由于沉箱是坐落在台车上，因此对于顶升高度无要求，只需离开地面即可，目前出运的最大沉箱重量9000t，这种方式出运效率高，安全，但是前期预制场需建设轨道，地基处理要求高，还需使用专门的顶升移运台车，费用较高；

另一种施工工艺就是利用气囊将沉箱顶升至一定高度后支垫。再在沉箱下方穿插滚运气囊，沉箱坐落在滚运气囊上横移上船。国内之前采用气囊顶升、移运的沉箱最大重量记录为5600t，是在烟台港西港区防波堤二期工程中使用。

传统工艺顶升过程各个气囊压强是一样的，且是一次性将沉箱顶升至施工所需高度，一次性支垫即可完成。具体参照公开号为CN 103243729 A的《一种大型沉箱的顶升方法》，其中提到了A、在符合大型沉箱预制的预制场上根据所预制的沉箱的大小，铺设相应数量的扁平气囊，相邻扁平气囊间铺设铁制或木制模板垫平； B、预制沉箱，在扁平气囊以及垫块的表面预制沉箱； C、顶升，沉箱预制完成后，同时给扁平气囊充气，顶升15-25cm，沉箱脱离垫块，在沉箱的底部放置支撑装置； D、撤走扁平气囊，将扁平气囊放气后移走，完成预制沉箱的顶升。沉箱气囊顶升、出运工艺相对于前一种方法，不需要建设复杂的轨道，对地基处理要求低，但沉箱顶升的高度要大于后续施工穿插滚运气囊的高度，对于大型沉箱，其使用的同步顶升工艺在进行沉箱顶升时，顶升气囊压强大，制造超高压强囊费用较高，且施工时产生了较大的安全隐患，导致了该工艺顶升沉箱的重量较小，限制了该工艺的推广。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种应用于大型沉箱的顶升方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种应用于大型沉箱的顶升方法，包括以下步骤：

1）.铺设主气囊，在符合沉箱预制的预制场上根据所预制的沉箱的大小，在预定的沉箱下方位置处布置若干条气囊沟，并在气囊沟内铺设主气囊；

2）.初次顶升，对气囊沟内的主气囊充气，其中靠沉箱前侧的主气囊充气气压要比靠沉箱后侧的主气囊充气气压大，使沉箱前侧翘起；

3）.铺设前侧辅助气囊，在沉箱前侧与预制场之间的空隙处铺设辅助气囊，并对辅助气囊、主气囊充气；

4）.铺设前侧的垫层，在沉箱前侧与预制场之间的空隙处铺设垫层；

5）.二次顶升，继续对靠沉箱后侧气囊沟内的主气囊充气，并对靠沉箱前侧的主气囊、辅助气囊减压，使沉箱后侧翘起；

6）.铺设后侧辅助气囊，在沉箱后侧与预制场之间的空隙处铺设辅助气囊，并对靠沉箱后侧的辅助气囊、主气囊充气；

7）.铺设中间下侧辅助气囊，在沉箱中间下侧与预制场之间的空隙处铺设辅助气囊，并对靠沉箱中间处的辅助气囊、靠沉箱后侧的辅助气囊、主气囊充气；

8）.铺设后侧的垫层，在沉箱后侧与预制场之间的空隙处铺设垫层，其中沉箱后侧处的垫层比沉箱前侧处的垫层厚；

9）.平衡垫层，对靠沉箱中间处的辅助气囊、靠沉箱前侧的辅助气囊、主气囊充气，使沉箱前侧升起直至沉箱处于水平状态，对沉箱前侧处的垫层加厚，使沉箱前侧处的垫层与沉箱后侧处的垫层厚度相等；

10）.撤走气囊，把全部辅助气囊、主气囊放气。

作为一个优选项，所述步骤1）中，在主气囊上还铺设有导向保护盖板。

作为一个优选项，所述步骤2）中, 沉箱前侧翘起15～25cm, 所述步骤5）中, 沉箱后侧翘起28～40cm。

作为一个优选项，所述气囊沟为沿着左、右方向分布。

作为一个优选项，所述气囊沟的宽为1.1～2.0m，高20～30cm。

作为一个优选项，所述垫层为硬杂木制作的垫木。

作为一个优选项，所述步骤2）中，在铺设后侧的垫层前对后侧辅助气囊减压。

本发明的有益效果是：该顶升方法相对于原来传统的方法，通过各个气囊压强不一样且分多次将沉箱前后沿顶升到不同高度，过程中多次支垫的方式，不但可降低顶升气囊的压强，使得施工过程更安全，实用性强，而且可有效提高沉箱顶升高度，满足更大型沉箱的出运需求，有利于提高气囊出运沉箱的适用范围，可以迅速在全行业推广。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的流程示意图；

图2是本发明在铺设好主气囊时的俯视图；

图3是本发明在铺设好辅助气囊时的俯视图；

图4是本发明在抽走了主气囊、辅助气囊时的俯视图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中会涉及一些特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现，即所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。此外需要说明的是，下面描述中使用的词语“前侧”、“后侧”、“左侧”、“右侧”、“上侧”、“下侧”等指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，相关技术人员在对上述方向作简单、不需要创造性的调整不应理解为本申请保护范围以外的技术。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定实际保护范围。而为避免混淆本发明的目的，由于熟知的制造方法、控制程序、部件尺寸、材料成分、电路布局等的技术已经很容易理解，因此它们并未被详细描述。参照图1，一种应用于大型沉箱的顶升方法，包括以下步骤：

1）.铺设主气囊1，在符合沉箱2预制的预制场3上根据所预制的沉箱2的大小，在预定的沉箱2下方位置处布置若干条气囊沟4，并在气囊沟4内铺设主气囊1；

2）.初次顶升，对气囊沟4内的主气囊1充气，其中靠沉箱2前侧的主气囊1充气气压要比靠沉箱2后侧的主气囊1充气气压大，使沉箱2前侧翘起；

3）.铺设前侧辅助气囊5，在沉箱2前侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，并对辅助气囊5、主气囊1充气；

4）.铺设前侧的垫层6，在沉箱2前侧与预制场3之间的空隙处铺设垫层6；

5）.二次顶升，继续对靠沉箱2后侧气囊沟4内的主气囊1充气，并对靠沉箱2前侧的主气囊1、辅助气囊5减压，使沉箱2后侧翘起；

6）.铺设后侧辅助气囊，在沉箱2后侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，并对靠沉箱2后侧的辅助气囊5、主气囊1充气；

7）.铺设中间下侧辅助气囊5，在沉箱2中间下侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，并对靠沉箱2中间处的辅助气囊5、靠沉箱2后侧的辅助气囊5、主气囊1充气；

8）.铺设后侧的垫层6，在沉箱2后侧与预制场3之间的空隙处铺设垫层6，其中沉箱2后侧处的垫层6比沉箱2前侧处的垫层6厚；

9）.平衡垫层6，对靠沉箱2中间处的辅助气囊5、靠沉箱2前侧的辅助气囊5、主气囊1充气，使沉箱2前侧升起直至沉箱2处于水平状态，对沉箱2前侧处的垫层6加厚，使沉箱2前侧处的垫层6与沉箱2后侧处的垫层6厚度相等；

10）.撤走气囊，把全部辅助气囊5、主气囊1放气。

本工艺与传统工艺的最大区别在于本工艺顶升过程中各个气囊压强不一样，且分三次将沉箱前后沿顶升到不同高度，过程中三次支垫，最终完成沉箱顶升过程。其中所述气囊沟4为沿着左、右方向分布，所述气囊沟4的宽为1.1～2.0m，高20～30cm可以放置直径不超过1m的顶升气囊，便于气囊的布置和管理。

所述步骤1）中，在主气囊1上还铺设有导向保护盖板7，其中导向保护盖板7可保护主气囊1并引导主气囊1对沉箱2施力方向，保证沉箱2在顶升过程中受力均匀，保证过程平稳。所述步骤2）中, 沉箱2前侧翘起15～25cm, 所述步骤5中, 沉箱2后侧翘起28～40cm，保证顶升过程平稳。所述垫层6为硬杂木制作的垫木，例如采用硬杂木制作的尺寸为1m×24cm×14cm的垫木，支垫时双层垫木叠放。所述步骤2）中，在铺设后侧的垫层6前对后侧辅助气囊5减压并撤出，以方便铺设后侧处的垫层6。

另外的实施例1，参照图1，一种应用于大型沉箱的顶升方法，其中此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例包括以下步骤：

1）.铺设主气囊1，在符合沉箱2预制的预制场3上根据所预制的沉箱2的大小，在预定的沉箱2下方位置处布置四条气囊沟4，并在气囊沟4内铺设主气囊1和导向保护盖板7，每条气囊沟4宽1.5m，高25cm，主气囊1要求最大耐压能力为0.9MPa，充气设备主要采用稳定充气压强为0.8MPa的空压机和相应的储气罐，用橡胶软管连接气囊和充气设备，与气囊连接端的橡胶软管上有气压表，可以控制气囊气压；

2）.初次顶升，对气囊沟4内的主气囊1充气，其中靠沉箱2前侧的主气囊1充气气压要比靠沉箱2后侧的主气囊1充气气压大，使沉箱2前侧翘起,其中沉箱2前侧刚离开地面时，四条气囊沟4的主气囊1需要的顶升气囊压强分别为0.6MPa、0.6MPa、0.55MPa、0.5MPa，当沉箱2前侧刚离开地面10cm时，需要的顶升气囊压强分别为0.68MPa、0.65MPa、0.6MPa、0.5MPa；

3）.铺设前侧辅助气囊5，在沉箱2前侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，并对辅助气囊5、主气囊1充气，辅助气囊5要求最大耐压0.5MPa，数量需满足施工需要，当沉箱2前侧刚离开地面20cm时，四条气囊沟4的主气囊1需要的顶升气囊压强分别为0.65MPa、0.62MPa、0.55MPa、0.45MPa，辅助气囊5的压强为0.4MPa；

4）.铺设前侧的垫层6，在沉箱2前侧与预制场3之间的空隙处铺设垫层6；

5）.二次顶升，继续对靠沉箱2后侧气囊沟4内的主气囊1充气，并对靠沉箱2前侧的主气囊1、辅助气囊5减压，使沉箱2后侧翘起；

6）.铺设后侧辅助气囊，在沉箱2后侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，具体至沉箱2后侧离开地面8cm，斜插入超高压的辅助气囊5充气继续顶升，并对靠沉箱2后侧的辅助气囊5、主气囊1充气；

7）.铺设中间下侧辅助气囊5，在沉箱2中间下侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，具体沉箱2后侧离开地面20cm，在气囊沟4间穿入普通的辅助气囊5（囊头直径15cm）三组，并对靠沉箱2中间处的辅助气囊5、靠沉箱2后侧的辅助气囊5、主气囊1充气；

8）.铺设后侧的垫层6，在沉箱2后侧与预制场3之间的空隙处铺设垫层6，即沉箱2后侧离开地面34cm时撤除步骤5）中斜插入超高压的辅助气囊5，沉箱2后侧穿入二层垫木作为垫层6，垫木位置应避开下一步滚运气囊位置，其中沉箱2后侧处的垫层6比沉箱2前侧处的垫层6厚，沉箱2后侧离开地面8cm，四条气囊沟4的主气囊1需要的顶升气囊压强分别为0.7MPa、0.72MPa、0.72MPa、0.72MPa，沉箱2后侧离开地面22cm时，四条气囊沟4的主气囊1需要的顶升气囊压强分别为0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.7MPa，辅助气囊5气压分别为0，0.4 MPa，沉箱2后侧离开地面34cm时，四条气囊沟4的主气囊1需要的顶升气囊压强分别为0.5MPa、0.6MPa、0.63MPa、0.65MPa，辅助气囊5的压强分别为0、0、0.3MPa、0.3MPa、0.3MPa；

9）.平衡垫层6，沉箱2前侧离开地面30cm，对靠沉箱2中间处的辅助气囊5、靠沉箱2前侧的辅助气囊5、主气囊1充气，使沉箱2前侧升起直至沉箱2处于水平状态，对沉箱2前侧处的垫层6加厚，使沉箱2前侧处的垫层6与沉箱2后侧处的垫层6厚度相等，垫层6采用硬杂木制作的尺寸为1m*24cm*14cm的垫木，以后墙端支垫的两层垫木组成的垫层6作为沉箱支点。沉箱2后侧顶升气囊减压，沉箱2前侧顶升气囊加压，辅助气囊5分别加压至0.40 MPa、3MPa、0.3MPa、0.3MPa，至沉箱2前侧离开地面30cm，放入第二层垫木；

10）.撤走气囊，当确认地面沉降不明显时，全部辅助气囊5、主气囊1放气，并把辅助气囊5撤走，导向保护盖板7回位，主气囊1回落至气囊沟4内。

另外的实施例2，参照图1，一种应用于大型沉箱的顶升方法，包括以下步骤：

1）.铺设主气囊1，在符合沉箱2预制的预制场3上根据所预制的沉箱2的大小，在预定的沉箱2下方位置处布置四条气囊沟4，气囊沟4的宽为1.1m，高20cm，并在气囊沟4内铺设主气囊1；

2）.初次顶升，对气囊沟4内的主气囊1充气，其中靠沉箱2前侧的主气囊1充气气压要比靠沉箱2后侧的主气囊1充气气压大，使沉箱2前侧翘起15cm；

3）.铺设前侧辅助气囊5，在沉箱2前侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，并对辅助气囊5、主气囊1充气；

4）.铺设前侧的垫层6，在沉箱2前侧与预制场3之间的空隙处铺设垫层6；

5）.二次顶升，继续对靠沉箱2后侧气囊沟4内的主气囊1充气，并对靠沉箱2前侧的主气囊1、辅助气囊5减压，使沉箱2后侧翘起28cm；

6）.铺设后侧辅助气囊，在沉箱2后侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，并对靠沉箱2后侧的辅助气囊5、主气囊1充气；

7）.铺设中间下侧辅助气囊5，在沉箱2中间下侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，并对靠沉箱2中间处的辅助气囊5、靠沉箱2后侧的辅助气囊5、主气囊1充气；

8）.铺设后侧的垫层6，在沉箱2后侧与预制场3之间的空隙处铺设垫层6，其中沉箱2后侧处的垫层6比沉箱2前侧处的垫层6厚；

9）.平衡垫层6，对靠沉箱2中间处的辅助气囊5、靠沉箱2前侧的辅助气囊5、主气囊1充气，使沉箱2前侧升起直至沉箱2处于水平状态，对沉箱2前侧处的垫层6加厚，使沉箱2前侧处的垫层6与沉箱2后侧处的垫层6厚度相等；

10）.撤走气囊，把全部辅助气囊5、主气囊1放气。

另外的实施例3参照图1，一种应用于大型沉箱的顶升方法，包括以下步骤：

1）.铺设主气囊1，在符合沉箱2预制的预制场3上根据所预制的沉箱2的大小，在预定的沉箱2下方位置处布置四条气囊沟4，气囊沟4的宽为2.0m，高30cm，并在气囊沟4内铺设主气囊1；

2）.初次顶升，对气囊沟4内的主气囊1充气，其中靠沉箱2前侧的主气囊1充气气压要比靠沉箱2后侧的主气囊1充气气压大，使沉箱2前侧翘起25cm；

3）.铺设前侧辅助气囊5，在沉箱2前侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，并对辅助气囊5、主气囊1充气；

4）.铺设前侧的垫层6，在沉箱2前侧与预制场3之间的空隙处铺设垫层6；

5）.二次顶升，继续对靠沉箱2后侧气囊沟4内的主气囊1充气，并对靠沉箱2前侧的主气囊1、辅助气囊5减压，使沉箱2后侧翘起40cm；

6）.铺设后侧辅助气囊，在沉箱2后侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，并对靠沉箱2后侧的辅助气囊5、主气囊1充气；

7）.铺设中间下侧辅助气囊5，在沉箱2中间下侧与预制场3之间的空隙处铺设辅助气囊5，并对靠沉箱2中间处的辅助气囊5、靠沉箱2后侧的辅助气囊5、主气囊1充气；

8）.铺设后侧的垫层6，在沉箱2后侧与预制场3之间的空隙处铺设垫层6，其中沉箱2后侧处的垫层6比沉箱2前侧处的垫层6厚；

9）.平衡垫层6，对靠沉箱2中间处的辅助气囊5、靠沉箱2前侧的辅助气囊5、主气囊1充气，使沉箱2前侧升起直至沉箱2处于水平状态，对沉箱2前侧处的垫层6加厚，使沉箱2前侧处的垫层6与沉箱2后侧处的垫层6厚度相等；

10）.撤走气囊，把全部辅助气囊5、主气囊1放气。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。