《重力式码头沉箱气囊搬运技术规范》

ICS03.220.40

CCSR45T/JSAS

团体标准

T/JSASxxx—2023

重力式码头沉箱气囊搬运技术规范

Technicalspecificationformovinggravitydocksbycassionairbags

2023-XX-XX发布2023-XX-XX实施

江苏省标准化协会发布

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I

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重力式码头沉箱气囊搬运技术规范

1范围

本文件规定了重力式码头沉箱气囊搬运的技术施工规范的原材、性能要求、试验方法、施工、环境

安全和监测与检测的要求。

本文件适用于重力式码头沉箱气囊搬运的施工和质量检验。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T5972起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废

GB/T24811.1起重机和起重机械钢丝绳选择第1部分：总则

GB/T24811.2起重机和起重机械钢丝绳选择第2部分：流动式起重机利用系数

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

重力式码头gravitywharf

以结构本身和填料的重力保持稳定的码头。

3.2

沉箱caisson

为组成重力式码头、防波堤、护岸等工程的墙身结构，预先制作顶部开口、内设隔墙、可漂浮、注

水下沉的钢筋混凝土箱体。

3.3

搬运transport

沉箱借助其下面的气囊滚动而实现的水平移动。

3.4

气囊airbag

由气囊体、气囊头、气囊嘴三部分组成，气囊体是气囊的圆柱体部分；装在气囊两端，用于充气和

放气的嘴称为气囊嘴；气囊体两端与气囊嘴连接的锥形部分称为气囊头，气囊结构见附录A。

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3.5

工作高度(H)Workingheight(H)

气囊负荷后的高度。

3.6

承载面长度(L。)Lengthofbearingsurface(L.)

气囊负荷后垂直于搬运方向的与沉箱底面接触的轴向长度。

3.7

有效长度(LD)Effectivelength(LD)

气囊囊体直径为D的长度。

3.8

承载面宽度(B)Widthofbearingsurface(B)

气囊负荷后与沉箱底面接触的径向宽度。

4设备与设施

4.1气囊

4.1.1应根据搬运沉箱的质量和外形尺寸并经计算后，选择气囊类型和气囊直径。

4.1.2气囊长度应根据搬运沉箱的平面尺寸及气囊直径，按下式计算：

L=L0+2×0.866D(4.1.2.1)

式中L—气囊长度(m)；

L0—气囊有效长度(m),根据沉箱底宽尺寸确定,一般取L0等于沉箱底宽；

D—气囊的直径(m)。

4.1.3气囊的实际工作气压应符合下式要求：

Pe'≤Pe(4.1.3.1)

式中Pe'—气囊实际工作气压(MPa)；

Pe—气囊允许工作气压(MPa)。

4.1.4气囊的实际工作气压应按下列公式计算：

Pe'=(4.1.4.1)

B=π(D-H)/2(4.1.4.2)

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式中K—气囊受力不均匀系数，当N＜6时取1.5，N≥6时取1.2；

G—沉箱自重力(N)；

N—单个搬运沉箱下的气囊数量(个)；

L0—气囊承载面长度(见4.1.2.1)；

B—气囊承载面宽度(mm)，按4.1.3.2计算；

H—气囊工作高度(mm)。

4.2卷扬机

4.2.1卷扬机的额定牵引力、钢丝绳的牵引速度卷筒容绳量和卷扬机配备的数量应能确保沉箱安全、高

效地进行搬运。

4.2.2宜选用慢速卷扬机。

4.2.3搬运沉箱的最大牵引力上坡时按公式4.2.3.1,对计算；下坡时按公式4.2.3.2计算。

Fc=k1k2(Gsinα+Gfcosα+mv/t)/cosβcosγ(4.2.3.1)

Fc=k1k2(-Gsinα+Gfcosα+mv/t)/cosβcosγ(4.2.3.2)

式中Fc—搬运沉箱的最大牵引力(N)；

M—沉箱质量(kg)；

G—沉箱自重力(N)；

F—气囊滚动阻力系数，当气囊的工作高度为气囊直径的40%〜50%时，一般取f=0.05；当气囊的

工作高度小于气囊直径的40%时，f值应另行确定；

V—沉箱移动速度(m/s),一般宜取v≤0.0117(m/s)；

t—起动时间（从0至设计沉箱移动速度），一般取t=1.2〜2.0s；

k1—钢丝绳受力不均匀系数，一般取k1=1.1〜1.2；

k2—安全系数，一般取k2=1.1〜1.2；

α—纵移通道面与水平面的夹角(°)；

β—钢丝绳与沉箱搬运方向水平夹角(°)；

γ—钢丝绳与水平面的竖向夹角(°)。

4.3钢丝绳

4.3.1钢丝绳的型号、规格和数量应根据沉箱的重量和气囊搬运沉箱的工艺要求进行设计和配置。

4.3.2卷扬机用钢丝绳的选用应符合GB/T24811.1、GB/T24811.2要求，并有产品检验合格证。

4.3.3钢丝绳的安全系数应不小于5。

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4.4滑轮及锚碇

4.4.1滑轮的规格和质量应符合设计要求。

4.4.2滑轮组中的滑轮应平衡钢丝绳分支拉力。

4.4.3滑轮组的定滑轮与动滑轮的最小距离应不小于2m。

4.4.4滑轮绳槽尺寸应能保证钢丝绳顺利绕过，绳槽应光洁平滑，不应有损伤钢丝绳的缺陷。

4.4.5滑轮应有防止钢丝绳跳出轮槽的装置。

4.4.6锚碇装置的配置应根据搬运沉箱的最大牵引力进行设计，并符合设计要求。

4.4.7锚碇

4.4.7.1分为地笼和圆钢锚环。地笼宜采用卧式或混凝土地笼；在坚硬的岩石地区，可采用植筋的方法

埋设圆钢锚环。

4.4.7.2对无挡卧的卧式地笼，抗拔稳定系数应大于3；对有挡卧的卧式地笼，抗拔稳定系数应大于2；

混凝土地笼的稳定系数应大于1.5。

4.4.7.3圆钢锚环钢材牌号应不低于Q235钢材，其直径应根据计算确定。圆钢锚环埋设方向应与拉力

方向一致；弯曲部分需用钢筋或钢板加强；埋入岩石内的锚固长度应不小于30倍圆钢直径，并按相应

规范规定的粘结力进行验算。

4.5充气设施

4.5.1应根据气囊的总容量和充气所需时间及气压要求，并考虑沉箱搬运的路程和场地的布置选择空气

压缩机、管线、连接接头。宜用低压、大排气量的空气压缩机。

4.5.2空气压缩机储气罐容量宜不小于10m³，并安装限压阀。

4.5.3多条气囊同时工作时应设置分配阀箱，使各气囊同时充气。

4.5.4气囊搬运重要的沉箱时可考虑两套各自独立充气设施。

4.6运输船舶

4.6.1沉箱在半潜驳上的移动路线和存放位置应符合半潜驳的设计要求。

4.6.2沉箱上半潜驳时，应根据半潜驳受力情况进行相应各舱的平衡水调节。沉箱上半潜驳后，应严格

控制沉箱的移动速度，确保半潜驳的纵向与横向的基本平衡。沉箱上驳的全过程船艏甲板面的标高不应

低于船艉甲板面的标高。

4.6.3半潜驳甲板的承载力要满足沉箱搬运和存放要求。

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5搬运施工

5.1搬运工艺流程

搬运工艺流程见图1。

图1搬运工艺流程

5.2搬运工艺布置

5.2.1当釆用卷扬机牵引方式搬运沉箱时，需配置卷扬机、卷扬机固定架、滑轮组、导向滑轮、锚碇、

牵缆、溜缆、钢丝绳等。当采用其他牵引方式搬运沉箱时，搬运工艺应另行设计。

5.2.2卷扬机的布置应根据所搬运沉箱的重量和搬运场地的情况进行卷扬机型号选择和位置的布置。

5.2.3导向滑轮和锚碇应根据搬运场地和制定的搬运工艺情况进行布置。

5.2.4溜缆装置应与牵缆装置布置于同—轴线上，并应考虑搬运通道坡度的影响。

5.2.5充气设施的布置应考虑搬运场地及充气管路的气压损失。

5.3检查阶段

5.3.1气囊

5.3.1.1有下列情形之一时，应进行现场检验：

a)新型气囊使用前；

b)气囊储存和使用超过一年或储存超过2年，橡胶及气囊表面有龟裂现象；

c)气囊搬运沉箱的工艺改变时；

d)批量沉箱开始搬运前；

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e)形状特殊的沉箱搬运前；

f)当企业技术部门或安全部门提出检验要求时；

g)国家质量安全监督检验部门提出检验要求时。

5.3.1.2现场检验应符合规定，检验比例100%,检查项目和技术要求见附录B，每个气囊按要求作记录。

5.3.1.3气囊的滚动间距除应满足受力要求外，其净距Sj应不小于0.5m,并大于支垫物的宽度要求，

以防止滚动时产生压叠和保证支垫物的布设操作。

5.3.2卷扬机

5.3.2.1卷扬机应设置在平整之处。卷扬机底架与地基基础应用预埋螺栓固接，或整体与锚碇牢固连

接，并应符合使用说明书的规定。卷扬机与沉箱之间不应有可能发生危险或影响钢丝绳寿命的障碍物。

5.3.2.2牵引力作用于沉箱的高度位置一般宜与卷扬机机架等高。

5.3.3钢丝绳

5.3.3.1沉箱搬运前应对钢丝绳进行检查，检查方式为目测检查。

5.3.3.2钢丝绳检查项目见附录C。

5.3.4充气设施

5.3.4.1为防止重型沉箱上半潜驳时充气设施由于故障引发安全事故,所以气囊搬运重型沉箱时可考

虑两套各自独立的充气设施。

5.3.5场地

5.3.5.1重型沉箱搬运前应再次检查重型沉箱底部有无可能使气囊受损或影响气囊滚动的杂物存在。

如有，应当及时清除后再进行搬运作业。

5.3.5.2重型沉箱搬运前应在沉箱行进路线上做好标记，明确行进区域和就位区域。

5.3.5.3应在搬运施工区域外围布置警戒绳和警示牌，防止无关人员误入，避免事故发生。

5.4搬运阶段

5.4.1沉箱达到或超过设计强度的80%时可进行顶升作业。

5.4.2在沉箱侧面应按搬运工艺设计要求标识各气囊及支垫的中心位置。

5.4.3在各项准备工作完成并经检査确认安全后，方可开始沉箱的搬运。且应同时启动牵缆钢丝绳和

溜缆保护钢丝绳，保证各卷扬机的同步。

5.4.4沉箱搬运至预定的存放场地后，在沉箱底部应摆好支垫物，均匀地将各气囊放气，使沉箱平稳

坐落在支垫物上。支垫物的摆放位置应与气囊位置相互错开，同时需考虑沉箱纵、横移时垂直方向气囊

摆放位置的需要。

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5.4.5沉箱的支垫物应通过设计计算确定。

5.4.6采用半潜驳出运时，还应执行以下规定：

a）选择合适的潮位使半潜驳与专用的沉箱出运码头对接就位；

b）半潜驳与岀运码头对位后缆绳应带紧。气囊搬运沉箱上驳的各项准备工作应充分；

c）搬运沉箱上驳时适时调节半潜驳平衡仓水，保证搬运过程船体的横倾和纵倾满足要求；

d）选择合适的潮位使半潜驳脱离码头。

5.4.7搬运工艺设计应根据当地的潮汐情况、重型沉箱的搬运速度、半潜驳的性能等确定半潜驳与出

运码头对接和脱离码头的工作潮位。

a）一般选择潮水在上涨过程达到平均潮位时移驳就位。半潜驳位置准确后开始注水使半潜驳尾部

的船艉搁板压稳在专用码头的横梁上。选择在涨潮过程上驳是为了半潜驳在重型沉箱上驳后能利用潮位

上涨时安全离开码头。

b）半潜驳与码头对接就位完成后按第5.4.3条的方法使重型沉箱平移至半潜驳。在重型沉箱上驳

过程中，可根据当日的潮位上涨的速度等情况适当排去半潜驳船艉的平衡水

c）重型沉箱搬运上驳并到达指定位置后,按第5.4.4条的方法使重型沉箱坐落在支垫物上。当确认

重型沉箱稳定没问题后，要依靠潮水上涨和半潜驳艉部的压载平衡水排出的方法尽快使半潜驳的船艉浮

起脱离码头。当半潜驳艉部脱离码头后,启动半潜驳船上的锚机将半潜驳绞离码头，并将半潜驳甲板面

的纵倾、横倾调平。

5.5就位阶段

5.5.1气囊放气

5.5.1.1沉箱搬运至预定的存放场地后，在沉箱底部应摆好支垫物，并检查支垫物的平整性。

5.5.1.2气囊放气时，两名工人从中间向两端打开阀门至全开，严禁回头。

5.5.1.3应均匀地将各气囊放气，使沉箱平稳坐落在支垫物上。

5.5.2回收、整理气囊

5.5.2.1气囊短距离运输时，自然状态应釆用吊运、抬运等方式；充气状态时可采用滚动方式，严禁在

地上拖移；长途运输时，应规则堆放并固定好。

5.5.2.2气囊较长时间不用时，应洗净凉干后外涂滑石粉，充气5%伸展平放，放置在干燥、阴凉处；

不应与酸、碱、油脂、有机溶剂接触，不应折叠堆放或重压。

5.5.2.3若气囊有破损，但气囊橡胶表面无龟裂、发粘，帘布无松动时可进行修补。

5.5.2.4破损气囊的修补应由生产厂家的专业人员进行。

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5.5.2.5修补后的气囊使用前，应进行气囊检验，检验结果应符合附录B的技术要求，并作好记录。

5.5.2.6气囊使用单位应建立气囊管理台账，准确记录气囊釆购、使用、损伤和修补等情况。

5.5.2.7当出现下列情况之一时，气囊应予以报废：

a）破损的气囊不能满足修补条件的；

b）长久不用或修补后的气囊，经进行现场检验，确认不符合技术要求的；

c）当气囊的存放年限超过厂家规定存放期限的。

6人员要求

6.1气囊搬运沉箱施工全过程应有持证安全员全过程监管。

6.2参与气囊搬运沉箱施工的所有施工人员应进行安全技术教育培训，考核合格后方可上岗。

6.3参与气囊搬运沉箱施工的特种作业人员应取得相应资质。

7环境与安全

7.1环境保护

7.1.1实行环保目标责任制。

7.1.2加强检查和监控工作。

7.1.3对要保护和改善的施工现场环境，进行综合治理。

7.1.4应严格执行国家的法律、法规。

7.1.5制定有效措施防止污染。

7.2安全

7.2.1气囊采购应选择有相应资质的生产厂家，同时要认真核查气囊生产厂家提交的生产许可证及营业

执照。

7.2.2承担气囊搬运沉箱施工的施工单位应取得国家规定的资质要求。

7.2.3气囊搬运沉箱的施工单位在施工前应组织施工人员了解气囊的使用性能、学习并掌握各工序的

操作方法。

7.2.4卷扬机操纵件的设置

7.2.4.1常规作业使用的操作件，应安装在司机操作方便的地方。

7.2.4.2操作件操作位置的设置应确保司机安全。

7.2.5卷扬机安全保护装置

7.2.5.1卷扬机上外露运动件应设防护罩。

7.2.5.2露天工作的卷扬机应设置防雨棚，防雨棚设置应不影响司机的操作。

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7.2.6夜间工作时，卷扬机司机操纵位置和搬运范围应有良好的照明。

7.2.7卷扬机配置的开关箱内应装设在紧急情况下能迅速切断总控制电源的紧急断电开关，电箱应安

放在便于操作人员控制的位置。

7.2.8卷扬机使用及操作

7.2.8.1司机应由经过培训并通过考核的人员担任。

7.2.8.2开机前应先检查制动器性能、钢丝绳接头、各紧固件及机体安装情况，发现不正常情况立即

排除。

7.2.8.3工作中突然断电时，应将控制器手柄或按钮置于零位。

7.2.8.4操作应按指挥信号进行。

7.2.8.5工作后钢丝绳应处于放松状态，并切断电源和封闭电源开关。

7.2.9钢丝绳的检验应符合GB/T5972规定，不应有绳芯外露、腐蚀、扭结和断丝或有明显变形等缺陷。

钢丝绳不应接长使用。

7.2.10钢丝绳的维护保养

7.2.10.1应釆取措施防止钢丝绳由于损伤、腐蚀或其他物理、化学条件造成的性能降低。

7.2.10.2安装钢丝绳时，应采取措施防止钢丝绳扭结、弯折和乱绳。应尽量避免钢丝绳在砂地被砂砾

过多地划、磨和沾粘，防止钢丝绳使用时受到意外损坏。

7.2.10.3钢丝绳应保持良好的润滑状态。

7.2.11压力表应经进行定期检定和校正，合格后方可使用。发现不合格或损坏应立即更换。气囊头的

压紧螺栓、堵头等固件应紧固。

7.2.12充气气囊应在规定的允许工作气压范围内使用。

7.2.13沉箱顶升后，严禁操作人员进入沉箱底部。

7.2.14沉箱搬运过程中应按要求停车填入气囊。若沉箱在较长时间里需要停顿，应放入支垫物，同时

采取放气措施适当降低气囊的气压。

7.2.15在气囊进行充放气操作时，操作者应带防护眼镜，严禁正面对着气囊头操作，充气嘴正对方向

禁止站人，必要时在气囊头尾两侧安装防护板。

7.2.16上驳后的沉箱应按技术交底指定的位置搁置并加固。

7.2.17沉箱上驳搬运至指定位置后，应再次进行平衡水的调节，并使船体满足横倾角度不应大于

0.5°、纵倾角度不应大于1°的规定。

7.2.18半潜驳应根据技术安全交底的水位搭靠或离开码头。沉箱搬运上半潜驳至指定摆放位置，以及

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半潜驳绞离出运码头的整个过程应在水位上涨过程中完成。其间应严格控制各工序的时间，保证整个过

程在潮水高平潮前1h完成。严禁在落潮时进行沉箱的上驳或上岸作业。

7.2.19沉箱上驳前，预制场及运输船舶应及时收听并准确掌握气象、水文情况。如遇有大风来袭的预

报时，应调整上驳的时间计划。

7.2.20沉箱场内搬运和装卸驳时应指定专人负责现场指挥。指挥信号要统一、明确，设备应有专人操

作，相关人员配备对讲机。应在现场通信联络得到保证后方可开始作业。

7.2.21沉箱上驳后，船上人员应实行24h不间断值班，随时注意船舶动态，遇有情况及时处置并报告。

7.2.22沉箱搬运施工现场周围应配备明显的警示标志，在搬运时应对无关人员提出警示并监督其撤

离施工区域。

7.2.23合理布置船舶甲板及其他工作平台，做好设备安放和物资归置。

7.2.24起重作业应专职专人，不应违章操作；指挥人员应持证上岗，不应随意指挥、违章指挥。

7.2.25在船人员不应喝酒，不应穿拖鞋，工作时应佩带安全帽，穿救生衣、防滑鞋。

7.2.26无关人员在船舶系缆及移船绞锚缆时须远离缆绳，防止缆绳伤及自身。

7.2.27非操作人员不准随意触碰锚机、吊机和振动锤等控制系统。

7.2.28施工期间，指派专人收听当地气象预报，大风前及时将气象预报转报各施工船舶做好防风准备

工作。

7.2.29加强船舶警戒瞭望工作，确保施工船舶安全施工。

7.2.30乘坐交通船应穿好救生衣，服从交通船管理，待船挺住靠稳后方可有秩序上下船。

附录A

（规范性）

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气囊的结构型式

气囊体呈圆柱形，气囊头呈圆锥形，结构型式见图A.0.1

图A.0.1

1—气囊嘴2—气囊头3—气囊体

D—直径L—长度LD—有效长度

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附录B

(规范性)

气囊现场检验的项目和技术要求

表B.1气囊现场检验的项目和技术要求

表B.1气囊现场检验的项目和技术要求

序号检验项目技术要求检验方法

直径±3%

1尺寸偏差

长度±3%

用钢尺测量

2弹性变形量用1.2Pe作试验压力时，直径增量不大于5%。

3气密性充气气压达到1.2Pe后保持lh，压降不大于2%。用压力表测量

线形光顺，无裂纹及气泡、重皮、混入杂质及明显的污垢

4外观要求目测检査

和其他缺陷。

气囊空载充气，在气压达到1.3Pe后保持l0min，气压下