摘 要：本文介绍了气囊助浮技术的主要原理是利用气囊充气后所具有的浮力、将气囊助浮和传统助浮工具以钢浮筒为例进行了分析比较得出气囊助浮技术的多项优点，简介了搬运沉箱的助浮设计要点和气囊助浮搬运沉箱的工艺流程及其注意事项等内容，并展望了气囊助浮的应用领域前景。
关键词：气囊助浮；沉箱；搬运
中图分类号：U653 文献标识码：A
1 概述
我国港口建设逐渐扩大规模，立足于向深水化发展，一般沉箱的下水分为船坞进水自浮、滑道下水和利用半潜驳，但大型重力式码头的单个沉箱可达千吨以上，致使沉箱等重型构件的搬运成为难题。若使用已有的码头前沿预制，其大型起重设备储运、安装的工艺已不适应工程施工的需要，而使用滑道下水等方法又受到投资成本、场地等的限制，比如滑道末端有效水深只可溜放吃水深度在13m内的沉箱，若超过13m，则无法满足沉箱吃水要求。鉴于此种情况下，为了突破大型沉箱运输的技术难题，提高市场竞争力，国内外已有的实践经验表明，运用气囊助浮搬运沉箱的技术切实可行，利用气囊助浮可以减小吃水深度，满足运输要求，从而解决大型沉箱运输的难题。
2 气囊助浮搬运沉箱技术
气囊助浮搬运沉箱技术是利用气囊充气可产生较大的浮力，将其捆绑在沉箱上的专用吊鼻上，可以产生与钢浮筒等其他助浮用具相同的助浮效果。气囊较轻，可以人工搬运，安装方便，而将沉箱助浮完成后，直接拉出销子即可拆卸气囊，操作简单，因此渐渐被推广应用。传统的钢浮筒助浮沉箱出运方法的优点是坚硬、牢固，但质量过大，且施工难度大，需要预设固定铁件，增加进排水系统、外部电源等要求，且难于水下拆除，比较费工麻烦。而气囊质量小，安装和拆卸便捷，塔吊或吊机即可完成，通过阀门充放气工作，且无需外部电源，成本低廉，制作时间短而使用寿命长。气囊助浮技术不仅应用于港口、码头搬运沉箱，由于其优点显著，我国在起吊著名的“南海一号”时，就运用了气囊助浮这一技术，利用充足气的气囊产生的浮力，用起吊装置将沉箱移到全潜驳上，从而打捞成功。
3 沉箱的助浮设计
船坞最大水深减去富裕水深即为沉箱的吃水深度，据此计算出搬运沉箱所需助浮浮力，计算沉箱的重心位置、重力大小等因素，设计气囊所需数量和规格大小，考虑气囊性能等因素。同时在正式起浮前需进行试验，观察沉箱的浮起深度是否达到施工设计的要求，如不合可再进行修改。
4 气囊助浮搬运沉箱下水工艺
4.1 沉箱溜放前的准备
助浮气囊、充气等设备以及民船等船只在沉箱溜放前是要准备好的，并且还要保证其可以正常运行；将沉箱从平台上移到塔吊运行的范围内，并在沉箱的预埋铁板上焊接上气囊拉环。将气囊进行充气，当达到指定的压强之后将其按照规定好的位置吊起来，并用沉箱外部的拉环把它固定住。在全部气囊安装完毕之后，要对沉箱封仓盖板的密封性和进水孔、过水孔、螺栓孔的工作状态进行检查，之后要挂好软梯。然后把沉箱移到斜架车上，并将其准备溜放。准备好空压机和对应的风管，并放在民船上备用；如果天气、风浪等都符合要求， 可以通过浮漂把空压机风管拴好留待备用，在沉箱起浮的地点通过民船向四个角的方向放置四口锚，下锚距离大约在100米，并将锚缆端头拴好浮漂待用，而且民船上的所有相关工作人员要穿好救生衣随时待命。
4.2 沉箱注水压载、连接气囊
在准备工作做好之后，根据先前技术人员计算的压水数据，起重人员开始进行压水。在沉箱注水时， 民船靠近沉箱把风管连接到气囊各充气口，并且通过连接的气压表来检查处于底层的气囊内的气压是否在指定压强的范围之内；还要检查各拉带是否在正确的位置上。包括检查各条拉带的均匀拉紧性，是否处于正确的位置，卡环是不是拧紧了以及气囊的漏气问题等。拴在沉箱顶面的吊环上拴着的是四角锚缆，每条缆绳要有两个人进行看护，使其随沉箱的移动收放缆绳。
4.3 沉箱起浮
必须对所有气囊的充气情况和风管、拉带、压力表的运行状况进行严格的检查，并对沉箱的压水准确值进行复核。在确保一切运行正常后，继续将沉箱往下溜放，直到沉箱达到起浮状态。在沉箱起浮后，有时还会由于其他的因素产生偏移，使斜架车上还有沉箱的1个或2个角。这个时候我们可以通过调整气囊的气压来实现沉箱的平衡。而且在气囊气压进行调整时，要注意的一点是：给低位的气囊充气之前要先对高位的气囊进行少量的放气。因为气囊所形成的浮力力臂比较大，所以调整沉箱的偏斜也可以采用给气囊充放气的方法以改变气囊的浮力力矩来进行，这种方法有很高灵敏度，而且方便、快捷、准确。
4.4 沉箱吊浮和储存
在调整平衡沉箱后，要对其四角是否已经全部浮起进行确认，确认后松开下风缆，以在下风面使拖轮可以靠近沉箱，将缆绳在沉箱一角的吊环上拴好，或着下围缆通过拖轮把沉箱拖到吊浮点或储存场位置，把斜架车拖回岸边。
4.5 沉箱搬运和拆卸
当气囊带着沉箱起浮后，一定不可以在浮运区和储存场将气囊拆卸，必须带着气囊一块拖运到安装的地方，对沉箱进行直接安装。在沉箱拖运到安装现场后，用锚缆和拖轮把沉箱固定好位置，然后潜水员下水把气囊放气并留有少量气体，此时气囊里残存的少量气体可以使气囊漂浮在水面上。拆卸完之后，可以连接好气囊，并用民船把气囊拖回岸边收好。打开注水阀门，可将沉箱坐落在定好位的基础上。
5 气囊助浮工艺要求
（1）正式施工前对所有工作人员进行安全、技术交底的工作。（2）施工中所用的所有数据只有经过两人复核以及主管领导的审查、批准后才可以实施。（3）在使用前要对所有气囊的各个部位和配件的质量进行检查，有无安全隐患等。（4）绑在气囊上的拉带必须是平整地，以保证气囊受力均匀。（5）确保气囊拖运过程中可随时补气，在沉箱拖运过程中需有随航专用民船装载充气设备护航。（6）所有气囊在充气时同时均匀，气压范围在指定压强的大小左右。（7）为保证拉环焊接的承受能力，一定要达到质量要求，外边缘要进行修整、磨边处理。（8）气囊在使用过程中，要注意安全，防止被利器损伤以导致漏气，发证安全事故。
结语
由于气囊助浮技术日新月异的发展，其应用范围越来越广。由于沉箱重量的提高对搬运造成了困难，原来滑车拖运工艺等沉箱搬运技术已不是最经济适用的方法，需要寻找一种更为简单经济的方法代替，而气囊助浮技术成为新的选择。由于气囊其质量轻，体积小，便于携带，成本低廉，安装和拆卸简单等显著优势，而更为施工单位接受，更用于码头的护舷和气囊辅助打捞工作中等应用范围，如上文提到的利用气囊助浮技术打捞“南海一号”的成功实例。气囊助浮便于水上、水下操作，尤其在深水作业时不必像浮筒一样考虑水下抗压强度，因此气囊助浮技术在未来必有更好的前景。
参考文献
[1]韩邦峰.气囊在港口工程施工中的应用[J].水运工程，2006（03）：90-92.