青岛扬帆船舶预制沉箱场内移运、上驳项目方案
一、 编写依据
1， 甲方提供的相关资料和图纸
2， 相关标准
3， 潮汐表
二、 工程概况
1， 工程简介
工程结构、规模：中交第三航务工程有限公司在即墨市扬帆造船厂基地码头预制沉箱30个（900吨--1200吨），沉箱采用滚动气囊从预制场地拉移上半潜驳船上。
2， 沉箱主要参数：
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序号
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底面尺寸
（cm）
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高
（m）
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数量
（个）
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重量
（T）
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备注
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1
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1995*1250
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10.3
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1
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1164
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2
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1995*1250
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10.3
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1
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1144
|
|
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3
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1995*1100
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9.3
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1
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1013
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4
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1995*1200
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9.3
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1
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1043
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5
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1995*1200
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9.3
|
1
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1035
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6
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9.3
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1
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1149
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转角异型沉箱
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7
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1495*945
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11.3
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23
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899
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合计
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30
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三、 施工方案
1， 总体方案
将预制好的沉箱在预制场地上用高压气囊顶起， 抽出工字钢和底模，用垫块支垫，然后用高压气囊将沉箱顶起，通过卷扬机牵引将沉箱拉移上半潜驳甲板面上支垫，抽出气囊。
2， 工艺流程图
准备工作
就位
拉移上船
拉移气囊就位
顶升
串顶升气囊
陆地拉移
抽工字钢
3， 施工工序
3．1 施工前准备工作
本工程施工质量要求高，施工时间和质量对整个工程产生严重影响，因此，准备工作必须十分充足；
3．1．1，
（1）人员保证：组建项目经理部，派遣具备相应经验的项目管理人员和施工队伍。
（2）技术保证：
a.管理人员全面熟悉图纸、技术要求、质量要求和施工规范、验收标准；
b.施工人员全面了解施工计划、施工方法。
（3）安全保证：
a.对所有施工设备进行全面检查，使之保持安全适用状态；
b.对所有的施工人员进行施工前的安全培训，确保工程顺利进行。
（4）对天气有充分的认识：该工程能否按时完工，天气及海况是一个重要因素，因此，船舶调遣要密切注意天气情况，并进行可靠的预报。
（5）场地布置
a．地牛设置：在出运通道上设置300KN地牛6个，500KN地牛3个，具体位置见附图一（拉力点布置图）。
b．卷扬机的布置：在出运滑道两端的两个侧面各布置一个50KN卷扬机座，共计四个卷扬机座，具体位置见附图一（拉力点布置图）。分别将四台50KN卷扬机固定在卷扬机座上，二台用于牵引，二台用于溜尾。
c．场地处理：沉箱搭建场地地面需要整平，保证气囊拉移滑道都基本处于一个平面内。
（6）索具准备
在工程开工前，应把沉箱的拉移索具、顶升工具准备好，索具明细见设备清单。我方于沉箱拉移前将所有索具、拉移气囊等材料进场准备好。
（7）清除沉箱底和滑道面上尖锐物
沉箱拉移上半潜驳前，需安排人员检查，并清除沉箱底和拉移滑道面上的尖锐物，以免刺破气囊。
（8）半潜驳甲板面拉力点准备
半潜驳进场前在甲板面相应位置布置二个300KN拉力点；
3．1．2 沉箱顶升
（1）清理顶升槽：清理并检查顶升槽内有无尖锐物，应去除所有尖锐物品；
（2）穿入顶升气囊：塔吊或门吊协助穿入顶升气囊；
（3）顶升、抽工字钢、支垫：8条高压（ф1.0mх12m）顶升气囊均匀充气顶升，将沉箱顶升至离地面高度40CM以上，用装载机将沉箱下面的工字钢抽出。塞入预先备好的垫块，塞垫块时应预留拉移气囊的空间，塞入垫块应能满足压力要求。3．1．3做好拉移前的准备工作
（1）穿好拉移和留尾滑车组
由我方穿引好两组拉移和两组留尾滑车组。
（2）牵引系统就位
卷扬机与定滑轮固定后，将动滑轮与沉箱卡挂好，收紧拉移和溜尾钢丝绳，保持沉箱处于受力状态，前后受力基本平衡。
（2）布置拉移气囊
根据沉箱拉移的气囊布置要求，调整拉移气囊的位置并充气，将沉箱底支撑物全部撤掉，调整气压至沉箱底离地面约40cm后，停止充气。
3．1．3 第一阶段拉移（陆地拉移，见附图二）
做好拉移前的准备工作后，开始拉移沉箱。在拉移过程中，在沉箱前应按预先计算好的位置布置5条以上预备气囊。当沉箱前侧边沿位于气囊中间时，给气囊充气，可以在沉箱移动过程中进行充气，直到气压达到额定气压值。拉移过程中，使用甲方的塔吊将气囊从沉箱后部倒至前方摆放。在拉移过程中，前端和后端高度可能会发生变化，应注意观察并测量沉箱与地面间的高度，通过调整气囊气压保持沉箱基本水平。
第一阶段拉移尽量将沉箱移到离码头前沿尽可能近的距离，距码头前沿约5米。第一阶段拉移到位后，在沉箱周边放置支敦，气囊适当放气，使气囊与支敦同时受力支承沉箱。沉箱落在支敦上后，将牵引滑轮组拆除，准备第二阶段拉移。
3．1．4 沉箱拉移上半潜驳（见附图三）
（1）上船拉移前准备
a．确定上船时间：根据潮汐表和天气情况，确定上船时间。
b．牵引系统就位：利用现有的卷扬机，将定滑轮固定在船上的拉力点上，并将钢丝绳与动滑轮组和沉箱上的拉环对接。
c．调整半潜驳船位：半潜驳靠岸后，利用船上拉力机精确调整驳船船位，使沉箱轴线与拉移轴线重合。
d．铺过渡板：半潜驳就位后，铺过渡板，在轴线两边并排各布置8米过渡板。搭接板与船和码头的搭接处应用细砂垫平。
e．气囊充气、撤支敦：驳船就位的同时应给气囊充气、撤出周边支敦。
（2）上船拉移
a． 做好拉移前的准备工作后，开始拉移沉箱。利用两台50KN卷扬机和布置在半潜驳甲板面两组四轮滑车同时收紧，岸上的两组留尾四轮滑车组也同步放松，使沉箱缓慢拉移上船。
b． 沉箱就位：沉箱拉移到位后，支垫垫木，气囊放气，沉箱落在垫块上，利用船上的吊车将气囊抽出。解除拉移和留尾的滑轮组。做好临时加固措施,则完成沉箱拉移上船工作
四、 资源配备
1． 机械设备、工具和材料等
50KN 电动卷扬机 5台(1台备用)
空气压缩机(0.7MPA/7M³) 1台
空气压缩机(0.7MPA/3M³) 1台(备用)
320KN四轮滑轮组 8台
高压拉移气囊 （¢1.0m，长度12m） 16条
24mm×1000m 6*37麻芯钢线绳 4条
42mm×30m 6*37麻芯钢线绳 4条
500KN卸扣 16个
100KN卸扣 12个
起重工具 1批
2． 施工人员
项目经理 1人
安全员 1 人
工程队长 1人
电工 1人
起重工 6人
其他员工 5人
共15人。
如需人工搬运气囊,增加:
气囊搬运工 8人
五、 施工进度3.5个月
准备工作 3天
沉箱拉移上船 1个/天，
撤场 2天
（未考虑不可预见因素造成的工期延误时间）
六、 相关计算
1， 沉箱顶升和拉移气囊的选取
根据沉箱的相关技术参数，沉箱长19.95米，宽12.5米，沉箱重量1200t，经计算，顶升/拉移气囊采用有效工作长度12m的高压气囊8条，气囊的直径为1.0m，当气囊顶升高度为0.4m，气囊承载宽度约为0.94m。
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名称
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工
程
量
(件)
|
沉箱
重量
(KN）
|
顶升
|
拉移过程
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备
注
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||||
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工作
高度
H（mm）
|
气囊总承压面积S（mm2）
|
工作
气压
P（MPa）
|
工作
高度
H（mm）
|
气囊总承压面积S（mm2）
|
工作
气压
P
MPa
|
||||
|
沉箱
|
8
|
1200
|
500
|
75.4*106
|
0.16
|
400
|
90.4*106
|
0.13
|
|
从上述计算结果可见，顶升/拉移阶段的气囊最高气压要求为0.16Mpa，因此选用6层以D3绵纶浸漆帘线为骨架材料的高压气囊做为顶升/拉移气囊，该气囊的爆破压力为1.18Mpa，安全系数K=1.18/0.16=7.3，大于4.5倍安全系数的要求。
2， 牵引力计算
牵引系统布置在半潜驳上,选用50KN卷扬机2台并配合320KN四轮滑车组2套牵引系统，地牛30t。配置时牵引力公式：
F=f*G
F为牵引力，f为气囊与地面的滚动磨擦系数，取0.03，G为沉箱的重量。故F=0.03*1200t=36t，即卷扬机在平路段移运需36t牵引力，因采用二套牵引系统，每套系统承担18t拉力。滑轮组钢丝绳采用24mm，卷扬机通过6倍率滑轮组对沉箱进行牵引和溜尾，每台卷扬机牵引力为30 t（未考虑机械效率及夹角的影响），二台卷扬机合力可达60 t ，合力大于36t，因此牵引系统设备安全可靠。
七、安全措施
（一）、各种操作规程及预案
1、气囊移运操作规程
（1）．根据施工现场的实际情况，对气囊的选型及压力计算进行复核，确保气囊工作压力不超过气囊的额定工作压力，并留有一定的富余量。要对气囊进行预充气检查及在顶升工作开始时进行工作压力的测定。
（2）．气囊移运通过的通道场地必须经过平整，不存在尖锐物及障碍物。存在斜坡的，斜坡段左右水平度不得大于8cm。
（3）．气囊移运的重物（构件），与气囊接触的表面不得存在有尖锐突出的硬物，凌角等，否则应做处理。如重物内存有积水，要排干净。
（4）．移运使用的卷扬系统牵引力应足够，配置合理。对多台卷扬机组成的牵引系统，其卷扬机应使用同一厂家同一型号规格的卷扬机，并使用同样倍率的滑轮组，以使其运行同步。
（5）．卷扬机的操纵遵照卷扬机安全技术操纵规程。
（6）．空气压缩机的操纵遵照空气压缩机安全技术操纵规程。
（7）．移运过程应统一指挥。对特大型重物（构件）的移运应增设副指挥协作指挥的工作，并采用合理的信号（通讯）系统实施指挥。
（8）．气囊充气过程中充气操作人员应站在气囊咀的侧面，不允许任何人站在气囊咀对正的范围。
（9）．重物（构件）在顶升、移运过程中或在支垫稳固前，不允许任何人把身体的任何部位伸进重物（构件）之下。
（10）．重物（构件）使用气囊移运时的工作高度宜使用气囊直径的30~40%，并应大于气囊囊咀结构体直径10cm以上。超高压气囊应选用较高的工作高度。
（11）．气囊在重物（构件）下的摆放间隔应尽量均匀，气囊之间的间隔（净距）应不少于重物（构件）运行方向长度的1/40~1/30；对于囊头部分需要承载的应取较大值，并应满足支垫空间的需要。滚动气囊之间的中心距应保证重物（构件）的结构强度。
（12）．大型重物（构件）移运，特别是存在斜坡段移运的，必须有止滑防溜措施，设置防溜系统，防溜系统的配置应与牵引系统一致，确保同步。
（13）．移运使用的钢丝绳应有足够的强度，并定期按规范进行检查，不得超规范使用。其检查遵照《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》（GB5972-86）。
（14）．气囊使用应符合规范及厂家提出的使用要求，穿气囊时注意保护气咀部份，并按要求定期检查保养。气咀零件有损坏的，立即更换。置于码头前沿的气囊，要关闭气咀以防进水。气囊有损伤的,马上作好标识并组织修补。
（15）．气囊充气应该缓慢进行，充气人员应注意充气过程气囊及其充气压力的变化情况，气压表损坏的应及时进行更换。移运启动前，气囊必须全部张开并达到预定压力值。
（16）．移运启动前，应检查牵引系统（防溜系统）及地锚情况，确保各连接安全可靠。
（17）．移运过程中应注意观察气囊的滚动情况，防止气囊自身扭转现象出现及相邻气囊在滚动过程中压叠在一起。要及时观察重物（构件）的垂直度及跑偏情况及时纠正。
（18）．移运时严禁卷扬机手、空压机手、充气放气工擅自离开工作岗位。
（19）．移运时要服从指挥人员的指挥信号，信号不明的，应及时向指挥人员反馈，其他人员听到反馈信号时，应暂停操作，等待指挥人员发出另一次信号后方可操作运行。
（20）．移运过程中如遇特殊情况或危险情况，需要马上暂停运行的，必须立即报告指挥人员，并停止作业，其他操作人员听到相应信号后，也必须立即停止作业，待弄清情况并排除危险情况后由指挥人员再次发出运行信号后方可继续作业。
（21）．大型重物（构件）的移运应配备备用电源、空气压缩机等。对于存在陆地—驳船（半潜驳、浮船坞等）间移运的，必须制定安全预案（应急安全措施），安全预案在移运过程中必须始终处于有效状态。
（22）．大型重物（构件）移运时，应根据实际情况设置一定范围的工作警戒线，警戒线范围内无关人员不准通过、停留，周围不准进行高空起重作业。
（23）．夜间作业应有足够的照明。
（24）.沉箱移运到位后，指挥及相关工作人员在支垫好枕木，疏导好交通后才允许离开现场。
2、空气压缩机安全技术操作规程
（1）．空压机操作人员必须经过培训，考核及格并取得安全操作证后方可单独操作。
（2）．严格按照产品说明书要求进行操作和维修保养。
（3）．输气管应避免急弯，送气前应先通知用气地点的工作人员。
（4）．出气口处不准有人工作，不得在储气罐附近进行焊接和热加工。储气罐应优良好的通风，严禁暴晒和烘烤。
（5）．压力表，安全阀和调节器储气罐管道要定期检查校验，保持灵敏可靠。
（6）．每班作业后须打开放气阀，放出水分油质等物，每月至少将罐内油质等物清除一次。
（7）．发现各种仪表指示值不正常，压缩机有异响或其它不正常现象，要停机检修。
（8）．严禁用汽油或煤油洗刷曲轴箱，滤油器或其它气路零件。
（9）．机械附近不准堆放挥发性强的油料。
（10）．所有导电部分或皮带传动部分均须设安全防护装置。
（11）．用汽车拖运移动式空压机时，要控制车速（20公里/时以内），转弯时必须慢行。
（12）．空压机必须放置水平；工作时要保持通风散热；空压机油及时添加。
3、卷扬机安全技术操作规程
（1）．司机必须经过培训，考试及格后，方可单独操作。
（2）．卷扬机应安装在平整坚实、视野良好的地点，机身地面必须牢固。卷扬筒与导向滑轮中心线应垂直对正；
（3）．工作前应检查钢丝绳，离合器，制动器棘轮滑轮、电器等，正常后才能工作。
（4）．不准卷扬机超过额定重量作业。
（5）．钢丝绳在卷扬筒上必须排列整齐，作业中至少需保留三圈。
（6）．工作中禁止任何人跨越卷扬钢丝绳。
（7）．操作时，严禁擅离岗位，要听从指挥，信号不明或可能引起事故时，应暂停操作。
（8）．操作时，档位须从0档徐徐调至最高档；停止操作，则相反。
（9）．作业中突然停电或者停止工作，人员离开前应将电源断开，并将运送物件放下，锁止闸箱，盖好防水帆布。
（10）．卷扬机系统（卷扬机、滑轮、钢丝绳）必须定期保养。
4、沉箱上船坞预案
为确保沉箱上浮船坞时移运的安全，制定本预案。
A、浮船坞上牵引卷扬机故障
（1）.在浮船坞上牵引卷扬机相邻处增设固定滑轮组耳座两座。
（2）.在陆上前拉地锚位置设置开口单滑轮滑车。
（3）.沉箱上浮船坞将前拉卷扬机钢丝绳松至足够作为沉箱上浮船坞时牵引用。
（4）.当牵引卷扬机出现故障而无法及时排除时，立即使用浮船坞上卷扬机或备用卷扬机替代（牵引或回拉后溜）。将浮船坞上卷扬机固定滑轮组固定在浮船坞上固定滑轮组耳座上，活动滑轮组系在沉箱上，卷扬机钢丝绳通过开口单滑轮滑车进行转向。
（5）.根据实际情况决定沉箱继续上坞还是拉回陆上。沉箱回拉时，浮船坞必须按照事先制定好的调水措施进行调水，保证沉箱离开浮船坞时，浮船坞与码头的搭接处于不分离（即浮船坞不上浮翘起）状态，确保沉箱回拉时安全有效。
B、陆上后溜卷扬机故障
直接使用备用卷扬机替代。
C、空气压缩机故障
启用备用空气压缩机。
D、外电停电
启用备用电源系统。
E、有关事项
（1）.备用电源系统、备用空气压缩机在沉箱移运前必须做好检查，处于良好状态，使其可随时投入运行。
（2）.卷扬机易损件应该储备足够的备件。
（3）.卷扬机空气压缩机用电箱应设置备用开关。
（4）.沉箱移运时必须有电工、发电机工、修理钳工值班。
（5）.必须制定好沉箱回拉时浮船坞的调水措施。
（6）.所有参加沉箱移运工作（包括分包队伍，浮船坞）的人员必须掌握本预案。
F、本预案在沉箱移运工作过程中始终处于可运行状态。
（二）、大型沉箱出运各工序内容及安全注意事项
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序号
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工 序
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内 容
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安全及注意事项
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1
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出运准备
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设备、气囊、工具、附属具检查保养
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设备、气囊、工具、附属具应做到安全、可靠
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2
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出运时间选择、确定
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人员安排就位，设置安全警戒，晚上照明；
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沉箱上坞前2小时，必须移到码头前沿10m以内。出运当天，可操作潮水潮位应有三小时。风力六级以下才允许沉箱移运，施工两侧20m范围内设工作警戒，无关人员不准进入警戒区域。
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3
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横向牵引卷扬机就位、固定
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卷扬机按照横移方向牵引方向确定位置摆好、固定，接驳有关用电线路
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注意卷扬机牵引方向应尽量和沉箱移动方向一致
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4
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清理底模板、现场
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对沉箱位移范围一切尖利杂物及障碍物进行清除
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通道及沉箱可能经过的范围应该保证平整，高差不超过±2cm
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5
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检查沉箱底部
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检查沉箱底边有无突出的尖锐棱角
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尖锐棱角要处理清除
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6
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气囊就位
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气囊进沉箱下支承型钢之间中央就位
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事前先标志好沉箱摆放位置，气囊的轴线平行且与位移方向垂直，露出沉箱两侧长度相等，气囊拖进沉箱底部时要顺直，不得斜拖
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7
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系横向牵引绳索
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按照牵引图进行，启动卷扬机将沉箱围捆钢丝绳拉紧，然后根据实际情况放松，以不阻碍沉箱顶升为准
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检查滑轮组情况、润滑情况，钢丝绳及卸扣连接情况，
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8
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充气顶升
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连接空气压缩机与气囊之间的气管，连接妥当启动空压机后充气
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对气囊充气时应均匀、缓慢（由阀门控制），当充气压力达到沉箱预定初始压力，停止充气；检查并调整气囊的压力值，使各气囊的压力基本一致，再继续充气，直到将沉箱底面完全脱离支承型钢约5cm，此时沉箱处于直立状态
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9
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抽出支垫型钢
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抽出支垫型钢
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注意不伤及气囊，型钢拆除后及时移开并堆放整齐
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10
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检查底部和各气囊状态并调整气压
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检查并调整气囊的压力值，使沉箱尽量保持垂直
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各气囊气压应尽量按一定等差值递增。
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11
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系纵向牵引、溜尾钢丝绳
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按照牵引图进行、换牵引绳索、加溜尾绳索、启动卷扬机将沉箱围捆钢丝绳拉紧，然后根据实际情况放松，以不阻碍沉箱顶升为准
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同时检查钢丝绳和滑轮。纵向牵引钢丝绳应在沉箱移动前做好准备。
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12
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充气
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按要求充气
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缓慢、均匀，避免充过程沉箱倾斜，观察充气后沉箱动态
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13
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抽出垫木
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14
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纵向牵引移动
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启动卷扬机、搬运替换气囊
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由主指挥下令启动各卷扬机，注意同步均匀，无关人员离开工作范围。副指挥及时向指挥通报所处位置观察的运行情况和气囊位置，做到气囊平行，对沉箱走偏进行纠偏；充、放气缓慢，注意避免突然弹出
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20
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半潜驳牵引沉箱上驳
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铺设搭接钢板，启动牵引卷扬机、搬运、替换气囊
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浮船坞与出运码头的搭接应符合要求，根据实际情况调节浮船坞压水
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21
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沉箱就位
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根据事先确定的位置就位
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或依照浮船坞船长指挥
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22
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加垫枕木
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按要求垫好枕木
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支垫均匀、高度一致
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23
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放气
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各气囊放气均匀进行
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缓慢、均匀，避免放气过程沉箱倾斜
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24
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加固沉箱
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按封仓出海要求加固沉箱
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25
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抽出气囊
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检查保养后按要求堆放好，有缺陷的应做恰当处理
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26
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结束
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其他：
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1
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空气压缩机及卷扬机必须严格按照操作规程操作，卷扬机操作者应服从指挥口令，
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各卷扬机做到尽量同步
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2
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整个出运过程所有参与人员必须服从主指挥的调度和指挥，副指挥协助主指挥
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3
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指挥人员应密切注意沉箱移动过程中的动态，沉箱上驳船之前应与驳船船长做好
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充分沟通,取得一致意见，确保沉箱移运过程的安全
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4
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指挥用对讲机应选用合适频道，避免指挥信号被干扰
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