營(yíng)口港創(chuàng)建治理水運(yùn)工程質(zhì)量通病示范項(xiàng)目設(shè)計(jì)成果分析

黃明俊，劉曄

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300222）

水運(yùn)工程的質(zhì)量通病是指港口設(shè)施在使用中反映出來的、在一定程度上影響了港口正常生產(chǎn)作業(yè)、具有普遍性質(zhì)的質(zhì)量缺陷，如碼頭沉降、軌道梁變形、地面排水不暢，等等。質(zhì)量缺陷雖不會(huì)威脅到建筑物的結(jié)構(gòu)安全，但會(huì)給使用帶來不便；另外隨著港口規(guī)模的不斷擴(kuò)大、功能的不斷完善、等級(jí)的不斷提高，港口生產(chǎn)越來越講究高效和快捷。延長(zhǎng)使用壽命，加大維修間隔，改善港口面貌，創(chuàng)建環(huán)境美化，成為每一個(gè)業(yè)主對(duì)工程質(zhì)量的內(nèi)在要求。質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生是由于對(duì)細(xì)微環(huán)節(jié)認(rèn)識(shí)不足、技術(shù)手段相對(duì)落后以及施工方式不當(dāng)所造成的。

1 項(xiàng)目概況

交通部質(zhì)監(jiān)總站將營(yíng)口港鲅魚圈港區(qū)54～56號(hào)集裝箱泊位確定為示范項(xiàng)目，進(jìn)行全面工程管理，針對(duì)項(xiàng)目尋找質(zhì)量缺陷，分析研究，實(shí)施解決，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以備推廣。從設(shè)計(jì)方面對(duì)于質(zhì)量缺陷進(jìn)行研究是非常重要的，可以最大限度地降低質(zhì)量缺陷出現(xiàn)的幾率。根據(jù)鲅魚圈港區(qū)的以往工程實(shí)踐，提出改進(jìn)方向，制訂改進(jìn)措施，分專業(yè)、分項(xiàng)目組織攻關(guān)。

營(yíng)口港鮁魚圈港區(qū)54～56號(hào)集裝箱泊位是該港四期工程10個(gè)泊位中的前3個(gè)，位于港區(qū)中部，岸線長(zhǎng)度1000.04 m，前沿水深-15.5 m，可以停靠10萬噸級(jí)集裝箱船。陸域全部按照集裝箱專用泊位建設(shè)，近期碼頭暫兼顧鋼鐵作業(yè)。碼頭為帶低位卸荷板的重力式方塊結(jié)構(gòu)，碼頭面高程5.5 m，岸壁總高度21 m，是目前國(guó)內(nèi)最大的方塊碼頭，屬于技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目。對(duì)起重能力和方塊重量與尺度進(jìn)行過方案論證；為解決大體積混凝土表面溫度裂縫問題，對(duì)混凝土標(biāo)號(hào)、結(jié)構(gòu)開孔形式及塊體尺寸等進(jìn)行過優(yōu)化；對(duì)非巖石地基上大型方塊碼頭的穩(wěn)定性，通過離心試驗(yàn)進(jìn)行了多方案比較論證。

2 取得的技術(shù)成果

重力式碼頭這種常用結(jié)構(gòu)形式存在著一些具有普遍性質(zhì)的質(zhì)量缺陷。本項(xiàng)目通過設(shè)計(jì)上與施工結(jié)合，主要取得的成果包括以下9項(xiàng)。

1）碼頭預(yù)留沉降量的合理選?。褐亓κ酱a頭在使用期間不可避免地存在沉降現(xiàn)象，沉降量預(yù)留得是否恰當(dāng)直接關(guān)系到工程的質(zhì)量。本工程是以粉質(zhì)黏土作為持力層。碼頭的拋石基床厚度3.5 m，上方設(shè)有4層方塊和1層卸荷板，碼頭面高程5.5 m，前沿水深-15.5 m。鮁魚圈港區(qū)二期通用泊位工程實(shí)測(cè)碼頭沉降量為5 cm左右，三期集裝箱泊位工程實(shí)測(cè)碼頭沉降量為3～6 cm。在分析第一手資料后，確定本工程的碼頭預(yù)留沉降量為：拋石基床預(yù)留沉降量10 cm，故基床頂面的施工高度為-15.4 m；碼頭墻體預(yù)留沉降量7 cm，故胸墻頂面的澆筑高程為5.57 m。

2）集裝箱裝卸橋的后軌道基礎(chǔ)處理：集裝箱碼頭無論是船型、岸邊起重設(shè)備，還是載荷、工藝布置等都是港口所有貨類中發(fā)展最快的。為了適應(yīng)集裝箱運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，我們對(duì)后軌道載荷做了較為充分的預(yù)留。三期集裝箱泊位工程岸橋后軌道梁基礎(chǔ)灌注樁設(shè)計(jì)直徑1000 mm，間距6 m，樁長(zhǎng)平均45 m。建成不久，因設(shè)備變化不得不進(jìn)行改造。本項(xiàng)目岸橋后軌道梁基礎(chǔ)灌注樁直徑調(diào)整為1100 mm，間距5 m，樁長(zhǎng)平均50 m，設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮到日后岸橋型號(hào)加大的可能。

3）門機(jī)后軌道應(yīng)對(duì)沉降措施：由于54～56號(hào)集裝箱泊位在投產(chǎn)初期將兼顧鋼鐵作業(yè)，因此碼頭前沿布置有集裝箱裝卸橋和門機(jī)兩種設(shè)備，設(shè)有3條軌道，其中前軌共用，裝卸橋軌距為30 m，門機(jī)軌距為12 m。門機(jī)的后軌道梁位于拋石棱體上方，但拋石棱體無法進(jìn)行有效密實(shí)，而采用樁基結(jié)構(gòu)實(shí)施難度又非常大，因此，重力式碼頭的門機(jī)后軌道梁無一例外地存在著使用期沉降現(xiàn)象。以往當(dāng)軌道產(chǎn)生沉降、影響設(shè)備運(yùn)行時(shí)，只得長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)維修，鑿除混凝土，重新安裝軌道。每一次維修都給港口生產(chǎn)帶來很大的負(fù)面影響。為了徹底解決后軌沉降這一重力式碼頭的頑癥，與使用單位多次調(diào)研，提出了以下3個(gè)方面改進(jìn)措施：在裝卸設(shè)備允許的范圍內(nèi)進(jìn)行沉降量預(yù)留，本項(xiàng)目在碼頭預(yù)留沉降量的基礎(chǔ)上，再次對(duì)門機(jī)軌道預(yù)留30 cm沉降；將門機(jī)后軌道的預(yù)留螺栓改為預(yù)埋螺母，如果后軌產(chǎn)生10～15 cm的沉降可以隨時(shí)調(diào)整；若后軌沉降量超出15 cm，只需將螺栓抽出更換，實(shí)施起來十分簡(jiǎn)便，無需動(dòng)用復(fù)雜的施工設(shè)施。

4）門機(jī)后軌道應(yīng)對(duì)側(cè)移措施：為了防止門機(jī)后軌道產(chǎn)生水平變位，本項(xiàng)目在軌道梁與胸墻之間設(shè)置了拉桿，通過預(yù)埋拉桿克服軌道側(cè)移。

5）碼頭面排水措施：為了方便作業(yè)，集裝箱碼頭前沿地帶面層結(jié)構(gòu)采用混凝土大板。但這一區(qū)域在使用期間會(huì)隨著拋石棱體以及碼頭自身的下沉而產(chǎn)生沉降，由于混凝土大板不易調(diào)整，造成該區(qū)域高程低于周邊，下雨積水。本項(xiàng)目在岸橋軌道之間、避開集卡通行的位置設(shè)置了排水系統(tǒng)。

6）碼頭前方的溝槽排水：本項(xiàng)目對(duì)所有溝槽均考慮了排水措施。在碼頭前沿電纜溝內(nèi)每隔5～10 m預(yù)埋1根排水管通海，電纜溝內(nèi)的雨水可以直接外排。前軌的軌道槽、錨錠坑和防風(fēng)拉鎖坑與電纜溝相通，積水經(jīng)電纜溝內(nèi)側(cè)的排水孔排海，解決了前軌與前沿電纜溝的排水問題。中間軌位于拋石棱體上方，在中間軌的軌道槽、錨錠坑和防風(fēng)拉鎖坑內(nèi)留有排水孔，雨水將排入拋石棱體，解決了中間軌的排水問題。后軌則在軌道梁內(nèi)側(cè)設(shè)置了1道碎石盲溝，解決了后軌的排水問題。

7）溝槽邊角及前沿電纜槽設(shè)計(jì)：碼頭上部的溝槽邊角強(qiáng)度低、易破損，本設(shè)計(jì)均采用角鋼護(hù)邊。前沿電纜槽因要兼顧岸橋電纜和門機(jī)電纜，電纜數(shù)量多，設(shè)計(jì)中選用了一體的不銹鋼電纜槽，寬度65 cm，深度15 cm，包括2個(gè)小槽和1個(gè)大槽，小槽放置岸橋電纜，大槽放置門機(jī)電纜。設(shè)計(jì)中還選用了熱鍍鋅護(hù)輪坎、彩色橡膠變形縫等構(gòu)件，既起到了防止表面局部開裂的作用，又增加了碼頭的美觀效果。

8）碼頭后方地帶的地基處理：集裝箱堆場(chǎng)的地基處理采用強(qiáng)夯方式。本項(xiàng)目考慮到碼頭的穩(wěn)定，對(duì)碼頭后方60 cm范圍內(nèi)改用振沖砂和振沖樁的處理方式。

9）集裝箱堆場(chǎng)高程設(shè)計(jì)：《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定堆場(chǎng)的地面設(shè)計(jì)坡度為0.5%～1%,然而國(guó)內(nèi)大多數(shù)集裝箱港口均感覺到此坡度過大，造成頂部箱體錯(cuò)位明顯，存在安全隱患。為了解決這個(gè)通病，同時(shí)又不影響排水效果，本項(xiàng)目中我們將排水坡度全部控制在0.5%以內(nèi)，同時(shí)加密了雨水井的布置。通病的治理實(shí)質(zhì)也為下一步設(shè)計(jì)規(guī)范的修編提供了積極有益的幫助。

3 結(jié)論

通過對(duì)碼頭預(yù)留沉降量等技術(shù)參數(shù)的選取及集裝箱裝卸后軌道基礎(chǔ)處理等多項(xiàng)設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，可為今后設(shè)計(jì)規(guī)范的修編提供經(jīng)驗(yàn)，對(duì)治理重力式碼頭沉降、軌道梁變形、地面排水不暢等質(zhì)量通病起到了一定效果，作為營(yíng)口港的創(chuàng)建項(xiàng)目，也將為進(jìn)一步治理水運(yùn)工程質(zhì)量通病起到示范作用，取得的技術(shù)成果可在今后工程中應(yīng)用。