中海油東營(yíng)港2×50000噸級(jí)液體化工品碼頭擴(kuò)建工程施工工藝

陳月新

摘 要：中海油東營(yíng)港液體化工品碼頭工程位于渤海灣西南岸，工程所在海域施工環(huán)境十分惡劣，因此，選取合適的施工工藝十分關(guān)鍵。本文結(jié)合工程實(shí)例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件和水文條件，提出合理的施工總體流程和施工工藝，并闡述混凝土結(jié)構(gòu)工程中硅烷防腐施工的應(yīng)用情況，并總結(jié)施工過(guò)程中質(zhì)量控制要點(diǎn)及相關(guān)注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：碼頭工程 硅烷浸漬 防腐技術(shù) 施工工藝

工程概況

東營(yíng)港立足黃河三角洲，依托山東半島城市群，面向環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈，重點(diǎn)服務(wù)于石油化工、鹽化工、能源、機(jī)械制造、現(xiàn)代物流等臨港產(chǎn)業(yè)，腹地范圍包括魯北及晉冀。本工程建設(shè)規(guī)模為2個(gè)5萬(wàn)噸級(jí)原油燃料油卸船泊位（水工、工藝兼顧8萬(wàn)噸級(jí)油輪），設(shè)計(jì)年通過(guò)能力為1060萬(wàn)噸；年吞吐量為1000萬(wàn)噸/年。水工建筑物結(jié)構(gòu)安全等級(jí)均為Ⅱ級(jí)。擬建碼頭工程位于渤海灣西南岸，工程所在海域風(fēng)急、浪高、霧多，月平均有效工作日不足15天，且全年冰凍期長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月，施工環(huán)境十分惡劣。施工區(qū)域常年受海水侵蝕，尤其進(jìn)入冬季后風(fēng)浪大、氣溫低，對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)混凝土抗腐蝕性提出更高要求，故整個(gè)工程混凝土外露表面需進(jìn)行硅烷浸漬防腐施工，要求對(duì)混凝土表面處理和施工工藝按《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000）有關(guān)規(guī)定進(jìn)行噴涂或輥涂。

現(xiàn)場(chǎng)施工條件

施工現(xiàn)場(chǎng)條件分為工程所在地形地貌及與周邊的關(guān)系，交通運(yùn)輸條件和自然經(jīng)濟(jì)條件，以及對(duì)施工的影響，是保證施工順利進(jìn)行的重要環(huán)境條件。

東營(yíng)港位于黃河流域經(jīng)濟(jì)開發(fā)帶與環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的交匯點(diǎn)，毗鄰海港，通港交通公路與北京、青島、濟(jì)南、天津等大中城市相連，具有十分優(yōu)越的地理位置和區(qū)位優(yōu)勢(shì)，自然資源豐富。

施工現(xiàn)場(chǎng)位于山東省東營(yíng)市東營(yíng)港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，原東營(yíng)港政府已建設(shè)9公里引堤，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)延伸2.6公里引堤。本次工程不包括引橋部分，且原政府引堤不能保證提供為施工通道，因此5萬(wàn)噸級(jí)石油化工碼頭只能海上施工。

氣象水文條件

本工程位于魯西北黃河三角洲五號(hào)樁附近，屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，氣候特點(diǎn)：冬季寒冷、夏季炎熱、氣溫年季差較大。冬夏季風(fēng)向變化具有明顯的季風(fēng)特征，多大風(fēng)天氣，年降水量偏少，降水量季節(jié)分布不均勻，主要集中在夏季。多年平均氣溫為11.7℃，年內(nèi)最高的月平均氣溫為33.9℃，極端最高氣溫為39.6℃，年內(nèi)最低的月平均氣溫為-2.9℃，極端最低氣溫為-18.0℃?？諝鉂穸却螅嗄昶骄鶟穸冗_(dá)65.6%；多年平均年降雨量為542.4mm，歷年月最大年降雨量為176.2mm，歷年月最小降雨量為2.1，平均降雨日數(shù)70天，月最多降雨日數(shù)12.3天，月最少降雨日數(shù)2.3天，1小時(shí)最大降水量89.5mm。降水多集中在7、8、9三個(gè)月，最少降水量一般在1、2、3三個(gè)月。年平均降雪天數(shù)16天，年最多降雪天數(shù)28天，最大積雪厚度150mm。多年常風(fēng)向及頻率為SSE、E向，頻率10%，次常風(fēng)向及頻率為ENE、S向，平率9%；夏季平均風(fēng)速3.1m/s，冬季平均風(fēng)速3.3m/s，最大風(fēng)速21m/s，極大風(fēng)速36.9m/s。年平均受臺(tái)風(fēng)影響2.9次，年平均寒潮影響次數(shù)6.3次。6級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)多年平均40日/年。

本工程靠近M2分潮無(wú)潮點(diǎn)，風(fēng)增減水影響明顯，潮差變化大，規(guī)律性差。一月中約20天每日出現(xiàn)一次高潮和一次低潮，10天左右出現(xiàn)二次或多次高潮和低潮。根據(jù)往年統(tǒng)計(jì)資料，平均海平面0.93m，最高潮位2.75m，最低潮位-1.1m，平均高潮位1.50m，平均低潮位0.76m，設(shè)計(jì)高水位1.86m，設(shè)計(jì)低水位0.08m。

本工程位于半封閉的渤海灣內(nèi)，波浪主要為風(fēng)成浪，涌浪較少，具有明顯的季節(jié)性變化特征。大浪一般由臺(tái)風(fēng)、寒潮和氣流產(chǎn)生。常浪向?yàn)镹E向，頻率為10.3%，次常浪向?yàn)镾E向，頻率為8.0%，強(qiáng)浪向?yàn)镹E向，實(shí)測(cè)最大波高5.2m，周期8s，NE向。

施工總體工藝流程

根據(jù)本工程工期特點(diǎn)，首先進(jìn)行鋼樁委托加工，然后進(jìn)行沉樁施工，沉樁根據(jù)施工總體流向的要求，先進(jìn)行碼頭工作平臺(tái)鋼樁部分的沉樁，然后向兩邊進(jìn)行相應(yīng)系纜墩、聯(lián)系墩的沉樁。碼頭一個(gè)排架或系纜墩一個(gè)承臺(tái)的鋼管樁打設(shè)完成以后，立即進(jìn)行夾樁槽鋼的架設(shè)，將打設(shè)完成的樁連成整體，保證打設(shè)完成的樁基穩(wěn)定。

本工程碼頭分為二種結(jié)構(gòu)形式，第一種為碼頭工作平臺(tái)，采用透空式高樁梁板式結(jié)構(gòu)；第二種為系纜墩、聯(lián)系墩及綜合用房平臺(tái)部分，采用高樁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)，墩臺(tái)之間用T梁連接。

對(duì)于高樁梁板式結(jié)構(gòu)的碼頭工作平臺(tái)，由于排架較少，在工作平臺(tái)樁以及其兩側(cè)T梁聯(lián)系墩鋼樁全部完成后，結(jié)合樁帽底模鋪設(shè)，需立即采取臨時(shí)固定措施，安裝吊筋螺栓固定型鋼主梁，在型鋼主梁上安放次梁，然后鋪設(shè)方木擱柵和木底板，形成樁帽底模平臺(tái)，底模搭設(shè)完成后，進(jìn)行樁帽鋼筋綁扎和側(cè)模板安裝。對(duì)于碼頭前沿樁帽，在底模形成以前，首先進(jìn)行前沿靠船構(gòu)件安裝，然后進(jìn)行樁帽的施工混及凝土澆筑。在樁帽混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，安裝縱梁，再搭設(shè)橫梁底模平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行鋼筋綁扎和側(cè)模安裝，在檢查無(wú)誤后進(jìn)行混凝土的澆筑。在橫梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行面板安裝、上部現(xiàn)澆面層和護(hù)輪坎的澆筑施工。對(duì)于高樁墩臺(tái)實(shí)體結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑物，在鋼管樁打設(shè)完成后，首先下層的1.5m將先期澆筑，將鋼管樁上采用吊筋螺栓固定型鋼主梁，形成底模平臺(tái)，然后進(jìn)行相應(yīng)部分的鋼筋綁扎和側(cè)模安裝，在此基礎(chǔ)上澆筑混凝土。上層結(jié)構(gòu)在墩臺(tái)澆筑完成后具有一定強(qiáng)度后，進(jìn)行上部墩臺(tái)加高或立柱的澆筑基礎(chǔ)上達(dá)到一定強(qiáng)度后安裝預(yù)應(yīng)力T梁，現(xiàn)澆面層。

工作平臺(tái)和系纜墩之間的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T梁，在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，通過(guò)水上運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。碼頭前沿的水平撐先期在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，在面板安裝完成后進(jìn)行安裝；碼頭附屬設(shè)施的安裝在碼頭結(jié)構(gòu)施工基本完成后進(jìn)行。水電及工藝管線等安裝工作分成二個(gè)部分，前期穿插在結(jié)構(gòu)施工中，完成鐵件、管道的埋設(shè)和孔道的預(yù)留，在后期集中進(jìn)行電纜和管道的敷設(shè)和調(diào)試，確保如期交付竣工驗(yàn)收。綜合用房部分的土建結(jié)構(gòu)在相應(yīng)碼頭平臺(tái)結(jié)構(gòu)完成后進(jìn)行。

總體施工工藝安排

根據(jù)設(shè)計(jì)和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，工程盡量采用目前成熟的施工工藝，同時(shí)，強(qiáng)調(diào)施工與工程目標(biāo)相協(xié)調(diào)，適應(yīng)周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，確保達(dá)到質(zhì)量和進(jìn)度要求。

水工結(jié)構(gòu)碼頭樁基設(shè)計(jì)采用了φ1000mm～φ1200mm鋼管樁，鋼管樁委托山東甬泰鋼鐵科技有限公司制作，制作拼接完成后落駁運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置定位船，以方便運(yùn)樁駁的系靠。

鋼管樁的打設(shè)，選用配置有GPS定位系統(tǒng)的奔騰樁1#打樁船或騰工2#進(jìn)行沉樁作業(yè)，配套采用德國(guó)進(jìn)口D100柴油錘。船艏向岸側(cè)拋設(shè)八字錨，船艉將海側(cè)拋設(shè)八字錨，同時(shí)，設(shè)置前后抽芯纜，進(jìn)行船體的定位。施工過(guò)程中，打樁船從運(yùn)樁樁駁上取樁，然后移船至樁位區(qū)域沉樁。對(duì)于現(xiàn)澆樁帽和現(xiàn)場(chǎng)墩臺(tái)結(jié)構(gòu)，采用鋼抱箍加吊桿螺栓最終固定主梁，鋪設(shè)次梁及方木格柵和木底板形成底模平臺(tái)。碼頭和系纜墩等現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板采用膠合模板，在施工中，盡量減少模板的接縫，提高構(gòu)件的外觀質(zhì)量。系纜墩及綜合樓平臺(tái)墩體分兩次澆筑，第一層高度為1.5米，根據(jù)設(shè)計(jì)要求在其頂層設(shè)置Φ16@200鋼筋網(wǎng)片，樁帽、橫梁、聯(lián)系墩一次澆筑完成。碼頭和引橋護(hù)輪坎、現(xiàn)澆面層等附屬設(shè)施，將采取一系列措施保證工程質(zhì)量和施工進(jìn)度的順利進(jìn)行，力爭(zhēng)盡早完成施工。

對(duì)于碼頭靠船構(gòu)件、縱梁、面板等預(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)，進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的制作；現(xiàn)場(chǎng)制作構(gòu)件預(yù)制臺(tái)座，模板采用膠合板，保證構(gòu)件的外觀質(zhì)量，同時(shí)配備起重設(shè)備和相應(yīng)的構(gòu)件儲(chǔ)存堆場(chǎng)。受現(xiàn)場(chǎng)條件制約，對(duì)于預(yù)應(yīng)力T梁采取現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，由水上運(yùn)輸船運(yùn)輸，預(yù)制構(gòu)件安裝采用起重船進(jìn)行?，F(xiàn)澆混凝土供應(yīng)全部采用水上澆筑的方法，將采用攪拌船進(jìn)行混凝土的澆筑。所有上部結(jié)構(gòu)的底面和側(cè)面混凝土表面按設(shè)計(jì)和防腐規(guī)范要求需涂刷硅烷浸漬防腐層。鋼筋加工在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)施區(qū)進(jìn)行，通過(guò)駁岸碼頭裝船運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)。

硅烷浸漬在工程中的應(yīng)用

從上世紀(jì)七八十年代起，“硅烷浸漬”技術(shù)歐美、澳大利亞等國(guó)已大量應(yīng)用。硅烷是美國(guó)公路路橋防護(hù)中最廣泛采用的防腐方案。據(jù)1994年《美國(guó)高速公路研究設(shè)計(jì)計(jì)劃NCHRP 》第209號(hào)論壇中的調(diào)查資料顯示，全美國(guó)各州高速公路路橋防護(hù)中采用最多的是硅烷浸漬防護(hù)技術(shù)，占到33%以上。

在北歐，德國(guó)巴伐利亞16座混凝土橋梁保護(hù)項(xiàng)目、瑞士FURSTENLAND大橋、Meggenhus大橋、瑞典Nordre河大橋及斯德哥爾摩市24座橋梁、比利時(shí)澤布勒赫港碼頭等眾多工程中，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)踐試驗(yàn)，可以認(rèn)為，硅烷憎水浸漬保護(hù)有效時(shí)間至少可持續(xù)15年。

在亞洲的日本Asai Okumiomote大壩、新加坡樟宜碼頭、馬來(lái)西亞濱城二橋等眾多工程硅烷浸漬技術(shù)的應(yīng)用都取得良好的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益。

硅烷浸漬工藝（圖1為硅烷浸漬施工工藝流程圖）具有優(yōu)異的防水性及防氯離子滲透性、紫外線穩(wěn)定性，減少風(fēng)化損壞、透氣性，減少凍一融損害、無(wú)色，均勻，中性外觀、耐久性強(qiáng)，長(zhǎng)效保護(hù)。

在國(guó)內(nèi)外工程領(lǐng)域，硅烷浸漬的長(zhǎng)期防腐性效果受到工程人員的普遍關(guān)注，普遍應(yīng)用于如海工所處惡劣環(huán)境的混凝土工程中。目前除了港口碼頭及其他海工項(xiàng)目等工程，在鐵路/公路/市政橋梁、核電/電力、機(jī)場(chǎng)跑道、鹽漬土地及海上電力輸變線基礎(chǔ)、北方凍融及使用除冰鹽環(huán)境、西南酸雨環(huán)境下等混凝土結(jié)構(gòu)也得到大規(guī)模的應(yīng)用。從最初的新建項(xiàng)目防護(hù)也擴(kuò)展在維修加固工程維護(hù)使用。從過(guò)去重大基礎(chǔ)工程應(yīng)用擴(kuò)展到一些工民建甚至沿海商業(yè)建筑開發(fā)項(xiàng)目混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)單位正在進(jìn)行青藏高原海拔地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性涂裝保護(hù)體系研究中，硅烷浸漬技術(shù)及氟硅涂裝體系也是首先的技術(shù)選擇方向。

參考文獻(xiàn)：

【1】《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》

【2】《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》

【3】《建筑防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

【4】《建筑防腐蝕工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》

（作者單位：上海交通建設(shè)總承包有限公司）