小議重力式沉箱碼頭施工工藝

葛海旺

摘 要 本文主要對重力式沉箱碼頭的施工工藝進行了深入的分析，探尋加強施工質量控制的有效措施。

關鍵詞 重力式沉箱碼頭；施工工藝；質量控制措施

中圖分類號 U6 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）06-0059-01

隨著港口工程建設的不斷發(fā)展，重力式沉箱碼頭在施工的過程中得到了廣泛的應用，不僅在整體性和耐久性方面具有獨特的優(yōu)勢，也能夠承擔較大的荷載壓力，在后期維護時所需要的費用也比較少。在重力式沉箱碼頭的施工中，出運和安裝是關鍵的施工環(huán)節(jié)，在具體的操作時，應充分掌握工程的地質條件和自然因素，選取相應的船機設備以及施工工藝，而科技的發(fā)展也為重力式沉箱碼頭的施工提供了相應的技術支持。在進行港口碼頭建設的過程中，應嚴格按照施工方案的要求，分析在施工中存在的技術要點，來有效提高碼頭建設的質量。

1 工程案例

某港口工程位于渤海南岸，根據(jù)區(qū)域內的規(guī)劃擬建設5萬噸的通用泊位，其數(shù)量為3個，水工結構設計時按照10萬噸級。在與岸順接的部位應用直立岸壁的形式，將壁長設計為122m，在施工范圍的岸線的總體長度為891m，碼頭岸線的長度是769m。經過技術人員對施工現(xiàn)場地質條件的勘測，在基層中含水量相對比較大，具有一定的流變性，因此，必須要按照規(guī)定的標準對此加以處理，避免對施工質量產生影響。碼頭工程位于遠離海岸的部分，邊坡結構穩(wěn)定。在碼頭建設施工的過程中采用重力式沉箱結構，根據(jù)工程的具體情況，制定沉箱出運和安裝的方案，在沉箱安裝時擬采用氣囊出運上塢的工藝。此外在該工程建設的過程中，根據(jù)實際情況設計為3種規(guī)格的沉箱，來保證港口建設的質量。

2 重力式沉箱碼頭的施工工藝分析

2.1 重力式碼頭基床處理

在碼頭工程施工開始之前應根據(jù)實際的情況對基床進行處理，首先是開挖基槽，一般在此過程中需要用到抓斗式挖掘泥船，將在基層處的淤泥挖掘出來并運送至指定的位置，對于在基床處存在的硬度較大的巖石，可預先進行浸泡，并將抓斗的重量提升。其次是進行拋石基床施工，所用的石塊材料為10kg～100kg，必須保證石塊的強度與施工要求的保持一致，隨后按照規(guī)范進行夯實處理，夯擊能保持在150kJ以上，根據(jù)具體的情況設置泄水孔。

2.2 沉箱的預制

沉箱預制的模板中，其結構設計的強度必須要能夠滿足施工的要求，在底胎膜的結構中分為上下兩層，下層是砼結構，在上層形成若干個隔艙，隔艙內部鋪設砂墊層工作面，并在上部安置光面膠合板以及纖維板，在底胎膜出可直接將底板鋼筋綁扎成型。其次是內模板的安裝，內模板一般分為三層，將每層的高度控制在3m以內。在進行砼澆筑時采用分層澆筑的方式，盡量避免在澆筑的過程中出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象，否則會在表層形成工作縫，影響沉箱的穩(wěn)定性能。砼澆筑施工與內模板安裝同時進行，為了保證砼澆筑的連續(xù)性，應嚴格控制每層模板安裝的時間，將其控制在在2h以內。

2.3 沉箱出運

1）沉箱頂升。在沉箱出運的過程中需要用到氣囊、卷揚機、船舶設備等，應先根據(jù)施工的具體要求確定所需設備的規(guī)格和數(shù)量，保證出運工作能夠順利的進行。在沉箱頂升之前，由于頂升氣囊對于施工場地的要求相對比較高，禁止出現(xiàn)地面強度不足導致在頂升的過程中出現(xiàn)地基下陷的情況，并確保地面不存在比較尖銳的物體，避免出現(xiàn)頂升氣囊被刺破的問題。隨后進行頂升氣囊的安裝，并按照規(guī)定的要求進行連接固定，在氣囊頂升時送其管路應保證通暢，一般頂升氣壓比理論氣壓高0.1MPa～0.3MPa。

2）沉箱運移。在沉箱頂升的高度在墊木之上2cm時，在沉箱地下安置墊木，按照設計方案確定的位置和數(shù)量對沉箱進行固定支撐，同時將底部的雜物清理干凈，如果邊緣的棱角過鋒利，應采用磨光機打磨平整，確保氣囊不會受到損傷。沉箱與底部之間的距離約為100cm時，捆綁鋼絲繩前后牽引，并采用塔吊進行沉箱的運移工作，在此過程中應保持穩(wěn)定前傾，合理控制運移速度，避免出現(xiàn)側移的問題。待沉箱上升的到高度達到設計值之后，將底部的墊木取出，隨后按照相應的標準將沉箱運送至浮船塢甲板。

3）沉箱固定。待沉箱到達指定位置之后，需要將枕木防止在沉箱四周，此時可以將滾動氣囊中的氣體釋放出去，使沉箱穩(wěn)定的下落在枕木之上。沉箱完全下落時可以采用裝載機把氣囊抽離出去，另外沉箱的四角應與兩側的塢墻用尼龍繩連接固定。

2.4 沉箱安裝

1）沉箱安裝前的準備。沉箱運移至施工現(xiàn)場之后，應按照規(guī)定的標準設置中沉箱存放區(qū)，并將完成的船舶站位圖繪制出來，為后期的安裝施工提供便利的條件。另外技術人員需要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況將沉箱安裝過程中吃水、浮游穩(wěn)定等方面的施工參數(shù)進行核算，并調整設備參數(shù)，檢查機械設備的性能是否存在問題，避免在安裝的過程中出現(xiàn)機械故障。在沉箱底面5m以上的位置設置吃水水尺，為沉箱安裝提供相應的指導。沉箱安裝之前還需要對基床進行再次檢查，確保其滿足施工的要求，待基床質量驗收合格之后才能進行沉箱的安裝施工。

2）沉箱起浮安裝。首先需要對沉箱的位置進行確定，在沉箱下沉的過程中需要適當?shù)淖⑺蛊渑c基床的坡度保持一致。下沉的距離可以根據(jù)水位以及吃水來進行推算，待下沉的位置與基床頂面的具體大約為1m時，采用專業(yè)的儀器粗定位沉箱位置，下沉至0.5m的距離時，暫時停止向箱內注水。調整四角高差。在粗定位的過程中如果發(fā)現(xiàn)沉箱位置偏差過大應及時調整，隨后方可繼續(xù)注水。下沉至0.3m時再次精確調整定位，盡量減少沉箱位置的誤差。

3 重力式沉箱碼頭施工質量控制措施

3.1 提高沉箱預制和出運的質量

由于重力式沉箱的體積和重量一般都比較大，所以沉箱預制工作需要在專業(yè)的場地進行，在砼澆筑的過程中盡量避免中斷現(xiàn)象，減少工作縫的出現(xiàn)，這樣既能夠保證沉箱的穩(wěn)定性，也在一定程度上節(jié)約了模板成本。另外，在出運的過程中，必須按照相關的規(guī)范來進行施工，保證拖運的穩(wěn)定性，使其處于勻速前進的狀態(tài)。為了避免在出運的過程中出現(xiàn)氣囊刺破的現(xiàn)象，還需加強對施工現(xiàn)場的清理工作。

3.2 確保沉箱安裝位置的準確性

沉箱安裝施工一般需要在落潮的時候進行，采用注水的方法使沉箱不斷下沉，在此過程中應合理的控制注水量，使沉箱吃水處于均勻的狀態(tài)，兩側的水位高差保持在2m以內。在沉箱下沉的過程中其位置的準確性是影響施工質量的重要因素，因此，需要定時采取定位的措施，及時調整沉箱位置的偏差，如果在定位時發(fā)現(xiàn)位置偏差過大的情況，可以先將錨纜收放，隨后采用手拉葫蘆的方式調整位置偏差。禁止采用將墊塊加設在沉箱底部的方式進行偏差的調整，這樣可能會導致應力集中而出現(xiàn)構件斷裂的現(xiàn)象。在沉箱安裝的位置應設置明顯的標記，禁止船舶在此處通行，確保沉箱施工的安全性。

3.3 建立完善的質量控制體系

在重力式沉箱碼頭施工的過程中，應建立起完善的質量控制體系，定期對各個環(huán)節(jié)的施工質量進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)在施工過程中存在的質量問題，并采取相應的處理措施，從整體上提高碼頭工程的施工質量。在基床石塊投入使用之前需先對其進行質量檢驗，經過浸泡之后石塊的抗壓強度應大于50MPa，石料的含泥量控制在5%以內，保證基床的穩(wěn)定性能。

4 結論

綜上所述，重型深水專業(yè)化碼頭的建設數(shù)量和規(guī)模在不斷的增大，對于其施工質量也有了更高的要求，沉箱結構的施工效率高，在水下的工程量相對比較少，廣泛地應用在碼頭工程的施工之中，能夠有效地降低施工難度，提高了碼頭的穩(wěn)定性能。在具體的施工操作中，應嚴格按照相關的標準和規(guī)定，保證沉箱安裝的質量滿足碼頭工程的需求。

參考文獻

[1]趙輝.沉箱碼頭后方棱體結構的優(yōu)化設計及主要施工工藝[J].港工技術，2011，48（2）：34-36.