內(nèi)河交通船閘靠船墩改造方案研究

郭明明

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內(nèi)河交通船閘靠船墩改造方案研究

郭明明

（徐州市航道管理處，江蘇 徐州 221000）

有些內(nèi)河交通船閘經(jīng)過近40年的使用，靠船墩已出現(xiàn)不同程度的損壞，存在著較大的安全隱患，已不能滿足船舶?？康囊蟆Ｍㄟ^對內(nèi)河交通船閘靠船墩存在的問題進行分析，在不斷航的情況下，提出2種靠船墩加固改造方案，對這2種方案的優(yōu)缺點從多方面進行了分析，確定了最適宜的改造方案，進而對施工中關(guān)鍵節(jié)點提出了相應(yīng)的技術(shù)措施。

靠船墩；船舶；水運事業(yè)；鋼護角

1 概述

20世紀(jì)80年代，隨著改革開放不斷深入，水運事業(yè)受到高度重視，陸續(xù)建成一批內(nèi)河交通船閘，充分發(fā)揮水運低成本、低污染、低能耗、高運量等優(yōu)勢，推動了水運事業(yè)的蓬勃發(fā)展。這些船閘經(jīng)過多年的使用，由于船舶碰撞、船行波、水流的長期沖刷、風(fēng)蝕等原因，水工建筑物已明顯出現(xiàn)不同程度的損害，部分漿砌塊石靠船墩墩身已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的破壞，存在著很大的安全隱患。

2 靠船墩存在的主要問題

2.1 墩體斷裂

近年來，水運事業(yè)發(fā)展迅速，船舶大型化趨勢明顯，大型船操作特點是慣性大、舵性差，為了確保安全?？?，對船閘的?？吭O(shè)施的要求非常高。內(nèi)河交通船閘靠船墩大多數(shù)為漿切塊石結(jié)構(gòu)的墩體，抗碰撞能力相對較差，在船舶劇烈碰撞后發(fā)現(xiàn)靠船墩墩體斷裂的現(xiàn)象。

2.2 墩體臨水面塊石磨損、脫落嚴(yán)重

船閘靠船墩原設(shè)計中，均采用了鋼護角，在船舶長期碰撞、摩擦情況下出現(xiàn)了脫落、損壞的情況，大部分靠船墩臨水面出現(xiàn)不同程度的漿砌塊石脫落現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的原因一方面是鋼護角的錨筋數(shù)量不夠，在出現(xiàn)鋼護角脫落沒有及時修復(fù)情況下，船舶再次碰擦導(dǎo)致塊石脫落；另一方面，漿切塊石自身硬度不足，砂漿標(biāo)號偏低。

2.3 系船鉤損壞脫落

近年來，交通船閘靠船墩上的系船鉤損壞、脫落的現(xiàn)象時有發(fā)生，出現(xiàn)系船鉤的鉤頭被損壞、系船鉤整體脫落的現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的主要原因有2個方面：①船舶的大型化使得其系纜力變大，超過其設(shè)計值，進而出現(xiàn)損壞、脫落的現(xiàn)象；②由于漿砌塊石脫落嚴(yán)重，當(dāng)原系船鉤脫落后無法安裝新的系船鉤，這對船舶安全?？吭斐闪撕艽蟮挠绊?。

3 方案比選

由于靠船墩維修具有的特殊性，受其結(jié)構(gòu)形式、地基承載力、水文條件等的影響，靠船墩的維修加固方案很難用一種固定的模式來設(shè)計，應(yīng)根據(jù)船閘現(xiàn)場的實際情況來制訂可行的方案。近年來，陸續(xù)對京杭運河上的多座船閘靠船墩進行維修加固，保證了船閘的安全運行。對內(nèi)河交通船閘靠船墩的加固改造工程，提出了以下2種不同的設(shè)計方案。

圖1 靠船墩改造方案一

方案一：拆除原靠船墩設(shè)計水位以上的墩身，預(yù)制鋼筋混凝土套箱，套箱迎水面留有倒角，四面均擱置在底板上，套箱頂高于設(shè)計水位0.5 m。套箱安裝就位后澆筑下部混凝土，新澆筑混凝土與原漿砌塊石銜接處采用植筋連接，套箱上部重新澆筑墩身至原墩頂高。施工中套箱起到圍堰和模板的作用，施工完成后作為靠船墩墩身的一部分，與混凝黏結(jié)在一起形成一個整體。具體方案如圖1所示。

方案二：拆除原靠船墩設(shè)計水位以上的墩身，拆除部分新澆筑混凝土，新澆筑混凝土與原漿砌塊石銜接處采用植筋連接，改造后靠船墩與原靠船墩形狀尺寸一致。具體方案如圖2所示?？看崭脑煸O(shè)計方案優(yōu)缺點如表1所示。

圖2 靠船墩改造方案二

表1 靠船墩改造設(shè)計方案優(yōu)缺點分析表

方案一（鋼筋混凝土套箱）方案二（部分拆除墩身恢復(fù)） 優(yōu)點整體性較好耐久性較好墩體抗撞性較好工程投資較小施工較為簡單，便于質(zhì)量控制 缺點工程投資較大施工工藝較為復(fù)雜，質(zhì)量控制要求更高整體性、耐久性較差墩體抗撞性較差

表1從多方面對2個方案進行比選，從整體性方面來看，船舶大型化后，對靠船墩抗船舶撞擊能力和耐久性要求越來越高，方案一的整體性要更好，抗撞能力更強；從船閘的重要程度來看，方案一投資費用較高，但是后期運行中養(yǎng)護費用會減少，從長遠(yuǎn)考慮還是合適的；從施工工藝方面看，方案一施工工序較為復(fù)雜，但只要合理安排施工工序，加強質(zhì)量控制，便能保質(zhì)保量地完成。通過以上的分析，最終選擇方案一。

4 施工中關(guān)鍵節(jié)點的主要措施

靠船墩加固改造工程在施工中關(guān)鍵節(jié)點很多，本文主要討論施工時機、墩體的探摸、套箱的安裝、混凝土澆筑等。

4.1 盡量安排在低水期施工

設(shè)計中套箱頂高程在設(shè)計水位之上0.5 m處，現(xiàn)實中的施工水位是實時變化的，如果施工水位與套箱頂高程之差低于0.5 m，就會影響到套箱內(nèi)混凝土的澆筑，施工水位過高的情況下要采取在套箱頂加鋼板圍堰的施工方案，此方案不僅增加了工程投資，也影響了靠船墩的美觀。所以，盡量安排在低水位期施工。

4.2 對靠船墩的墩體底部進行2次探摸

由于靠船墩建設(shè)年代較長，在預(yù)制套箱前進行第一次探摸，一定要安排潛水員對每一個靠船墩的結(jié)構(gòu)尺寸進行現(xiàn)場探摸，摸清靠船墩底板的長度、寬度、墩身底部的長度及寬度，確保預(yù)制套箱尺寸準(zhǔn)確無誤；墩體拆除后應(yīng)及時清理航道，用挖泥船清除落入航道內(nèi)的塊石和碎石；然后進行第二次探摸，以保證靠船墩墩底周圍的淤泥、碎石等已清理干凈，保證基礎(chǔ)平整，以確保套箱能夠順利安裝。

4.3 預(yù)制一個與套箱相同的框架試吊裝

如果墩底清理不干凈、基礎(chǔ)不平整，則會導(dǎo)致安裝套箱出現(xiàn)偏差。具體的施工方案是先用角鋼制作一個與套箱外圍一樣尺寸的框架。在套箱吊裝之前，先用此框架試吊一下，如果框架放置平穩(wěn)，則說明基礎(chǔ)處理平整；否則，對基礎(chǔ)再次進行處理，然后安裝套箱。

4.4 套箱的安裝

由于套箱的體積大、質(zhì)量大，在安裝套箱時可選擇200 t的浮吊船，此船精確定位比較困難，在安裝套箱時容易出現(xiàn)偏差。具體的施工方案是在套箱安裝階段沿軸線位置鉆2個孔，放2根軸線定位標(biāo)志，以方便安裝套箱過程中的控制。浮吊船停在迎水面一側(cè)，用纜繩固定，浮吊船先將套箱粗略安裝到位后再提起，讓套箱脫離底板，利用挖泥船在套箱一側(cè)推或拉動，同時，用全站儀對套箱進行觀測，測量套箱的軸線、垂直度和橫向位置，反復(fù)調(diào)整套箱位置，以確保安裝到位。

4.5 在套箱倒角處預(yù)留振搗孔

套箱倒角處混凝土的振搗是施工的難點，為了確保混凝土振搗到位，在距倒角模板底部約1 m處開設(shè)4個方孔，將振搗器從此孔中放入振搗。混凝土澆筑后先用附著式振搗器進行振搗，為混凝土的表面提漿，然后再用插入式振搗器進行振搗，確保混凝土振搗密實。待混凝土澆筑到預(yù)留方孔底部時，需要將此方孔封閉，然后繼續(xù)澆筑上一層混凝土。此種施工方法，有利于確?；炷琳駬v密實、減少倒角處表面氣孔及蜂窩的現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

內(nèi)河航道的發(fā)展對地方經(jīng)濟發(fā)展有著很大的促進作用，在保證船閘安全暢通的同時，也要保證船閘助航設(shè)施的完好，靠船墩是保證船舶安全?？康闹匾皆O(shè)施。內(nèi)河老舊船閘靠船墩已陸續(xù)出現(xiàn)很多質(zhì)量問題。通過對船閘靠船墩的加固改造方案進行比選，選擇了安裝套箱的改造方案，此方案整體性、抗撞性、耐用性較好。此外，對工程施工中關(guān)鍵節(jié)點給予一些實用性的技術(shù)建議，為以后類似工程提供參考。

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［2］于洪付，孫廣華，周長寶 .混凝土澆筑搗實淺析［J］.黑龍江科技信息，2012（04）：295.

2095－6835（2018）18－0091－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.091

〔編輯：張思楠〕