北海救助基地碼頭結(jié)構(gòu)修復(fù)加固設(shè)計(jì)探討

張鵬

（交通運(yùn)輸部救助打撈局，北京 100736）

救助基地是統(tǒng)籌國(guó)家海上應(yīng)急救助資源、協(xié)調(diào)轄區(qū)救助力量、提升應(yīng)急救援效能的重要岸基支撐，完善的基地建設(shè)和硬件支持，是國(guó)家專業(yè)救助隊(duì)伍履行好國(guó)家賦予的救撈職責(zé)的重要保障。為進(jìn)一步提高我國(guó)水上交通安全監(jiān)管和救助能力，有效履行國(guó)際公約和維護(hù)國(guó)家權(quán)益，切實(shí)保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，國(guó)家陸續(xù)投入資金對(duì)建于上世紀(jì)的部分救助基地進(jìn)行改造，修復(fù)加固碼頭，改造基礎(chǔ)設(shè)施，不斷完善救助基地功能。本文以南海救助局北海救助碼頭改造為例，對(duì)老碼頭的加固修復(fù)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

1 老碼頭現(xiàn)狀

南海救助局北海救助基地位于廣西北海市，主要負(fù)責(zé)北部灣海區(qū)海上人命救助、環(huán)境救助和財(cái)產(chǎn)救助，承擔(dān)國(guó)家指定的特殊的政治、軍事、科研、救災(zāi)等搶險(xiǎn)救助救援任務(wù)，為救助直升機(jī)、大型救助船舶值班待命提供支持保障。基地按一次規(guī)劃、分期實(shí)施的原則分二期進(jìn)行建設(shè)。一期工程于1999年建成并投入使用，至今近20年。一期工程建設(shè)內(nèi)容主要有救助船碼頭泊位長(zhǎng)91m，及簡(jiǎn)易的業(yè)務(wù)樓、堆場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)等配套設(shè)施。碼頭泊位只能滿足一艘4400kW海洋救助船的停泊。由于一期工程投入使用時(shí)間已較長(zhǎng)，碼頭港池、航道出現(xiàn)大量淤積，上部結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)施破損嚴(yán)重，碼頭結(jié)構(gòu)檢測(cè)顯示老碼頭扶壁分縫處存在漏砂現(xiàn)象，尤其是老碼頭西南端，碼頭扶壁與西南護(hù)岸的方塊結(jié)構(gòu)之間縫隙較大，漏砂尤其嚴(yán)重；碼頭胸墻迎水面和護(hù)輪坎多處出現(xiàn)混凝土破損開(kāi)裂現(xiàn)象，已影響到泊位的安全使用，必須進(jìn)行碼頭修復(fù)加固。

圖1 北海救助基地一期碼頭位置

2 設(shè)計(jì)原則

以國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求和檢測(cè)報(bào)告為依據(jù)[1][2][3]，綜合考慮碼頭使用要求、結(jié)構(gòu)狀況、周邊環(huán)境、技術(shù)可靠性、結(jié)構(gòu)耐久性以及后期維護(hù)方便和維護(hù)費(fèi)用低廉等因素，使該泊位經(jīng)過(guò)修復(fù)后恢復(fù)原設(shè)計(jì)荷載使用要求。結(jié)構(gòu)修復(fù)完成后，對(duì)修復(fù)構(gòu)件采取涂層防腐措施，提高碼頭結(jié)構(gòu)耐久性。

3 碼頭結(jié)構(gòu)存在的主要問(wèn)題

根據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及結(jié)果分析，北海基地碼頭結(jié)構(gòu)主要存在以下問(wèn)題：

（1）碼頭現(xiàn)澆胸墻迎水面以及胸墻交接部位多處出現(xiàn)混凝土開(kāi)裂、破損及錯(cuò)位等缺陷。

（2）碼頭部分方塊存在外錯(cuò)現(xiàn)象，并與扶壁之間的間隙較大，間隙有漏砂現(xiàn)象。

（3）系船柱銹蝕嚴(yán)重，管道蓋板、橡膠護(hù)舷等丟失。

圖2 碼頭扶壁與方塊結(jié)構(gòu)上部間隙

圖3 碼頭扶壁與方塊結(jié)構(gòu)下部間隙

圖4 碼頭扶壁與方塊間隙下部漏砂

圖5 碼頭護(hù)輪坎、系船柱現(xiàn)狀

4 碼頭修復(fù)加固

據(jù)檢測(cè)報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)不同的修復(fù)內(nèi)容設(shè)計(jì)了不同的修復(fù)方案。

4.1 碼頭結(jié)構(gòu)分縫處漏砂修復(fù)

原碼頭主體為扶壁結(jié)構(gòu)，其中西南端與西南護(hù)岸相交處，為“品”字型方塊結(jié)構(gòu)，水工結(jié)構(gòu)后方以中粗砂為回填料。在使用多年后，因多種原因，扶壁與扶壁之間、扶壁與方塊之間縫隙變大，破壞了兩者之間的倒濾結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致后方回填砂通過(guò)縫隙流向碼頭前沿，后方陸域亦同步出現(xiàn)局部塌陷。尤其是扶壁與方塊結(jié)構(gòu)相交處，因方塊存在位移，原有安裝縫隙變大，根據(jù)檢測(cè)單位報(bào)告，目前上部胸墻間隙為13cm，下部方塊和扶壁間隙為10cm，均大于設(shè)計(jì)值2cm和4cm。同時(shí)檢測(cè)報(bào)告顯示方塊有外錯(cuò)現(xiàn)象，后方回填料亦存在一定程度下陷（圖6）。

圖6 碼頭西南端部立面圖

從檢測(cè)報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)情況分析，漏砂主要集中在扶壁接縫處、扶壁與方塊接縫處，為解決后方回陸域填砂漏問(wèn)題，考慮對(duì)扶壁與扶壁之間、扶壁與方塊之間所有分縫位置均進(jìn)行修復(fù)處理。在回灌后方陸域砂體后，不破壞原陸域堆場(chǎng)的情況下，堵漏主要方法是采用化學(xué)灌漿對(duì)接縫區(qū)域的砂體凝固化，形成堵體，達(dá)到堵漏的目的[4]。針對(duì)這一處理方法，對(duì)形成堵體位置的不同，現(xiàn)階段提出了兩個(gè)修復(fù)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)各方面比選。

方案一：采用水泥漿對(duì)原倒濾腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行灌漿處理。

對(duì)扶壁原倒濾腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行灌漿處理。在離碼頭前沿線約1m的位置，兩接縫反濾井上方以鉆進(jìn)方式鉆兩個(gè)孔，穿透上部胸墻及碎石倒濾層，并下探至井底，放入注漿管，通過(guò)高壓注漿機(jī)從井底開(kāi)始注漿，直至水泥漿溢出。待水泥漿與井內(nèi)原有碎石凝結(jié)為一個(gè)整體，則可有效封堵后方中粗砂繼續(xù)沿縫隙流出。為防止施工過(guò)程中水泥漿沿縫隙流出，可在碼頭前沿縫隙處臨時(shí)設(shè)鋼板阻擋，待水泥漿凝固后再拆除，同時(shí)在水泥漿中添加水下不分散混凝土絮凝劑，可有效增加漿料的抗分散性。另外，由于碼頭西南端部扶壁與方塊及方塊與方塊之間的縫隙較大，漏砂比較嚴(yán)重，本次考慮在方塊后連續(xù)灌漿，形成一道帷幕。

圖7 碼頭交接縫漏砂修復(fù)斷面示意圖（方案一）

方案二：采用水泥-水玻璃雙液注漿方式對(duì)倒濾腔后回填砂進(jìn)行灌漿處理[5]。

對(duì)扶壁原倒濾腔后方回填砂進(jìn)行灌漿處理。在離碼頭前沿線約2.2m的位置，兩接縫反濾井后方以鉆井方式鉆1個(gè)孔，穿透上部胸墻及碎石倒濾層，利用最低潮，下灌漿導(dǎo)管到最深處，把事先配制好的漿液慢慢壓入，當(dāng)灌漿的滲徑達(dá)到兩側(cè)扶壁后方出現(xiàn)固化，以保證反濾井后方圍成的空間能夠形成一個(gè)與扶壁極為密切的堵體，然后導(dǎo)管慢慢上提，直到完成漿液導(dǎo)入，從下到上形成一條水泥砂漿柱體為止。另外，由于碼頭西南端部扶壁與方塊及方塊與方塊之間的縫隙較大，漏砂比較嚴(yán)重，本次考慮在方塊后連續(xù)注漿，形成一道帷幕。見(jiàn)圖8。

圖8 碼頭交接縫漏砂修復(fù)斷面示意圖（方案二）

方案一、二均能解決碼頭漏砂問(wèn)題，方案一主要是對(duì)原倒濾腔內(nèi)倒濾碎石進(jìn)行灌漿固化。但倒濾腔尺寸較大，要達(dá)到固化腔內(nèi)的碎石需對(duì)腔內(nèi)設(shè)置兩處注漿孔進(jìn)行注漿。因倒濾腔離碼頭前沿較近，注漿時(shí)需設(shè)置臨時(shí)鋼板阻擋防止水泥漿從碼頭前沿縫隙流出，但碼頭前沿水深約10米，臨時(shí)鋼板設(shè)置施工難度較大。另外，倒濾腔內(nèi)灌漿容易受水流，水壓力的影響，灌漿的質(zhì)量控制較難。方案二主要是對(duì)原倒濾腔縫隙后方回填中粗砂進(jìn)行灌漿固化。只需設(shè)置一處注漿孔使倒濾腔后方形成一個(gè)與扶壁極為密切的堵體。因在倒濾腔后灌漿，離碼頭前沿較遠(yuǎn)，受水流和水壓力影響較小，堵體的成型速度快，質(zhì)量能較方案一好控制。另外，工程造價(jià)較方案一低。

綜上所述，經(jīng)比較本階段推薦方案二。

4.2 胸墻及護(hù)輪坎改造

根據(jù)檢測(cè)報(bào)告，碼頭現(xiàn)澆胸墻迎水面多處出現(xiàn)斜向裂縫和垂向裂縫，其上部護(hù)輪坎也多處破損，損壞嚴(yán)重。損壞部位均在水管溝海側(cè)管溝壁上，該管溝壁上需安裝橫向橡膠護(hù)舷，本階段采用將水管溝管溝壁、護(hù)輪坎拆除后重新澆筑的方式進(jìn)行改造，同時(shí)對(duì)管溝內(nèi)水、電管線進(jìn)行改造更換。

4.3 附屬設(shè)施改造

碼頭橫向D300H橡膠護(hù)舷全部丟失可能因水平向橡膠護(hù)舷與豎向橡膠護(hù)舷之間間距大引起，為改善水平向橡膠護(hù)舷的耐久性，水平向橡膠護(hù)舷選用改良D型橡膠護(hù)舷GD300H（L=2000），并在原豎向橡膠護(hù)舷上部位置新增DA-A400H（L=1000）橡膠護(hù)舷。

鑒于碼頭系船柱銹蝕嚴(yán)重，且一期、二期系船柱處護(hù)輪坎設(shè)置型式不同，為使碼頭前沿結(jié)構(gòu)整體統(tǒng)一，將原碼頭系船柱拆除后重新更換，系船柱位置護(hù)輪坎連續(xù)布置，便于碼頭使用和統(tǒng)一管理。

5 結(jié)語(yǔ)

北部灣海區(qū)是我國(guó)沿海臺(tái)風(fēng)災(zāi)害和海難事故多發(fā)水域，為確保救助船舶的停靠、補(bǔ)給，保障水上人命財(cái)產(chǎn)安全，北海救助基地一期工程已于1999年建成投入使用，受臺(tái)風(fēng)破壞和海水侵蝕影響，一期碼頭出現(xiàn)局部漏砂破損、配套設(shè)備老化等現(xiàn)象，急需進(jìn)行加固修復(fù)。本文探討了兩種不同設(shè)計(jì)方案在施工難度、加固效果、經(jīng)濟(jì)性等方面的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)同類(lèi)型老舊碼頭的修復(fù)加固具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。