淺談重力式大型沉箱結(jié)構(gòu)碼頭施工技術(shù)要點(diǎn)

李慶森

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)外貿(mào)易的不斷加強(qiáng)，許多企業(yè)原材料、成品運(yùn)輸考慮到水運(yùn)成本相對(duì)較低，相繼往沿海地區(qū)遷移。近些年來(lái)，我國(guó)沿海和內(nèi)河航運(yùn)能力也在不斷提升。重力式沉箱結(jié)構(gòu)碼頭也得到了不斷的發(fā)展與進(jìn)步，重力式沉箱結(jié)構(gòu)碼頭研究不僅需要滿(mǎn)足當(dāng)前需要，也要不斷適應(yīng)航運(yùn)和港口發(fā)展的要求，以不斷提升我國(guó)的港口吞吐能力，向深水港口方向發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。目前我國(guó)30萬(wàn)噸甚至以上深水碼頭工程選擇沉箱結(jié)構(gòu)的案例已經(jīng)比較多了，單個(gè)沉箱重量也由原來(lái)的百?lài)嵓?jí)發(fā)展到后來(lái)的千噸級(jí)，目前單個(gè)沉箱重量在2000噸甚至3000噸已經(jīng)比較常見(jiàn)。本文主要對(duì)重力式碼頭沉箱的施工技術(shù)進(jìn)行分析，主主要針對(duì)一些施工過(guò)程中的控制質(zhì)量控制要點(diǎn)。希望在大型沉箱施工技術(shù)方面注重過(guò)程管控，從技術(shù)細(xì)節(jié)出發(fā)，嚴(yán)格控制每一個(gè)施工階段，使工程品質(zhì)效益雙雙創(chuàng)收。

【關(guān)鍵詞】重力式大型沉箱結(jié)構(gòu);施工技術(shù);施工過(guò)程;質(zhì)量控制

1、前言：

我國(guó)水運(yùn)事業(yè)不斷發(fā)展，各地對(duì)水運(yùn)樞紐的需求，對(duì)港口碼頭的額吞吐量需求越來(lái)也大，隨著對(duì)外開(kāi)放的不斷加強(qiáng)，進(jìn)出口貿(mào)易量不斷增漲，以上情況都迫切的要求港口建設(shè)不斷向深水碼頭發(fā)展。重力式碼頭在我國(guó)的應(yīng)用非常廣泛，隨著碼頭發(fā)展的不斷大型化，深水化發(fā)展，以及施工設(shè)備的發(fā)展，施工能力的增強(qiáng)，重力式碼頭在大型、深水碼頭中也得到了廣泛的推廣和運(yùn)用。重力式碼頭主要有方塊、扶壁、沉箱、圓筒等結(jié)構(gòu)，大型、深水碼頭結(jié)構(gòu)選型是，沉箱和圓筒結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)勢(shì)最強(qiáng)，運(yùn)用也比較普遍。本文主要分析重力式沉箱碼頭施工的幾個(gè)要點(diǎn)。

1.1、大型沉箱預(yù)制施工

沉箱預(yù)制中比較核心的問(wèn)題是模板工藝的選擇，模板工藝以及模板制作的好壞從很大程度上決定了沉箱預(yù)制的施工方法和施工質(zhì)量的保障，也從一定程度上決定了安全管理的可控程度。隨著近些年模板制作工作的不斷發(fā)展以及施工設(shè)備的不斷進(jìn)步，我認(rèn)為，采用分層定型鋼模不僅能從質(zhì)量和進(jìn)度上得到保障，而且安全方面也相對(duì)可控。模板的加工制作根據(jù)沉箱澆筑分層的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。模板設(shè)計(jì)中幾個(gè)主要的控制要點(diǎn)：底角做45°倒角;前后趾斜面根據(jù)尺寸情況分布排氣孔并設(shè)置反壓板;沉箱分段銜接位置直接粘貼止?jié){條做止?jié){處理;采用圓臺(tái)螺母固定和支立外模和外掛施工平臺(tái);內(nèi)模板充分考慮拆模問(wèn)題。

沉箱預(yù)制澆筑施工過(guò)程中，常規(guī)的施工控制要點(diǎn)不做主要闡述，比如鋼筋綁扎質(zhì)量控制;保護(hù)厚度控制等。筆者認(rèn)為，其一是重視混凝土配合比的設(shè)計(jì)。沉箱預(yù)制的澆筑質(zhì)量首先要嚴(yán)格進(jìn)行混凝土配合比的設(shè)計(jì)，混凝土的初凝時(shí)間，粘稠度，以及施工縫、表觀質(zhì)量的控制起決定性的作用。其二是保證振搗質(zhì)量和分層澆筑厚度。施工過(guò)程中的振搗一定要按要求執(zhí)行，并且每一層振搗都應(yīng)插至底部，這樣能避免同一層混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)不規(guī)則的施工縫。其三是做好每次層混凝土之間的鑿毛，對(duì)于施工縫的處理一定要謹(jǐn)慎，萬(wàn)一出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，將對(duì)安裝造成很大的隱患，同時(shí)也影響和沉箱的抗腐蝕性，對(duì)質(zhì)量造成影響。其四，根據(jù)后續(xù)施工工藝，選擇合適的預(yù)埋。比如隔倉(cāng)間預(yù)留透水孔、預(yù)埋進(jìn)水閥門(mén)、為上部結(jié)構(gòu)施工預(yù)埋孔洞安裝模板支架等。這些都需要在沉箱預(yù)制之前考慮，并在預(yù)制過(guò)程中實(shí)施。

1.2、基槽和基床施工

重力式沉箱碼頭基槽的質(zhì)量情況關(guān)系到整體施工的完成，基槽開(kāi)挖首先應(yīng)該按設(shè)計(jì)要求的尺寸進(jìn)行開(kāi)挖，確保尺寸和深度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，然后對(duì)圖紙進(jìn)行核驗(yàn)，如圖紙與設(shè)計(jì)要求不符合，應(yīng)報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位重新核算。在基槽開(kāi)挖過(guò)程中，要盡量避免回淤，開(kāi)挖完成后及時(shí)驗(yàn)收拋石，同時(shí)可以通過(guò)基槽與停泊水域或者港池開(kāi)挖的平行施工控制，開(kāi)挖邊坡控制等措施有效控制回淤。

基床施工主要分為塊石拋填、打夯、二片石整平施工?；矑伿瓿珊?，應(yīng)對(duì)各部分進(jìn)行測(cè)量，每一段之間高差盡量控制在30cm以?xún)?nèi)，然后在按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行夯實(shí)，夯實(shí)后再次測(cè)量夯實(shí)后的標(biāo)高，需要補(bǔ)拋、補(bǔ)夯的一定要進(jìn)行補(bǔ)拋、補(bǔ)夯，夯實(shí)完成后按設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行驗(yàn)收。筆者認(rèn)為，施工過(guò)程中典型斷面的施工特別重要，它可以讓技術(shù)人員推算出該工程的拋石漂移量、夯沉量等主要指標(biāo)，準(zhǔn)確把握整平二片石的厚度?；彩┕さ馁|(zhì)量控制除了夯實(shí)質(zhì)量控制以外，二片石后的厚度也是決定基床質(zhì)量的好壞，二片石厚度過(guò)厚或者過(guò)薄都可能對(duì)沉箱安裝后的沉降或平整度形成影響，控制在25cm左右二片石厚度不管從施工難度還是施工效率都比較合適，同時(shí)也能很好的保證施工質(zhì)量，筆者認(rèn)為，大型沉箱基床施工由于沉箱自身重量比較大，不建議采用極細(xì)平，二片石細(xì)平即可。另外，如果是沉箱結(jié)構(gòu)與后方陸域回填相連的，還應(yīng)設(shè)置根據(jù)后方陸域形成回填的側(cè)壓力情況，基床施工時(shí)設(shè)置合適的倒坡，以保證沉箱受到后方側(cè)壓力后不會(huì)出現(xiàn)前傾。

1.3、沉箱出運(yùn)安裝施工

預(yù)制出運(yùn)安裝施工是重力式碼頭施工過(guò)程中非常重要的部分，也是整個(gè)工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。沉箱出運(yùn)安裝的方案選擇和設(shè)計(jì)是能否順利進(jìn)行的核心。沉箱的單體重量、尺寸、浮游穩(wěn)定性、浮游穩(wěn)定吃水、干舷高度、是否需要助浮等沉箱本身的特質(zhì)決定方案的選型，設(shè)備的選擇以及出運(yùn)安裝方式的選定。筆者認(rèn)為利用半潛駁出運(yùn)安裝是比較安全可靠的安裝方式，沉箱出運(yùn)安裝的大致流程可以分為：基床整平驗(yàn)收→沉箱上駁（半潛駁）→拖航至下潛坑水域→半潛駁下潛→沉箱出駁→沉箱移運(yùn)至安裝位置→通過(guò)壓水→測(cè)量人員復(fù)核沉箱位置→沉箱沉放→定位方駁離開(kāi)→1-2個(gè)潮水后測(cè)量人員驗(yàn)收沉箱位置→下一件沉箱。

沉箱出運(yùn)安裝除了主要策劃以外，幾個(gè)過(guò)程環(huán)節(jié)是比較重要的。其一是沉箱上駁，不管是利用什么方式移動(dòng)沉箱上駁，都需要考慮上駁碼頭標(biāo)高與所選船型、當(dāng)?shù)爻彼?guī)律、以及施工隊(duì)伍的上駁能力和速度來(lái)確定，這就要求在預(yù)制場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，尤其要側(cè)重對(duì)出運(yùn)碼頭的選擇。其二是沉箱出駁，沉箱出駁主要考慮的是水域的水深條件，可以通過(guò)船舶型深、沉箱吃水、潮水、出駁水域底標(biāo)高等計(jì)算需要的水深條件，如水深條件不足，需要設(shè)置下潛坑。其三是研究關(guān)注當(dāng)?shù)爻绷?、潮水、風(fēng)力、涌浪情況，選擇適合操作的條件進(jìn)行出駁。其四是沉箱安裝前對(duì)基床的驗(yàn)收以及確認(rèn)基床面是否有回淤的情況，基床有回淤的情況，安裝前一定要安排清理。

1.4、回填工程及混凝土胸墻工程施工

重力式大型沉箱碼頭工程中回填工程主要是指箱內(nèi)回填和后方棱體回填，沉箱安放完成后，經(jīng)歷1-2個(gè)潮水，沉箱基本趨于穩(wěn)定后，先進(jìn)行沉箱箱內(nèi)回填，一般選用回填中粗砂或回填塊石，在完成箱內(nèi)回填后，繼續(xù)觀測(cè)沉箱沉降位移情況，視情況進(jìn)行后方棱體回填。上述的施工順序一定不能倒置。并且后方棱體回填過(guò)程要根據(jù)沉箱的觀測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工，棱體回填不能向著沉箱推填，一旦造成圓弧滑動(dòng)，沉箱位移量過(guò)大，造成質(zhì)量事故。

混凝土胸墻施工的控制要點(diǎn)與常規(guī)混凝土工程控制方法一致，其中與其他工程混凝土不一樣的是，要充分考慮后方棱體回填對(duì)沉箱沉降位移的影響，盡量等沉箱位移相對(duì)穩(wěn)定后再組織實(shí)施混凝土胸墻的施工。

2、結(jié)論

重力式大型沉箱碼頭建設(shè)發(fā)展隨我國(guó)港口建設(shè)能力和建設(shè)需求的不斷增加，逐漸大型、深水化，施工質(zhì)量的過(guò)程把控在港口建設(shè)中扮演者重要的角色。而重力式大型沉箱碼頭建設(shè)過(guò)程中，影響工程質(zhì)量的環(huán)節(jié)眾多，比如沉箱預(yù)制是否優(yōu)質(zhì)、基槽開(kāi)挖是否達(dá)標(biāo)、基床沉降變化量的大小尤其是不均勻沉降、沉箱安裝的精準(zhǔn)程度等等都將對(duì)工程的整體質(zhì)量造成重大的影響，這些施工技術(shù)要求和過(guò)程的控制一環(huán)扣一環(huán)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都將對(duì)下一步的施工造成影響甚至對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量造成隱患。上述一些施工技術(shù)問(wèn)題和施工要點(diǎn)并未涵蓋沉箱碼頭建設(shè)的所需的所有控制要點(diǎn)。筆者認(rèn)為，大型沉箱碼頭的所有施工技術(shù)是我們比較常用的一些技術(shù)措施，但是隨著沉箱的大型化發(fā)展，對(duì)施工技術(shù)細(xì)節(jié)和過(guò)程的控制就顯得尤其重要，并且沉箱施工涉及的技術(shù)問(wèn)題比較多，在一個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)周期里，要把每一個(gè)細(xì)節(jié)都處理到位，需要項(xiàng)目建設(shè)的每一個(gè)技術(shù)人員和管理人員持之以恒的去把握每一個(gè)細(xì)節(jié)，確保工程質(zhì)量，鑄造精品工程。

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（作者單位：中鐵廣州工程局集團(tuán)有限公司）