碼頭護(hù)舷豁口止控水箱干法混凝土施工技術(shù)探究

◎周爾蕾 龔靜 江西省路港工程有限公司

混凝土水下筑澆施工是碼頭工程施工中一項(xiàng)技術(shù)難度相對(duì)較大的技術(shù)項(xiàng)目。常規(guī)該環(huán)境混凝土筑澆操作中，存在不易支模、海水砼料觸接控制較難、水下作業(yè)量大、施工安全風(fēng)險(xiǎn)高、筑澆質(zhì)量保證難等工程問(wèn)題。本研究所探討的止控水箱干法混凝土施工技術(shù)，對(duì)解決上述工程問(wèn)題，具有增強(qiáng)施工安全，節(jié)約工程成本，保證工程操作效率和質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)。

1.案例碼頭簡(jiǎn)介

案例碼頭位于我國(guó)南方某港區(qū)，區(qū)域常波向SW向，頻率在13.18%；常風(fēng)向S向，頻率在17.16%，6級(jí)風(fēng)頻率在13.18%左右。碼頭方向坐南朝北，為順岸重力沉箱型碼頭。橡皮護(hù)舷豁口的混凝土筑澆施工系屬碼頭工程的一個(gè)分項(xiàng)工程。案例碼頭護(hù)舷豁口采取現(xiàn)場(chǎng)混凝土筑澆施工。就場(chǎng)地自然條件而言，該碼頭盡管工程水域有防波堤遮擋，但由于水域面積相對(duì)較大，故工程施工受風(fēng)浪的影響相對(duì)較大，混凝土現(xiàn)場(chǎng)筑澆有效施工日較少。

2.護(hù)舷豁口及其質(zhì)量重要性

護(hù)舷豁口位處沉箱上部，考慮到該區(qū)域沉箱裝配和護(hù)舷施工需要，相比于其他區(qū)域的沉箱高度，該區(qū)域沉箱預(yù)制高度要適當(dāng)?shù)鸵恍?。在所有沉箱完成按裝后，在須裝配護(hù)舷的區(qū)域構(gòu)成一處豁口，該豁口位處碼頭沉箱與碼頭胸壁間的水位多變區(qū)域，工程上稱作護(hù)舷豁口。裝配護(hù)舷時(shí)，須通過(guò)混凝土現(xiàn)場(chǎng)筑澆給予固定和豁口填平。

護(hù)舷豁口混凝土筑澆施工質(zhì)量的優(yōu)劣，直接關(guān)系到下沉箱與上胸壁的整體質(zhì)量，是碼口工程施工中的一個(gè)重要子項(xiàng)工程。一旦該處混凝土筑澆施工質(zhì)量不合格，就會(huì)造成護(hù)舷裝配不牢固，海水侵蝕混凝土速率加快等工程病害或隱患。護(hù)舷裝配不牢固會(huì)使護(hù)舷容易被波浪沖毀，造成靠船時(shí)船舶安全及碼頭墻身的穩(wěn)定性受到威脅。所以在護(hù)舷豁口區(qū)域做好混凝土筑澆施工具有重要意義。

3.護(hù)舷豁口干法筑澆施工技術(shù)

3.1 操作流程

（1）水箱技術(shù)配置。案例碼頭護(hù)舷豁口混凝土筑澆施工，依據(jù)豁口大小，選用長(zhǎng)、寬、高分別為7m、1.5m、2 m的止控水箱。為達(dá)密封阻滲功效，在沉箱與止控水箱觸接區(qū)域，用5cm×3cm止防水橡膠條緊密接連。為提高止控水箱的載承力，在止控水箱兩側(cè)配置兩個(gè)桁架。止控水箱中央空出的部分，為施工操作區(qū)。止控水箱底部配置兩個(gè)集水井，井內(nèi)配置1.5kw潛水泵，以保證止控水箱內(nèi)無(wú)積水，確保施工質(zhì)量與效率。

（2）水箱裝配操作。應(yīng)注意裝配止控水箱的時(shí)機(jī)，多以低潮位時(shí)段裝配為宜，因?yàn)榇藭r(shí)區(qū)域水位相對(duì)低于箱底高度，此時(shí)裝配操作，止控水箱內(nèi)不易發(fā)生積水。

選用25噸汽車吊，實(shí)施止控水箱吊調(diào)裝配。吊裝下水前，打開(kāi)止控水箱底閥，使下水時(shí)水箱內(nèi)外保持水壓平衡。吊點(diǎn)配置和擇選要經(jīng)過(guò)計(jì)算，避免因吊點(diǎn)過(guò)少而引發(fā)箱體提拉不均勻而導(dǎo)致形變。結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，吊點(diǎn)間距宜控制在1m以內(nèi)。降落要穩(wěn)，要慢，在達(dá)到所需施工高度時(shí)，吊車扒桿抬起，使止控水箱接近沉箱前緣。此操作要避免水箱防水膠條摩擦沉箱前緣而遭致?lián)p壞。

下一步工作分兩步開(kāi)展，第1步將止控水箱上口跟沉箱前部緊密相連，第2步將止控水箱下口跟沉箱前部緊密相連。上述裝配操作實(shí)現(xiàn)后，確認(rèn)止控水箱的密封狀態(tài)，觀察有無(wú)人眼可見(jiàn)漏水縫，并應(yīng)當(dāng)場(chǎng)及時(shí)給予封堵處理。

（3）施工降水。止控水箱裝配實(shí)現(xiàn)后，將止控水箱底部閥門(mén)關(guān)閉，密封止防水槽，根據(jù)觀察止控水箱內(nèi)水面是否水平，以判斷其底部是否垂直于沉箱，然后以千斤頂給予必要微調(diào)，使止控水箱與沉箱壁緊靠貼緊。止控水箱中的積水用開(kāi)式潛水泵給予抽離，調(diào)整潛水泵抽離速率，以保證抽離水的速率高出海水倒灌至止控水箱內(nèi)的速率，當(dāng)水面降到止控水箱底部附近時(shí)，檢查止控水箱和沉箱觸接處的海水滲漏狀況，判斷是否有密封不良的觸接點(diǎn)，并有針對(duì)性地開(kāi)展二次堵封。

（4）護(hù)舷豁口支模。止控水箱裝配實(shí)現(xiàn)后，即啟動(dòng)護(hù)舷豁口支模操作。按陸地干法混凝土筑澆作業(yè)環(huán)境和操作流程開(kāi)展支模施工操作。先架設(shè)裝配砼模板，在沉箱的相應(yīng)區(qū)域預(yù)留圓臺(tái)螺母，用于固定三足支架。確保砼模板側(cè)模由三足支架撐支，使止控水箱不受側(cè)模自身重量的影響。三足支架裝配完畢后，開(kāi)展前部模板的裝配作業(yè)，在裝配操作中，注意模板前部線的區(qū)域，裝配完畢后，開(kāi)展三足支架螺栓緊固工作，以保證前部模板緊固。為保證止控水箱箱底和前模板間不出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，在前模板加固后，選用玻璃膠將止控水箱箱底和前模板間的縫隙封好。

（5）混凝土筑澆操作。以罐車運(yùn)送混凝土，到達(dá)施工場(chǎng)地后，罐車直接下料。在下料時(shí)，由人員配合罐車平鋪混凝土，繼而分層搗振。當(dāng)筑澆實(shí)現(xiàn)后，應(yīng)安排專人檢測(cè)止控水箱內(nèi)水面變動(dòng)狀態(tài)，按設(shè)計(jì)控制水泵抽水速率，以保證箱內(nèi)水面符合施工需求，水箱頂高度應(yīng)大于豁口頂面的實(shí)時(shí)水線，這樣潮位高低就不會(huì)影響筑澆混凝土作業(yè)。在混凝土實(shí)現(xiàn)初凝后，打開(kāi)止控水箱底部閥門(mén)，將海水倒灌到止控水箱內(nèi)，直到止控水箱內(nèi)外水平面等同。當(dāng)海水進(jìn)入止控水箱內(nèi)時(shí)，海水的進(jìn)入速率須控制適宜，防止海水進(jìn)入止控水箱過(guò)快對(duì)剛實(shí)現(xiàn)初凝的混凝土有不利影響。

（6）模板拆除操作。初凝結(jié)束后，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)成設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)%時(shí)，擇選低潮位時(shí)段，開(kāi)展模板拆除作業(yè)。先關(guān)掉止控水箱底部的控水閥門(mén)，再打開(kāi)潛水泵，調(diào)節(jié)泵的抽水量，以確保止控水箱內(nèi)水面在一定速率下降低，當(dāng)水面高度小于沉箱，可將護(hù)舷豁口前沿模板下的三足支架螺栓拆下，繼而拆下前沿模板。在用吊機(jī)吊起護(hù)舷豁口前模板后，將載承前模板側(cè)模自身重量的三足支架拆下。隨后立刻處理螺母內(nèi)側(cè)砼料表面，加大表面粗糙度，加增混凝土與堵封沙漿間的摩擦阻力及黏結(jié)力，在堵封過(guò)程中加進(jìn)微膨脹劑，快速干燥水泥以堵封圓臺(tái)螺母發(fā)生的孔洞。

（7）拆除止控水箱。為保證圓臺(tái)螺母空洞的堵封功效，要確保在圓臺(tái)空洞中，混凝土與快干水泥充分觸接，避免沙漿未達(dá)到所需強(qiáng)度，海水即與其觸接。封閉洞口半小時(shí)后，將弧形豁口位置止控水箱拆除，要注意在拆除中止控水箱撐支力的轉(zhuǎn)換。在止控水箱的撐支桁架拆除之前，需先用噸重的吊車將止控水箱吊起，在能為止控水箱給予桁架的撐支時(shí)，才可以拆除。最后將止控水箱緩慢吊出沉箱前方，待二者間有一定距離后再將止控水箱吊出，直到止控水箱拆除，即護(hù)舷豁口整個(gè)混凝土筑澆施工實(shí)現(xiàn)。

3.2 經(jīng)濟(jì)與工效分析

止控水箱法施工技術(shù)，就施工效率而言，其在水上創(chuàng)造了陸上施工的環(huán)境，排除潮汐、風(fēng)浪及海水等要素對(duì)混凝土筑澆施工的影響，將原有施工技術(shù)從根本給予改變，使更多時(shí)間能夠達(dá)施工需求的條件，進(jìn)而高效完成護(hù)舷豁口混凝土的施工。就人員而言，這種施工技術(shù)所需人員少，裝備少，更有利于施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械人員的調(diào)配，亦大大增強(qiáng)了施工效率。從施工安全方面說(shuō)來(lái)，該方案改變了傳統(tǒng)水中支模作業(yè)，增強(qiáng)了施工人員的安全性。

經(jīng)測(cè)算，與傳統(tǒng)趕潮混凝土筑澆施工技術(shù)相比，選用止控水箱式施工技術(shù)，案例28個(gè)護(hù)舷豁口混凝土筑澆操作，工期節(jié)省了1個(gè)月，施工成本節(jié)省了約8萬(wàn)元。該施工技術(shù)確保了碼頭水下混凝土筑澆的施工質(zhì)量。

3.3 注意事項(xiàng)

（1）因?yàn)樵摴こ涛惶幋a頭前沿，故所有參與該工程的施工人員都須配備防滑鞋、救生衣等安全防護(hù)用品。

（2）在施工前，一定要對(duì)止控水箱的止防水橡膠段開(kāi)展全面檢查，對(duì)于損壞的部位要適時(shí)補(bǔ)修，以便后續(xù)施工。避免漏水嚴(yán)重而造成箱內(nèi)水面不能控制，從而導(dǎo)致施工人員的安全形成威脅。

（3）在操作過(guò)程，須建立檢查水線機(jī)制，應(yīng)對(duì)箱內(nèi)水線的變化給予定時(shí)觀察并記錄，以便通過(guò)控制泵的開(kāi)關(guān)控制箱內(nèi)水線的變化。

（4）禁止在大風(fēng)浪的天氣施工，應(yīng)風(fēng)力不超過(guò)6級(jí)，浪高不大于0.8m，以避免風(fēng)浪對(duì)止控水箱的過(guò)度破壞，和威脅現(xiàn)場(chǎng)施工裝備及人員的安全。

（5）止控水箱海底門(mén)一定要打開(kāi)，以避免內(nèi)外水壓差太大造成止控水箱脫落。

4.結(jié)語(yǔ)

沉箱護(hù)舷豁口混凝土筑澆施工技術(shù)，解決了傳統(tǒng)混凝土筑澆施工的應(yīng)用難題。既能增強(qiáng)施工效率，又能可靠保證施工質(zhì)量，其較好的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性以及功效特點(diǎn)，為碼頭護(hù)舷混凝土筑澆施工可提供一種新的應(yīng)用技術(shù)選擇。