船塢堵口沉箱圍堰復(fù)合基床施工技術(shù)

◎姜勇 中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司

1.工程概況

本文選取了某造船廠修工程作為研究對象進(jìn)行分析，項(xiàng)目預(yù)計(jì)建造1個修船塢，需為其設(shè)計(jì)堵口圍堰。施工初期，項(xiàng)目部按照“沉箱+升漿基床”施工法施工，發(fā)現(xiàn)地勢起伏較大，必須先去除所有軟弱土層，施工難度較大。加之，本項(xiàng)目所處環(huán)境潮汐類型為不正規(guī)半日朝，潮汐水位變化較大，同樣給施工帶來了很大的干擾，因此，項(xiàng)目決定根據(jù)實(shí)際條件修改施工技術(shù)，以此保障最終施工質(zhì)量。

2.復(fù)合基床的設(shè)計(jì)

（1）基床中心部位應(yīng)拋填細(xì)骨料，這樣做的目的是更好地開展高壓旋噴施工，降低成孔難度，節(jié)省噴漿量，保障噴漿均勻、混凝土墻結(jié)構(gòu)完整，提升基床止水效果。此外，該工藝施工后的混凝土墻承載能力更強(qiáng)，能夠在一定程度上延長圍堰的使用壽命。

（2）細(xì)骨料兩側(cè)應(yīng)拋填10～100kg塊石，拋填過程中注意增大塊石斷面，這樣做的目的是提升整體承載能力，控制沉降程度；此外，相較于拳石，塊石更容易獲取、施工成本更低、進(jìn)度更快。

（3）細(xì)骨料與塊石之間還應(yīng)拋填二片石，利用二片石充當(dāng)?shù)篂V層，能夠有效避免圍堰使用過程中出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，從而引起整體基床沉降、沉箱位置傾斜等問題，影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（4）因?yàn)轫?xiàng)目周圍水流速較大，為確?；步Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，應(yīng)在其外側(cè)繼續(xù)拋填塊石，以此起到支護(hù)作用。

3.復(fù)合基床施工

3.1 復(fù)合基床施工的技術(shù)難點(diǎn)分析

（1）當(dāng)拋填細(xì)骨料的時候，由于骨料自身質(zhì)量較輕，極易受到外界水流的干擾出現(xiàn)位置偏移，因此要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況制定解決方案，保障最終施工質(zhì)量。

（2）拋填塊石與二片石過程中，同樣要根據(jù)實(shí)際情況制定措施，避免石料拋填過程中摻雜碎石，破壞斷面內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

由此可見，本項(xiàng)目施工關(guān)鍵點(diǎn)在于如何精準(zhǔn)確定三種石料的拋填位置，防止其出現(xiàn)位置偏差。

3.2 導(dǎo)管法分層拋填工藝

3.2.1 常規(guī)拋填工藝的弊端及其原因

項(xiàng)目實(shí)際施工最初，施工人員直接選用普通的拋填工藝，經(jīng)檢查得出，該工藝施工后得到的斷面完全不滿足設(shè)計(jì)斷面的標(biāo)準(zhǔn)。所以，為了保障最終施工質(zhì)量，本文決定修改拋填工藝，以此保障最終斷面滿足設(shè)計(jì)需求，保障施工質(zhì)量。

研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的拋填工藝不適用本項(xiàng)目的具體原因是施工環(huán)境波浪及水流速均較大，其中基床周邊波浪高度維持在2～3m之間，而水流速則超過1.9m/s。正是在這些外界環(huán)境的干擾下，拋填的塊石無法精準(zhǔn)固定位置，即便項(xiàng)目借助定位船配合施工，塊石同樣會受到外界因素的影響出現(xiàn)位置偏移，且僅靠修改船位也無法彌補(bǔ)拋石下料位置出現(xiàn)的偏移。因此最終決定，項(xiàng)目施工過程中直接更換拋填技術(shù)，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際特點(diǎn)設(shè)計(jì)特定的施工工藝，從而確保施工斷面能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3.2.2 導(dǎo)管法拋填工藝形成的思路

（1）為了盡可能減少波浪、水流等外界因素給基床拋石造成的損壞，本項(xiàng)目決定使用1000t方駁充當(dāng)定位船；因?yàn)楹Ｓ虮砻娴牧魉俅笥诘撞苛魉伲虼私柚鷮?dǎo)管充當(dāng)導(dǎo)向設(shè)備，保障三種石料均能按照設(shè)計(jì)需求填放至指定區(qū)域，即能夠使石料在拋填過程中不受水流速度、波浪等外界因素的干擾而出現(xiàn)位置偏移等問題，保障最終落點(diǎn)準(zhǔn)確。此外，因?yàn)榈撞苛魉傩∮陧敳浚运槭瘜?dǎo)管底部與待拋點(diǎn)之間的距離應(yīng)＜3m，而另外兩種導(dǎo)管底部與待拋點(diǎn)之間的距離應(yīng)控制在5m以內(nèi)。

（2）項(xiàng)目考慮設(shè)計(jì)斷面的特征與三種石料的性能不同，決定選用分層拋填法開展施工，此外由于設(shè)計(jì)每層厚度時應(yīng)保證三種石料之間互不干擾。綜上所述，項(xiàng)目決定綜合分層拋填與l000t方駁定位兩種施工方法同時施工。

3.3 導(dǎo)管法分層拋填工藝

3.3.1 確定分層厚度和導(dǎo)管移動位置

施工前，施工人員可使用CAD設(shè)計(jì)每層拋填的厚度，具體操作流程如下所示：首先，參照基槽開挖水深圖，在縱向方向每間隔5m長設(shè)計(jì)一個斷面；其次，在基槽斷面內(nèi)設(shè)計(jì)基床斷面；隨后，在有效碎石區(qū)域范圍內(nèi)，參照塊石1∶1、碎石與二片石1∶2的比例設(shè)計(jì)出每層拋填的具體石料，從而估算處每層的最佳厚度，找出導(dǎo)管移動的范圍。

3.3.2 施工設(shè)備和施工機(jī)具

（1）施工設(shè)備：結(jié)合本項(xiàng)目施工環(huán)境（水流速較大等），項(xiàng)目決定選用1000t方駁充當(dāng)定位船，同時配備料斗、導(dǎo)管等部件輔助施工。此外，由于項(xiàng)目將使用到塊石、碎片、二片石等材料，因此還要提前準(zhǔn)備自航鐵船、運(yùn)輸船完成料石的運(yùn)輸。

（2）施工器具：本項(xiàng)目施工過程中將使用到料斗與導(dǎo)管，其中料斗需使用4個，兩個用于塊石拋填，剩余兩個用于碎石與二片石的拋填，除去碎石斗外，其余三個料斗都要制作成移動斗便于施工。施工過程中，將料斗置于支架上，而支架則焊接在千噸駁中。項(xiàng)目應(yīng)選用直徑大小qb800mm的導(dǎo)管，每根導(dǎo)管均要分呈幾段，每段3m，用螺栓進(jìn)行連接，以便根據(jù)項(xiàng)目需求修改導(dǎo)管長度、調(diào)整標(biāo)高，方便滿足潮汐變化與施工拋填進(jìn)程的多樣化需求。

3.3.3 拋填順序

拋填應(yīng)按照由低至高、由內(nèi)至外的順序有序開展，即從深基床內(nèi)部開始拋填，最后拋填前基床外側(cè)部分。

3.3.4 復(fù)合基床拋填

（1）前期準(zhǔn)備：拋填施工所需使用材料包含分層拋填斷面繪制；根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求預(yù)制導(dǎo)管、抖料；設(shè)計(jì)焊接料斗支架。

（2）借助吊機(jī)等設(shè)備將預(yù)制好的導(dǎo)管、料斗擺放至指定場所。

（3）借助GPS定位設(shè)施確定1000t方駁的具體位置。

（4）參照設(shè)計(jì)圖紙中標(biāo)注的拋填層位置適當(dāng)修改斗位。

（5）行駛石料船，令所有石料船停留在定位船周邊。

（6）開始拋填后要注意按照先碎石后二片石、塊石的順序。其中前兩者拋填時可借助船舶內(nèi)皮帶機(jī)完成，而塊石拋填則應(yīng)借助挖機(jī)完成，逐層展開拋填，直至高度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

（7）每一層拋填結(jié)束后，將1000t方駁位置調(diào)整到下個斷面表層，每層結(jié)束后都應(yīng)重復(fù)這一步驟，直到整個拋填工序全部結(jié)束。

（8）整個拋填工作開展過程中，施工人員可借助4根導(dǎo)管來衡量整體標(biāo)高，保證導(dǎo)管周邊高度在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，即整個基床頂端標(biāo)高應(yīng)維持在0.5m以下。

4.注意事項(xiàng)

為了保證工程整體質(zhì)量，施工過程中需注意以下幾點(diǎn)：

（1）考慮到項(xiàng)目實(shí)際需求，本項(xiàng)目擬采用石屑作為主要的高壓旋噴防滲墻材料和復(fù)合機(jī)床的施工材料。該材料雖然較其他材料來說防滲性能更好、施工難度更低，然而若將其運(yùn)用在水深較大、流速較快的施工環(huán)境中，很難達(dá)到設(shè)計(jì)的斷面。

（2）當(dāng)開挖基槽時，施工人員應(yīng)徹底清理基槽回淤，清理完畢后才能開始回填。這樣做的目的是最大程度控制圍堰后期沉降，延長使用壽命。

（3）回填前要選擇合適的施工時間，盡可能避免在漲落潮流速較大等情況下開展施工，從而保障拋填位置不出現(xiàn)偏移，保證施工安全。

（4）對基床部分施工過程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制漲落潮導(dǎo)管底端和已拋基床面高度之間的距離大小。若是其距離大小超出設(shè)計(jì)允許范圍，過高或過低均會造成不利影響，例如出現(xiàn)拋填位置偏移、石料堵管等問題，影響最終施工結(jié)果。

（5）進(jìn)行拋填之前，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求選擇合適的拋填石料，避免使用單一石料。拋填過程中還要按照分層拋填的方法有序開展，合理控制每層標(biāo)高，并觀察各部位高度差是否在誤差允許范圍下。

5.結(jié)束語

項(xiàng)目使用的復(fù)合基床屬于船塢沉箱圍堰基床，其不僅具備承載負(fù)荷的能力，還具備圍堰止水的性能，能夠有效維系整個圍堰的安全，且在很大程度上決定高壓旋噴止水效果。本文詳細(xì)研究了該技術(shù)的具體施工流程及注意事項(xiàng)，望日后為類似項(xiàng)目提供參考。