船閘老靠船墩改造施工技術(shù)

徐文吉 中交二航局第三工程有限公司

很多船閘建于上世紀70、80年代，受當時技術(shù)及資源條件的限制,船閘結(jié)構(gòu)多為漿砌塊石重力式結(jié)構(gòu)，護面鋼板的設(shè)置也相對較少。船閘經(jīng)過幾十年的運營，船閘結(jié)構(gòu)受到船舶撞擊的影響受損嚴重，丞待升級改造。船閘靠船墩改造施工方法眾多，選擇適當?shù)氖┕し椒纯杉涌焓┕みM度，保障施工安全及施工質(zhì)量，還能降低施工成本及對船閘運營的影響，采用混凝土套箱工藝能很好地契合這些施工要求。

1.工程概況

某船閘建于上世紀80年代，其下游引航道左側(cè)靠船墩共有12個，均為漿砌塊石重力式結(jié)構(gòu)，墩頂高程17.0m，底板為混泥土結(jié)構(gòu)，底板頂標高7.8m，長7.1m、寬5.6m、厚度0.8m，前沿超出墩身0.75m，其余三邊超出墩身0.5m?？看罩g采用T形梁人行橋連接，人行橋?qū)?.2m，靠船墩中心間距為20m。

根據(jù)現(xiàn)場勘查，靠船墩出現(xiàn)墩體破損，鋼包角脫落、系船柱和系船鉤以及鐵爬梯等附屬設(shè)施嚴重損壞現(xiàn)象，此外靠船墩間T形梁受撞移位，局部露筋開裂。下游引航道靠船墩和人行橋受撞破損嚴重。尤其靠船墩墩身損壞嚴重，已不能滿足船閘安全運營的要求，為確保船閘通航安全，需對靠船墩進行翻新改造。項目特征水位見表1。

表1 特征水位表

2.不同改造方案比選

（1）方案1：鋼套箱方案。

用爆破法（或破碎機）拆除現(xiàn)有漿砌塊石重力式靠船墩，清除殘渣后，制作鋼套箱，用起吊設(shè)備將鋼套箱安放到設(shè)計位置，清除套箱內(nèi)淤泥，再在套箱內(nèi)用水下混凝土施工工藝封底，鋼套箱封底后，在鋼套箱內(nèi)干施工現(xiàn)澆混凝土重力式靠船墩，靠船墩施工完成后拆除鋼套箱。

優(yōu)點：干施工重力式靠船墩，施工質(zhì)量容易保證。

缺點：鋼套箱制作、安裝、封底及完全拆除現(xiàn)有靠船墩，費用高，工序復(fù)雜，施工周期長對船閘通航影響時間長。

（2）方案2：鉆孔樁基礎(chǔ)加上部混凝土墩身方案。

圖1 靠船墩改造斷面圖

拆除老靠船墩施工水位以上部分，在原軸線上錯開現(xiàn)靠船墩位置（需調(diào)整首跨人行橋板長度）搭設(shè)鋼平臺，水上施工鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)完成后安裝預(yù)制的靠船構(gòu)件及施工上部現(xiàn)澆混凝土墩身。

優(yōu)點：老靠船墩不用全部拆除，能節(jié)省拆除成本和時間。

缺點：搭設(shè)鋼平臺施工鉆孔樁，費用較高、施工時間也較長對船閘通航影響時間較長。

（3）方案3：混凝土套箱方案。

拆除老靠船墩水位以上部分，按現(xiàn)有靠船墩水下部分外形放大尺寸預(yù)制混凝土套箱，將套箱安裝在現(xiàn)靠船墩底板上，下部老靠船墩與混凝土套箱間間隙澆筑水下混凝土，水位以上部分用常規(guī)方法施工接高上部混凝土墩身。

優(yōu)點：老靠船墩不用全部拆除，混凝土套箱兼做靠船墩墩身使用也不用拆除，費用較低，施工周期短，對船閘通航影響較小。

缺點：混凝土套箱尺寸放大，導(dǎo)致靠船墩前沿線整體向前移（50cm），占用部分航道位置。

綜上所述，混凝土套箱方案改造老靠船墩費用和施工時間均有較大優(yōu)勢，且改造的為仍在通航的船閘，對工期要求為方案選擇的重要考慮因素。雖然改造完成后靠船墩向前移了50cm，但對船舶正常通航基本沒有影響。因此選擇混凝土套箱方案為靠船墩改造的最終施工方案

3.靠船墩改造施工

3.1 改造施工工藝流程

詳見圖2。

圖2 靠船墩改造施工工藝流程圖

3.2 施工準備

派潛水員對靠船墩底和墻身水下部分進行探摸，檢查有無明顯凸出，如發(fā)現(xiàn)問題需及時通知建設(shè)單位和設(shè)計單位，必要時采取一定的措施，防止老靠船墩墩身受損導(dǎo)致部分塊石凸出，影響混凝土套箱安裝。

3.3 水位以上部分靠船墩拆除

老靠船墩為漿砌塊石重力式結(jié)構(gòu)，頂面為混凝土壓頂，根據(jù)墩身結(jié)構(gòu)采用挖機配置炮頭上駁船拆除，拆除落入水中的塊石及殘渣用挖機撈起裝船運到指定地點堆存。為避免拆除靠船墩走道板的石渣落入水中，打撈困難，走道板采用150噸浮吊整體拆除，轉(zhuǎn)運到岸上后再破碎拆除?？看詹鸪跋仍跀M定拆除位置用油漆在四角畫好標識，保證拆除的高度符合設(shè)計要求，同時迎水面系船鉤位置，因套箱安裝時帶有系船鉤埋件，為保證系船鉤埋件在澆筑水下混凝土后有足夠的錨固深度和安裝套箱時不受老靠船墩墩身影響，該位置的老靠船墩需進行拆除，拆除寬度100cm、深度50cm，施工前需在系船鉤位置做好標記。

3.4 混凝土套箱預(yù)制

混凝土套箱外形參照老靠船墩外形設(shè)計，內(nèi)框尺寸迎水面及上下游面比老靠船墩放寬25cm,迎土面比老靠船墩放寬15cm，壁厚25cm，混凝土設(shè)計標號C30，單個套箱混凝土總方量31.2m,混凝土套箱結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

圖3 靠船墩拆除斷面圖

圖4 混凝土套箱結(jié)構(gòu)圖

混凝土套箱在船閘下游的煤炭碼頭堆場靠航道側(cè)預(yù)制（方便用浮吊吊裝套箱），經(jīng)現(xiàn)場考察碼頭堆場地基承載力滿足預(yù)制套箱要求，僅需在套箱預(yù)制位置澆筑10cm混凝土找平層即可。套箱總高度6.5m，分兩次澆筑，第一次澆筑高度3.2m（護面鋼板安裝起始位置），第二次澆筑3.3m，套箱預(yù)制采用木模板施工，內(nèi)外側(cè)搭設(shè)鋼管腳手架，常規(guī)工藝綁扎鋼筋、安裝護面鋼板及系船鉤埋件、安裝模板，商品混凝土泵送入倉澆筑，插入式振搗器振搗施工。

第二次澆筑套箱混凝土前需安裝護面鋼板和系船鉤埋件，護面鋼板由專業(yè)廠家分塊加工好運到現(xiàn)場安裝，安裝前先在安裝面混凝土上按設(shè)計位置彈線，用小型手持切割機切割平齊，再安裝護面鋼板，鋼板接縫滿焊施工。按照系船鉤設(shè)計預(yù)留孔尺寸用5mm厚的鋼板制作系船鉤盒，用作系船鉤預(yù)留孔模板及固定系船鉤埋件。系船鉤位置按系船鉤盒尺寸在護面鋼板上開孔，安裝系船鉤盒及埋件，系船鉤盒與護面鋼板滿焊施工。護面鋼板、系船鉤盒及埋件在鋼筋綁扎完成模板安裝前安裝完成。施工水位以下的系船鉤及護面鋼板在套箱吊裝前安裝和完成防腐施工，預(yù)制時在套箱頂部四角預(yù)埋四個吊耳。

3.5 混凝土套箱安裝

套箱預(yù)制完成，混凝土達到設(shè)計強度后，采用150噸浮吊從碼頭堆場將套箱吊裝到?？吭诖a頭前沿的500t平板駁上，由平板駁運輸?shù)浆F(xiàn)場，用150噸浮吊安裝。套箱安裝前，由工人用長柄平口鐵鍬檢查老靠船墩周圍底板上是否有殘留塊石或淤泥，若有人工不能清除的塊石或是淤泥較厚，需用挖機配合清除塊石或淤泥；若僅有較少的淤泥，可用長柄鐵鍬清除，以保證混凝土套箱能夠平穩(wěn)安裝及安裝后套箱內(nèi)沒有淤泥，以免影響套箱內(nèi)水下混凝土澆筑。

套箱安裝，必須讓安裝的套箱與老靠船墩每邊的空隙符合設(shè)計要求，保證安裝好的所有套箱前沿在一條直線上，同時因套箱與老靠船墩間預(yù)留空隙較小，若安裝偏差過大，將會導(dǎo)致負偏差一側(cè)套箱與老靠船墩間間隙過小，澆筑水下混凝土的導(dǎo)管無法安裝，影響到水下混凝土的澆筑。

3.6 間隙水下混凝土澆筑

混凝土套箱安裝完成，檢查符合要求后，即可準備澆筑套箱與老靠船墩間隙水下混凝土。間隙水下混凝土澆筑采用在四角安裝直徑18cm的導(dǎo)管澆筑，導(dǎo)管采用槽鋼架設(shè)在套箱與老靠船墩上頂上，導(dǎo)管底口離地30cm，頂口安裝一個1.2方的大料斗（首罐料澆筑后可拆除大料斗），以保證首罐混凝土澆筑導(dǎo)管埋深符合要求，首罐混泥土澆筑用安裝套箱的浮吊配合施工，混凝土澆筑在岸邊架設(shè)長臂汽車泵泵送澆筑。四根導(dǎo)管依次循環(huán)澆筑，澆筑時控制混凝土面上升基本均勻，不同導(dǎo)管位置澆筑的混凝土高差不宜過大。混凝土澆筑面高出施工水位后出，清出套箱內(nèi)積水，拔出導(dǎo)管，根據(jù)現(xiàn)場混凝土情況，清出表面浮漿后，干施工繼續(xù)澆筑混凝土與套箱頂平齊，并在與上部墩身接觸面按設(shè)計要求預(yù)埋錨固鋼筋。

3.7 上部墩身及附屬設(shè)施施工

混凝土套箱與老靠船墩間隙混凝土施工完成后即可準備施工上部現(xiàn)澆墩身施工，上部墩身斷面為梯形結(jié)構(gòu)，底寬5.4m、頂寬2.8m、總高度2.7m，采用木模板施工一次澆筑完成。先鑿毛與下部墩身接觸面混凝土，并沖洗干凈，依次綁扎鋼筋，安裝護面鋼板，安裝系船鉤埋件及其它埋件，安裝模板，汽車泵泵送澆筑混凝土，采用插入式振搗棒振搗，混凝土澆筑完成拆除模板，養(yǎng)護達到設(shè)計強度后即可安裝走道板，系船鉤系船柱等附屬設(shè)施。

4.結(jié)束語

在該船閘靠船墩改造施工過程中，我們通過不同施工方案的比較，最終選擇了混凝土套箱改造施工方案，整體改造費用和施工時間均大幅節(jié)省，最大程度地減少了靠船墩改造施工對船閘通航的影響，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。