港口航道施工工藝探討

鄭東旭

(山東港通工程管理咨詢有限公司，山東 煙臺 264000)

0 引 言

航海運(yùn)輸對于港口航道的建設(shè)要求較高，為了滿足航海運(yùn)輸需求，應(yīng)加大對港口航道施工的管制。而港口航道施工又是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工程項(xiàng)目，施工中不僅涉及主航道，也涉及一些分道工程的施工[1]。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對海上經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力的提升，本文將按照標(biāo)準(zhǔn)化的航道施工作業(yè)流程，進(jìn)行施工工藝的設(shè)計(jì)研究。

1 港口航道施工工藝設(shè)計(jì)

1.1 施工測量流程設(shè)計(jì)

定位航道內(nèi)多個施工作業(yè)區(qū)域中的基礎(chǔ)設(shè)施，按照標(biāo)準(zhǔn)的工程測量流程，進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的測量，以此種方式，為航道后續(xù)相關(guān)測量工作的實(shí)施提供輔助性數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)化施工測量流程如圖1所示。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)化施工測量流程

按照上述圖1所示的流程，進(jìn)行航道施工基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化測量。在此基礎(chǔ)上，為了確保竣工后的港口航道可以滿足市場使用需求，需要在施工前，做好施工關(guān)鍵點(diǎn)的測量工作。例如，在對護(hù)岸結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時，應(yīng)當(dāng)首先完成對岸線長度、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)高度的測量，并將得出的測量結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證[2]。只有確保多個水準(zhǔn)點(diǎn)具有較高的精確度后，才能保證護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工和后續(xù)各個結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量符合工藝需要。

在此基礎(chǔ)上，將各個水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定在護(hù)岸結(jié)構(gòu)不超過20.0 m的范圍內(nèi)，即在護(hù)岸線上，每間隔20.0 m至少可以定位到1個水準(zhǔn)點(diǎn)。同時，結(jié)合初期設(shè)計(jì)圖紙的要求，對其進(jìn)行放樣處理，在放線點(diǎn)增設(shè)一個基礎(chǔ)邊柱結(jié)構(gòu)，針對拐彎位置上的邊柱應(yīng)當(dāng)適當(dāng)根據(jù)需要增加樁的數(shù)量，并將增加的樁作為保證航道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要構(gòu)成。

1.2 航道壓頂混凝土澆筑

為了確保施工后整體結(jié)構(gòu)具有較高的穩(wěn)定性，可在完成基礎(chǔ)點(diǎn)與施工點(diǎn)的測量后，對航道壓頂部位進(jìn)行混凝土澆筑。其中航道的壓頂部位是指在砌筑的結(jié)構(gòu)頂部澆筑一層厚度在50.0～100.0 mm的混凝土，通過此種方式，為施工區(qū)域提供一層安全防護(hù)，緩解或降低外界環(huán)境變化對結(jié)構(gòu)造成的侵蝕[3]。在進(jìn)行壓頂澆筑前，需要保證壓頂結(jié)構(gòu)具有較大的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性，在確保壓頂模板參數(shù)滿足施工需求后，對其表層進(jìn)行清潔處理(包括雜物的清刷與處理等)，在確保界面符合要求后，將重力壓頂板使用吊裝設(shè)備移動到作業(yè)區(qū)。重力壓頂板的安裝過程如圖2所示。

圖2 重力壓頂板的吊裝移動流程

按照上述圖2所示的流程，進(jìn)行壓頂重力板的移動，在完成相關(guān)澆筑前的處理后，確定澆筑的高程高度，并對澆筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行立模。立模過程中所選用的模板應(yīng)當(dāng)為鋼制材料的硬板，由于立模行為對于模板材料性能的要求較高，因此在立模時，可使用三腳架、夾具、支架等結(jié)構(gòu)進(jìn)行模板的支撐，以確保整體結(jié)構(gòu)在澆筑中的穩(wěn)定性。在進(jìn)行脫模處理時，應(yīng)輔助使用油類試劑，以確保墻面在脫模后的平整度與光潔度。在澆筑前，以間隔20.0 m為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定左右沉降縫，從而提高澆筑結(jié)構(gòu)整體的貫通性。在此基礎(chǔ)上，每間隔5.0 m，設(shè)置一個分縫，在設(shè)置的分縫中嵌入以油浸泡完全的軟木條。選擇連續(xù)澆筑的方式進(jìn)行壓頂澆筑，并在澆筑過程中輔助使用振搗裝置，進(jìn)行混凝土的壓實(shí)與搗實(shí)處理。完成處理后，結(jié)合澆筑的實(shí)際情況，對于有需求的部位，可采用人工修整的方式，進(jìn)行澆筑壓頂表面的平整化處理。

1.3 港口航道倒濾層及回填土施工

完成上述施工流程后，還需要進(jìn)行對港口航道內(nèi)部倒濾層及回填土層的施工。在對施工材料的選擇時，盡可能采用堅(jiān)石或次堅(jiān)石等材料，確保其強(qiáng)度在不低于30 MPa的情況下制備倒濾層漿砌塊。在施工中，上述材料在使用時需要確保不會出現(xiàn)風(fēng)化情況，并且施工表面需要始終保證潔凈，沒有泥土等雜質(zhì)存在[4]。在將漿砌塊砌筑在倒濾層時應(yīng)當(dāng)采用坐漿以及錯峰砌筑的方式完成，針對各個砌層都需要保證其得到穩(wěn)定的安放，每兩個砌塊之間也需要保證砂漿填充處于飽滿的狀態(tài)。

在實(shí)際施工過程中，若港口航道墻身的強(qiáng)度超過了75%，則此時應(yīng)當(dāng)立即將墻體當(dāng)中的積水排除，并對墻身進(jìn)行烘干處理，鋪設(shè)土工布材料。根據(jù)不同建設(shè)條件及對應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙各結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，對倒濾層進(jìn)行鋪設(shè)，在施工過程中嚴(yán)格控制倒濾層中土工布的連接長度參數(shù)，確保其能夠滿足設(shè)計(jì)需要。同時，在沉降縫結(jié)構(gòu)上，還需要引入適量長度的土工布材料，以進(jìn)一步提高其穩(wěn)定性。

在進(jìn)行回填土施工時，需要使用干土材料進(jìn)行回填，并且在回填過程中需要時刻注意每一回填層的厚度，確保其都在26～30 cm。每完成一層回填都需要進(jìn)行夯實(shí)處理，并保證在回填土層的表面沒有明顯的大塊塊石，以讓港口航道在以后的使用過程中具備更高的穩(wěn)定性[5]。此外，回填過程中還要確保回填的高度、寬度以及斜坡坡度始終在不影響后續(xù)使用的合理范圍內(nèi)。因此，針對上述施工工藝參數(shù)需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)初期的填土規(guī)劃執(zhí)行。

2 應(yīng)用案例分析

按照本文以上所述的工藝流程，完成對某地區(qū)港口航道的施工，并通過驗(yàn)證該航道的通航能力，實(shí)現(xiàn)對本文工藝方法的可行性驗(yàn)證。該施工項(xiàng)目的水文條件為：不規(guī)則半日潮，潮汐類型，每年高潮位在3.62～3.82 m，低潮位在1.05～1.36 m，年平均海平面高度為2.68 m。該地區(qū)全面超過0.1 mm的降水天數(shù)多達(dá)68.3 d，超過10.0 mm的降水天數(shù)約為13.5天。該施工項(xiàng)目當(dāng)中共包含2個燈浮標(biāo)和32個浮標(biāo)，總長度為36.2 km，施工類型為人工疏浚港口航道。航道底部寬度約為243 m，水深為-16 m。綜合上述施工條件，按照本文上述工藝流程完成施工，并對其航道通航能力進(jìn)行測量和計(jì)算。已知該施工項(xiàng)目中船舶在進(jìn)出港時為雙向通航模式，按照圖3所示的流程完成對該港口航道通航的模擬，并計(jì)算得出該航道全工作日的通航量。

圖3 港口航道通航模擬流程示意圖

按照圖3流程完成港口航道通航模擬后，將一年中該航道的通航量進(jìn)行記錄，見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)應(yīng)用案例港口航道通航量記錄表

從表1中記錄的港口航道通航數(shù)據(jù)可以看出，按照本文上述設(shè)計(jì)的施工工藝完成施工后，港口航道的綜合利用率較高，并且船舶泊位利用率已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的理想狀態(tài)，進(jìn)港口利用率和出港口利用率均與現(xiàn)有航道相比得到明顯提升。因此，通過上述應(yīng)用實(shí)例及航道通航情況證明，本文提出的施工工藝能夠有效提高航道利用率，提升航道的通航能力。

3 結(jié)束語

經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展，使我國海上運(yùn)輸成為對外貿(mào)易與經(jīng)濟(jì)往來的主要渠道。目前，港口航道已成了推進(jìn)地方建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，為了發(fā)揮港口航道在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的更高作用，本文從測量施工、混凝土澆筑、倒濾層施工、回填土施工等方面，對航道的標(biāo)準(zhǔn)化施工作業(yè)流程展開了研究。在完成對施工方法的設(shè)計(jì)后，通過對比實(shí)驗(yàn)證明，使用本文設(shè)計(jì)的施工方法進(jìn)行航道施工作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)對其原始結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而對提高海上經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到良好的促進(jìn)作用。