港口工程中大型預(yù)制構(gòu)件的吊裝技術(shù)分析

牟子峰

（中交海洋建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司，天津 300457）

1 工程概況

某填海成地項(xiàng)目——海堤及扭王塊的分包工程包含的預(yù)制、裝運(yùn)、構(gòu)件預(yù)制均由陸地預(yù)制場(chǎng)地進(jìn)行操作，海堤扭王塊的建造需要安排兩組，整體行進(jìn)方向從東到西發(fā)展，安裝起始點(diǎn)暫時(shí)設(shè)定在CH3+000 里程，在海堤排水口鋪設(shè)正中間隔，裝設(shè)方法選用水陸相結(jié)合的方式，水面選用250 t 履帶起重機(jī)+跳板船，地面則選用150 t 吊車進(jìn)行。

2 扭王塊安放

海堤扭王塊預(yù)制在東莞沙田預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行，完成后裝置在運(yùn)輸船上運(yùn)送至項(xiàng)目建造場(chǎng)地。運(yùn)輸船停泊至詳細(xì)建造位置，其位置根據(jù)船上的定位裝備設(shè)定，履帶吊船（水上）和履帶吊（陸上）在裝設(shè)過(guò)程中使用定位、定量隨機(jī)放置安裝方式，保證按照CLI 和業(yè)主的標(biāo)準(zhǔn)條件安設(shè)。

2.1 現(xiàn)場(chǎng)安放

在堤頂現(xiàn)場(chǎng)，將吊機(jī)履帶邊線位置進(jìn)行精準(zhǔn)標(biāo)識(shí)，吊機(jī)根據(jù)該位置就業(yè)。位置確定之后，可開(kāi)始進(jìn)入扭王塊安放環(huán)節(jié)。操作人員安放扭王塊時(shí)嚴(yán)格按照記錄表格中扭王塊的安放編號(hào)進(jìn)行，每安放一塊，需要在表格中將預(yù)制編號(hào)記錄清楚，同時(shí)要在安放圖中進(jìn)行標(biāo)記。扭王塊在進(jìn)行定位時(shí)，對(duì)安放扭王塊位置進(jìn)行表格記錄。扭王塊拋放之后會(huì)出現(xiàn)滾動(dòng)的情況，這主要是由于墊層塊石面凹凸不平所致。特別是水下部分，操作人員無(wú)法進(jìn)行有效觀察。為了防止該類情況出現(xiàn)，一方面要全面檢查墊層塊石的施工質(zhì)量；另一方面要對(duì)進(jìn)行安放的工作人員進(jìn)行充分培訓(xùn)與技術(shù)交底。還有一種狀況是要安放的位置被全部擠占，此時(shí)需要在坐標(biāo)附近對(duì)扭王塊進(jìn)行妥善移動(dòng)，以尋找到恰當(dāng)位置，防止扭王塊出現(xiàn)被“架空”的情況。安放開(kāi)始時(shí)，為達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，要將扭王塊的吊勾位置系上兩根長(zhǎng)繩，這樣不僅能控制扭王塊的擺動(dòng)，而且能控制扭王塊姿勢(shì)。安放扭王塊時(shí)，每一流水施工段的距離為50 m，每一施工段安放結(jié)束后，質(zhì)檢員必須進(jìn)行詳細(xì)檢查，如果發(fā)現(xiàn)有重疊的地方需要將扭王塊吊走，如果空隙比較大，則需要進(jìn)行補(bǔ)充。

2.2 扭王塊施工測(cè)量

2.2.1 定位系統(tǒng)

1）CAD 底圖傳導(dǎo)后，定位設(shè)備將自動(dòng)獲取扭王塊的設(shè)計(jì)坐標(biāo)參數(shù)。

2）及時(shí)展示吊鉤的方位，并展示其當(dāng)前方位的坐標(biāo)。

3）在扭王塊裝設(shè)進(jìn)行定點(diǎn)時(shí)，應(yīng)將裝設(shè)扭塊和設(shè)計(jì)地點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。界面會(huì)明確表示出扭王塊與設(shè)計(jì)地點(diǎn)的距離和方位，接著按照指導(dǎo)進(jìn)行操作。

4）定位設(shè)備將進(jìn)行裝設(shè)期間相關(guān)數(shù)據(jù)的自主錄入，并導(dǎo)出安裝結(jié)果。

2.2.2 定位系統(tǒng)校正

定位設(shè)備錄入轉(zhuǎn)換參數(shù)后，測(cè)量出吊鉤在垂直形態(tài)的中點(diǎn)坐標(biāo)，吊鉤中心點(diǎn)垂直投影至地表，利用獨(dú)立GPS 測(cè)出地面投影點(diǎn)的坐標(biāo)，將其與定位系統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)的坐標(biāo)相對(duì)比，得到兩者之間的偏差值。在誤差校正功能中，錄入關(guān)聯(lián)的校正數(shù)值，即可避免GPS 安裝偏差帶來(lái)的不良效果。

2.2.3 定位過(guò)程

定位設(shè)備標(biāo)定成功后，在定位系統(tǒng)錄入底圖和設(shè)計(jì)坐標(biāo)，在系統(tǒng)界面中選擇需要安裝的扭王塊，軟件立即顯示出掛鉤現(xiàn)實(shí)地點(diǎn)與設(shè)計(jì)地點(diǎn)的關(guān)聯(lián)。履帶式起重機(jī)在安裝范圍的中點(diǎn)起吊扭王塊，駕駛員依照定位軟件顯示的相對(duì)地點(diǎn)和行動(dòng)指令調(diào)節(jié)臂架的水平和垂直位置，若吊鉤的實(shí)際垂直中心與安裝設(shè)計(jì)地點(diǎn)吻合時(shí)，在允許范圍內(nèi)應(yīng)立即將其放置，并記錄定位成功后的安裝信息。定位時(shí)，要密切關(guān)注，精確定位時(shí)，吊臂運(yùn)動(dòng)的幅度不可過(guò)大，以降低鋼絲繩搖擺引起的偏差。

2.2.4 水下姿態(tài)檢測(cè)

項(xiàng)目建造區(qū)域水下標(biāo)高控制在-5 m，水下安裝平臺(tái)標(biāo)高控制在-1 m。扭王塊設(shè)計(jì)為1.805 m 高，裝設(shè)后垂直高1.28 m。建造區(qū)域在水位低潮期可以看到底部扭王塊的姿態(tài)。水下區(qū)域扭王塊裝設(shè)完成后，若要檢查其裝設(shè)姿態(tài)，可由潛水員通過(guò)水下攝影的方法進(jìn)行。

2.2.5 定位系統(tǒng)精度

依照CLI 的標(biāo)準(zhǔn)定位軟件測(cè)得的吊鉤位置，允許偏差范圍為扭王塊高度的1/12。若扭王塊設(shè)計(jì)高為1.805 m，定位軟件檢測(cè)準(zhǔn)確度要控制在15 cm 范圍內(nèi)。

2.2.6 安裝密度允許偏差

依照CLI 的標(biāo)準(zhǔn)，每100 m2裝設(shè)的扭王塊數(shù)量務(wù)必達(dá)到設(shè)計(jì)量的95%，不得超過(guò)設(shè)計(jì)量的105%。此項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案密度設(shè)為每100 m2面積內(nèi)裝設(shè)39 塊扭王塊，因此，現(xiàn)實(shí)裝設(shè)量不少于每100 m2安裝37 塊，不超過(guò)41 塊。

2.3 扭王塊安裝施工工藝

關(guān)于扭王塊裝設(shè)，本項(xiàng)目擬水上選用250 t 履帶吊船，陸地選用150 t 履帶吊機(jī)裝設(shè)。墊石層通過(guò)檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)并符合扭王塊的裝設(shè)要求后，扭王塊的裝設(shè)隨時(shí)進(jìn)行。為減輕扭王塊裝設(shè)的施工危險(xiǎn)，選用φ26 mm 鋼絲繩并配備自主脫鉤設(shè)備進(jìn)行扭王塊的安裝。自主脫鉤設(shè)備設(shè)計(jì)起重量16 t，最大起重量25 t。

2.3.1 水上250 t 履帶吊機(jī)船安裝工藝

扭王塊運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地后，運(yùn)輸船靠泊并安裝駁船，履帶式吊機(jī)將直接取下物料或?qū)⑵渑R時(shí)存放在吊機(jī)船甲板上以便實(shí)行裝設(shè)，實(shí)現(xiàn)扭王塊的形態(tài)調(diào)整，助手可在吊裝前調(diào)整吊索。吊鉤掛后，輔助人員應(yīng)立即撤離至吊裝半徑外，由信號(hào)員指示起吊扭王塊。

斜面扭王塊的裝設(shè)依據(jù)加厚墊石的建造順序，從坡底向坡頂行進(jìn)。第一步，在開(kāi)始里程點(diǎn)裝設(shè)三角塊區(qū)域。在三角區(qū)域的基礎(chǔ)上，向前、向后或沿斜坡呈菱形向上進(jìn)行裝設(shè)，該裝置沿路堤本體方向呈階梯狀縱向流動(dòng)分區(qū)進(jìn)行。

2.3.2 陸上150 t（拔桿51 m）吊機(jī)安裝工藝

由于建造強(qiáng)度較大，船舶吃水、埋設(shè)位置復(fù)雜等原因影響水面裝設(shè)技術(shù)，只選用水上裝設(shè)保證建造速度相對(duì)困難。為降低水域范圍的占用，減輕船舶之間的擾亂，確保建造速度，建議考慮增設(shè)1 組陸上設(shè)施。陸地安裝的地點(diǎn)和定位方式較水安裝相像，150 t 履帶式吊機(jī)用于從運(yùn)輸駁取件，當(dāng)運(yùn)輸駁運(yùn)轉(zhuǎn)速度緩慢時(shí)，可先將物體轉(zhuǎn)移到陸地上，再考慮用30 t 平板車將其運(yùn)送到指定的安裝地點(diǎn)。

依照設(shè)計(jì)圖紙所示，墊石路堤頂部加厚后路堤頂部寬度為12.55 m，履帶吊機(jī)寬度約為6.4 m。邊坡穩(wěn)定性ICE 校核計(jì)算表明履帶吊機(jī)離海的邊線地點(diǎn)應(yīng)＞1.5 m，履帶底部應(yīng)鋪設(shè)20 mm 鋼板，整體計(jì)算后，路堤頂部寬度無(wú)法達(dá)到裝設(shè)安全條件，應(yīng)在海堤后區(qū)回填建造，并將回填區(qū)碾壓，確?；A(chǔ)承載力滿足10.2 N/cm2的要求。

2.4 就位和臨時(shí)固定

1）立柱插入基礎(chǔ)杯空，一般插至杯底，到杯底的程度是柱子剛碰到底部，使用大撬棍用力撬動(dòng)柱子。在柱體上方插兩個(gè)鋼楔用以轉(zhuǎn)動(dòng)吊桿，保證柱體基本處于垂直狀態(tài)，其四周均插入鋼制楔子。

2）對(duì)齊中心線，先對(duì)兩個(gè)小面，再對(duì)大面。大約符合要求后放下掛鉤并將柱子放在杯子底部再次檢查對(duì)齊情況。擰緊周圍的楔子，擊打楔子時(shí)，應(yīng)兩人在立柱兩側(cè)同步進(jìn)行擊打，頂緊后及時(shí)校正垂直度。

3）立柱的豎向用鋼楔和4 根鋼絲繩固定。4 根鋼絲繩和柱體結(jié)合，將柱腿上區(qū)選用φ12 mm 鋼筋焊接成鋼筋套筒連接到柱上，每個(gè)角上焊有鋼筋環(huán)。立柱與鋼絲繩用12#卸扣接合。地表選用長(zhǎng)2 m 的腳手架管埋入1.5 m 深的地下，在距地面20 cm 處用直角扣件固定，使用1.5 t 手拉葫蘆拉緊鋼絲繩，最后使用夾頭夾住鋼絲繩，夾頭選用8#夾頭，48 h 后拆下鋼絲繩。

2.5 校正

柱體校正有兩個(gè)方面：平面位置校正和垂直度校正。先校正立柱的平面位置，再校正立柱的垂直度。

1）平面位置校正，根據(jù)杯口的軸線和圓柱體的軸線校正平面位置。

2）垂直度校正，在立柱前側(cè)兩側(cè)使用兩架經(jīng)緯儀。為使望遠(yuǎn)鏡的視線垂直于觀察面（角度應(yīng)＞75°），保證經(jīng)緯儀安裝在軸上，以防止由于上下測(cè)量點(diǎn)不在一條垂直表面出現(xiàn)測(cè)量偏差。校準(zhǔn)時(shí)用大錘敲擊鋼楔與吊桿使其稍稍移動(dòng)。先修正大偏差值，再修正小偏差值。若兩個(gè)方向的偏差值相差不大，則先修正小面，再修正大面。修正一個(gè)方向后，稍微擰緊相對(duì)應(yīng)的4個(gè)鋼楔，然后修正相對(duì)方向的偏差值。所有校正完成后，使用4 根鋼絲繩緊固立柱，防止立柱垂直度受風(fēng)速影響。

2.6 吊裝校正

1）吊機(jī)梁的高程修正。依據(jù)柱子牛腿的標(biāo)高來(lái)決定，在柱吊升前已調(diào)節(jié)好。如果有輕微的偏差，可以在安裝軌道時(shí)進(jìn)行再次調(diào)節(jié)。

2）起重機(jī)梁的垂直度修正。用線錐檢測(cè)偏差值為5 mm，如超出范圍，在兩端支撐面上增加斜墊片修正，每堆墊片可多于3 個(gè)。

3）吊車梁平面位置的修正。重點(diǎn)檢測(cè)吊車梁的縱軸和兩排吊車梁之間的跨度有無(wú)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)，軸線偏差值控制在5 mm 內(nèi)，跨度禁止存在正偏差，避免屋架裝設(shè)后柱體頂部向外側(cè)偏移。

2.7 最終固定

在混凝土柱與杯口的縫隙中澆筑C35 細(xì)石混凝土進(jìn)行最終固定。填縫選用早強(qiáng)劑C35 細(xì)石混凝土灌入，水泥為膨脹水泥。校正后應(yīng)隨即展開(kāi)填充工作。填縫前應(yīng)清除杯口縫隙中的木屑等殘?jiān)?，并灑水保持立柱和杯口壁潮濕?/p>

3 扭王塊安裝出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題及解決措施

3.1 坡腳平臺(tái)扭王塊的安裝問(wèn)題

在原設(shè)計(jì)中，坡腳平臺(tái)的寬度保持在4 m，標(biāo)高范圍為2~3 m，施工有一定的難度，不能有效保障安裝中的密實(shí)度。其后利用原設(shè)計(jì)，坡腳平臺(tái)拋填一定數(shù)量的塊石對(duì)護(hù)面進(jìn)行加大，塊石厚800 mm，質(zhì)量為250 kg。平臺(tái)頂標(biāo)高達(dá)到1.0 m，平臺(tái)寬度也不斷提高。整平后，可以對(duì)扭王塊進(jìn)行安裝。具體路徑為：低潮時(shí)，挖掘機(jī)將扭王塊安裝于整平后的平臺(tái)上，測(cè)量人員對(duì)潮水的上漲、下落情況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)，以便挖掘機(jī)操作人員移動(dòng)至安全位置[1]。

3.2 坡面過(guò)長(zhǎng)，分層安裝扭王塊

堤面標(biāo)高為7.5 m，坡度比例為1∶1.5，坡面長(zhǎng)度超過(guò)10 m，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況出發(fā)，利用層安裝的扭王塊安裝形式分。

3.3 相鄰兩個(gè)扭王塊體姿態(tài)相同

安裝扭王塊時(shí)，上一排扭王塊的位置要在下一排扭王塊之間，換言之，彼此靠近扭王塊在安放時(shí)要交錯(cuò)排布。施工時(shí)，常出現(xiàn)的一種情況是安裝以同一種姿態(tài)呈現(xiàn)，這種情況的主要原因在于坡面凹凸不平，在對(duì)下排扭王塊進(jìn)行安裝時(shí)要注意不能形成間距，以免對(duì)上排安裝造成影響。安裝雙頭時(shí)，兩個(gè)扭王塊或出現(xiàn)同一姿態(tài)的情況，或出現(xiàn)間距過(guò)大的情況。一旦形成該狀況，第一，要有效確保填坡質(zhì)量，這主要是由于安裝扭王塊時(shí)，其效果是填坡平整度的反映。第二，強(qiáng)化對(duì)機(jī)械操作人員的技能訓(xùn)練，使其完全掌握安裝途徑，全面貫徹安裝準(zhǔn)則，熟悉其中的機(jī)械原理。盡量避免雙頭作業(yè)，如果必須進(jìn)行雙頭作業(yè)，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行，從中間開(kāi)始，向兩端推進(jìn)，這樣才能確保扭塊安裝有足夠的平整度。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，港口施工工藝的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了港口基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大型規(guī)?；榇_保港口預(yù)制構(gòu)件吊裝操作安全、迅速、有序進(jìn)行，本文以實(shí)際項(xiàng)目為例，分析了港口項(xiàng)目中大型預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸及吊裝工藝，為相關(guān)項(xiàng)目提供參考借鑒。