鋼筋砼躉船水上拼裝施工工法

◎ 孫孟達 浙江海洋工程有限公司

沿海地區(qū)由于受到潮汐影響，潮差較大，為克服潮差給碼頭使用帶來的難度，部分碼頭設(shè)計一般采用撐墩式浮碼頭結(jié)構(gòu)，該碼頭結(jié)構(gòu)形式中鋼筋砼躉船又是重要組成部分。然而隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，對于浮碼頭結(jié)構(gòu)要求也越高，不斷要求增加長度、寬度等尺寸，進而滿足實際功能使用要求；但考慮到在船臺和船塢尺寸（包括長度和寬度方向）無法滿足鋼筋砼躉船時，躉船施工就有了相應(yīng)的難度，如何來尋求一種更經(jīng)濟、合理、適用的方法，通過對碼頭工程中鋼筋砼躉船水上拼裝施工的實踐，取得了一套鋼筋砼躉船水上拼裝施工經(jīng)驗，形成一套完整施工工藝，來解決實際施工難題[1]。

1.工藝特點和工藝原理

大型躉船無法直接在船臺或者在船塢內(nèi)完成，采用分體制造、水上拼裝的施工方法。其特點是：小船臺（或小船塢）制造大躉船，降低大躉船制造對場地的較高要求，從而充分利用原有基礎(chǔ)場地結(jié)構(gòu)，減少基礎(chǔ)建設(shè)投入，減少成本，比較經(jīng)濟。躉船平面尺寸較大，現(xiàn)有船塢（或船臺）尺寸無法滿足施工要求，可以考慮將躉船分體制造、水上拼裝[2]。

改變以往船塢（船臺）傳統(tǒng)的施工要求，即：多少長、多少寬的船塢（船臺），只能造多少大的躉船，繼而采用將躉船分體制造，然后再拼裝成一艘大尺寸躉船的一種施工方法。其工藝是利用原有船臺（船塢）制造2艘分體躉船，然后選擇合適水域進行定位拼裝，然后澆筑接縫結(jié)構(gòu)砼。

2.施工工藝流程及操作要點

某浮碼頭工程，碼頭尺寸50＊22＊4.5米，屬于該地區(qū)的戰(zhàn)備碼頭，主要用于擺渡裝甲車輛；該躉船結(jié)構(gòu)尺寸在浙江省沿海地區(qū)屬于超寬型躉船結(jié)構(gòu)，普遍船塢（或船臺）均不能滿足該躉船的制造要求。

通過對各種方案比選后，最終采用了鋼筋混凝土躉船水上拼裝施工工藝，使得該躉船制造成功進行，經(jīng)過船舶檢驗局驗收合格，并順利進行安裝運行。具體施工工藝流程及操作要點如下：

2.1 工藝流程

躉船施工工藝流程見圖1，躉船拼裝施工工藝流程見圖2。

圖1 躉船施工工藝流程框圖

圖2 躉船拼裝施工工藝流程框圖

2.2 鋼筋砼躉船水上拼裝施工的操作要點

2.2.1 預(yù)埋鋼板埋設(shè)

在躉船預(yù)制時，在躉船端板預(yù)制時埋設(shè)4500＊1420＊10mm鋼板，并在鋼板外側(cè)設(shè)置橫向標(biāo)尺標(biāo)志，為躉船側(cè)面連接做準(zhǔn)備；同時在每個船底現(xiàn)澆時，船底埋設(shè)50000＊1420＊10mm鋼板為底部連接做準(zhǔn)備。在躉船下水或者出船塢前，按照設(shè)計好的壓板和止水帶寬度，焊接預(yù)埋螺栓（采用塞孔焊接）[3]。

2.2.2 止水帶材料確定

按照最不利位置進行選擇止水帶所需強度：

躉船設(shè)計吃水1.85米，考慮在施工過程中荷載增加因數(shù)，按照2.0米的水位進行計算止水帶所需承受壓力值：

P=ρhg=1＊103＊2.0＊9.8=19.6 Kpa。

同時根據(jù)現(xiàn)場情況，2艘躉船預(yù)埋鋼板基本重合，橡膠止水帶基本覆蓋在鋼板外側(cè)，因此根據(jù)止水帶各種參數(shù)并結(jié)合現(xiàn)場情況，擬選擇采用6mm的橡膠止水帶。

2.2.3 止水帶鋼壓板確定

止水帶在躉船連接施工時，內(nèi)側(cè)水抽干后，受到水位差壓力，止水帶已經(jīng)牢固的吸附在鋼板面上，因此鋼壓板考慮是在前期確保止水帶平整、順直情況下進行選擇，按照常規(guī)計算后選擇采用6mm的鋼板進行加工制作，同時配用φ16的螺栓進行固定[4]。

2.2.4 躉船水上拼裝控制

在水域內(nèi)拋設(shè)固定錨，利用鋼絲繩將躉船與錨進行連接，在初步調(diào)節(jié)后在末端設(shè)置活動葫蘆進行安裝，以利于下一步精確調(diào)整；同時2艘躉船之間也采用鋼絲繩連接葫蘆進行連接固定（如圖2所示）。隨后，根據(jù)設(shè)計尺寸，利用活動葫蘆進行精確調(diào)整，直到調(diào)節(jié)至規(guī)范允許偏差范圍內(nèi)，然后在躉船兩側(cè)及甲板面上進行加固定位，以防躉船錯位。具體施工方法如下：

①躉船水平壓載：躉船下水后由于結(jié)構(gòu)非對稱，前、后沿線吃水線不平衡，因此在拼裝前先初步計算躉船達到平衡所需要的壓載重量：

M=ρνg=ρs(H1-H2) g

最后平衡根據(jù)現(xiàn)場測量人員隨時進行觀測調(diào)整，確保最后達到整體平衡。

②躉船平面位置控制：在躉船平衡調(diào)整后，首先利用2個躉船之間的系纜柱，用葫蘆緩慢將躉船逐漸拉攏，同時4頂錨位位置根據(jù)鋼絲繩繩索的松緊度來調(diào)節(jié)錨的受力度，對比調(diào)整前躉船位置。

等到躉船相鄰距離符合平面尺寸時，固定系纜柱鋼絲繩，利用圖示微調(diào)繩索進行精確調(diào)整，直至間距符合設(shè)計要求，然后用I30工字鋼如圖2所示進行固定及構(gòu)件結(jié)構(gòu)鋼筋連接。

2.2.5 止水帶安裝、固定及結(jié)構(gòu)施工

在躉船縱橫向尺寸調(diào)節(jié)完成后，將派遣潛水員先進行兩個側(cè)面止水帶安裝，然后將多個潛水泵放置下去，進行抽水，同時根據(jù)水壓差原理，潛水員將底部的橡膠止水帶吸附在底板下側(cè)；等到里面水位下降后（適合施工人員施工時），同時安裝內(nèi)側(cè)止水帶；并派遣相關(guān)施工人員進行端部鋼板、側(cè)面結(jié)構(gòu)鋼筋及底部結(jié)構(gòu)鋼筋焊接（在此項過程施工中，應(yīng)配備足夠的施工人員進行施工，直至內(nèi)側(cè)止水帶、內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)鋼筋施工完成）；然后拼裝中間隔層加勁板和相關(guān)預(yù)埋鋼板進行焊接，最后按照從下到上的施工順序澆筑砼，直至甲板面層施工完成[5]。

2.3 鋼筋砼躉船水上拼裝施工的注意事項

（1）在選擇水上躉船拼裝時，應(yīng)首先設(shè)計拼裝結(jié)構(gòu)所需要的預(yù)埋鋼板位置及尺寸。

（2）選擇躉船拼裝水域時，應(yīng)選擇合適的拋錨區(qū)域，以便于躉船定位。

（3）躉船拼裝時，應(yīng)先調(diào)整好躉船吃水線，再控制平面尺寸，同時進行臨時加固。

（4）躉船在止水過程中，底部止水帶安裝前，應(yīng)先注意內(nèi)側(cè)抽水，以利用水壓力。；

（5）在結(jié)構(gòu)鋼筋施工時，應(yīng)注意勞動力投入情況，盡可能安排多的施工人員進行施工，提早進行加勁板安裝及連接處砼澆筑（宜在接縫砼澆筑時選擇添加早強劑）。

（6）砼結(jié)構(gòu)完成后，應(yīng)注意養(yǎng)護措施。

3.鋼筋砼躉船水上拼裝施工的質(zhì)量控制

3.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（1）《鋼筋砼船舶建造規(guī)范》。

（2）《鋼筋混凝土船船體建造技術(shù)條件》JT/T308-1997。

（3）《港口與航道工程施工規(guī)范》。

（4）參《水運工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)》JTS257-2019。

3.2 質(zhì)量控制

3.2.1 壓載及躉船定位

切實按照事先設(shè)計的等高標(biāo)尺及平面尺寸進行嚴(yán)格控制，允許誤差在±10mm，以確保分體躉船拼裝后結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求。

3.2.2 躉船止水帶安裝

根據(jù)結(jié)構(gòu)情況選擇合理的止水帶及固定材料，安裝時做到止水帶平順、貼實，以確保拼裝處止水效果和后續(xù)工作施工。

3.2.3 鋼筋焊接

根據(jù)圖紙設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求，各種結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)確保焊接長度及焊接質(zhì)量。

3.2.3 結(jié)構(gòu)砼澆筑

嚴(yán)格控制砼配合比，確?；炷临|(zhì)量；在混凝土澆筑高度高差大于2米時，應(yīng)采取相應(yīng)措施，防止混凝土離析。

3.3 質(zhì)量保證措施

3.3.1 確保工程質(zhì)量的組織措施

確保工程質(zhì)量才能維護公司應(yīng)有的效益，也是施工企業(yè)立足于市場和企業(yè)發(fā)展的根本保證。通過建立質(zhì)量管理體系，保證質(zhì)量體系的有效運行，要加強職工的質(zhì)量意識教育，健全各項質(zhì)量管理措施，確保承建工程的質(zhì)量。

表1 主要勞動力人員表

表2 主要機械設(shè)備表

①制訂施工管理方法和目標(biāo)；

②建立健全質(zhì)量管理體系；

③制訂相關(guān)質(zhì)量責(zé)任制。

3.3.2 確保工程質(zhì)量的技術(shù)措施

①嚴(yán)格按設(shè)計圖紙施工，嚴(yán)格按施工規(guī)范操作，嚴(yán)格按驗收標(biāo)準(zhǔn)驗收；

②認(rèn)真做好測量放樣工作的復(fù)核、檢驗，確保定位準(zhǔn)確、尺寸準(zhǔn)確；

③配備必要的試驗設(shè)備，以滿足工程的試驗需要，確保工程質(zhì)量；

④開展質(zhì)量第一的競賽活動，同時進行質(zhì)量教育，強化質(zhì)量意識，提倡技術(shù)革新和新工藝、新方法，以提高工效和經(jīng)濟效益。

3.4 鋼筋砼躉船水上拼裝施工的安全措施

（1）加強人員安全教育，建立健全各種安全制度，做好各項安全技術(shù)交底工作。

（2）施工作業(yè)平臺及通道應(yīng)整體連接牢固，包括躉船四周位置應(yīng)設(shè)置安全欄桿，并涂設(shè)明顯警告色，施工人員穿戴必須滿足水上作業(yè)安全要求。

（3）及時關(guān)注氣象預(yù)報，合理安排工作時間，遇有大風(fēng)、暴雨天氣應(yīng)停止施工，同時切斷現(xiàn)場電源，保護好各種電器設(shè)備。

（4）特種作業(yè)人員必須持證上崗。

（5）定期檢查各種設(shè)備的性能，及時發(fā)現(xiàn)各種隱患。

（6）平臺與躉船處必須設(shè)置明顯標(biāo)志。

（7）應(yīng)到相關(guān)部門辦理水上水下施工許可證。

3.5 鋼筋砼躉船水上拼裝施工的環(huán)保措施

（1）制定相應(yīng)的環(huán)境保護制度，開工前及施工過程中，不斷宣傳、落實，不定期進行檢查、監(jiān)督。

（2）加強環(huán)境保護的教育工作，讓每個員工都能夠自覺遵守環(huán)境保護制度，人人參與環(huán)保。

（3）對生產(chǎn)產(chǎn)生的廢物，盡快運出作業(yè)區(qū)，杜絕廢物亂堆放、廢水亂排。

（4）合理安排施工，盡量減少噪聲對周圍環(huán)境造成污染，正常施工下，盡量減少噪音。

（5）生活廢水設(shè)有污水池，做到衛(wèi)生區(qū)內(nèi)無污水、無污物，廢水不亂倒亂流。

（6）施工中嚴(yán)格遵守國家環(huán)保部門的有關(guān)規(guī)定，采取各項有效措施，并接受當(dāng)?shù)卣陀嘘P(guān)部門的監(jiān)督；

（7）施工場地內(nèi)各種材料要堆放整齊，對特殊材料要進行特殊存放，以防污染。

4.總結(jié)

躉船分體制造、水上拼裝的設(shè)想來源于生活中的裝配式建筑：就像搭積木一樣建房子，將建筑所需要的構(gòu)件在工廠生產(chǎn)完成，運送到施工現(xiàn)場，采用可靠的安裝方式和安裝機械組裝。這樣既解決了船臺和船塢尺寸問題，還能減少工期、減少運輸成本。另外在實際浮碼頭施工中的應(yīng)用，更印證其可實現(xiàn)性，此工藝的成熟，意味著隨著今后浮碼頭尺寸的增加，鋼筋砼躉船可以也有能力比以往更加的大，還不會淘汰原先的施工場地，無論從場地還是工期和運輸都具有重要的意義。