營口港創建治理水運工程質量通病示范項目設計成果分析

黃明俊，劉曄

（中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300222）

水運工程的質量通病是指港口設施在使用中反映出來的、在一定程度上影響了港口正常生產作業、具有普遍性質的質量缺陷，如碼頭沉降、軌道梁變形、地面排水不暢，等等。質量缺陷雖不會威脅到建筑物的結構安全，但會給使用帶來不便；另外隨著港口規模的不斷擴大、功能的不斷完善、等級的不斷提高，港口生產越來越講究高效和快捷。延長使用壽命，加大維修間隔，改善港口面貌，創建環境美化，成為每一個業主對工程質量的內在要求。質量缺陷的產生是由于對細微環節認識不足、技術手段相對落后以及施工方式不當所造成的。

1 項目概況

交通部質監總站將營口港鲅魚圈港區54～56號集裝箱泊位確定為示范項目，進行全面工程管理，針對項目尋找質量缺陷，分析研究，實施解決，總結經驗，以備推廣。從設計方面對于質量缺陷進行研究是非常重要的，可以最大限度地降低質量缺陷出現的幾率。根據鲅魚圈港區的以往工程實踐，提出改進方向，制訂改進措施，分專業、分項目組織攻關。

營口港鮁魚圈港區54～56號集裝箱泊位是該港四期工程10個泊位中的前3個，位于港區中部，岸線長度1000.04 m，前沿水深-15.5 m，可以停靠10萬噸級集裝箱船。陸域全部按照集裝箱專用泊位建設，近期碼頭暫兼顧鋼鐵作業。碼頭為帶低位卸荷板的重力式方塊結構，碼頭面高程5.5 m，岸壁總高度21 m，是目前國內最大的方塊碼頭，屬于技術創新項目。對起重能力和方塊重量與尺度進行過方案論證；為解決大體積混凝土表面溫度裂縫問題，對混凝土標號、結構開孔形式及塊體尺寸等進行過優化；對非巖石地基上大型方塊碼頭的穩定性，通過離心試驗進行了多方案比較論證。

2 取得的技術成果

重力式碼頭這種常用結構形式存在著一些具有普遍性質的質量缺陷。本項目通過設計上與施工結合，主要取得的成果包括以下9項。

1）碼頭預留沉降量的合理選?。褐亓κ酱a頭在使用期間不可避免地存在沉降現象，沉降量預留得是否恰當直接關系到工程的質量。本工程是以粉質黏土作為持力層。碼頭的拋石基床厚度3.5 m，上方設有4層方塊和1層卸荷板，碼頭面高程5.5 m，前沿水深-15.5 m。鮁魚圈港區二期通用泊位工程實測碼頭沉降量為5 cm左右，三期集裝箱泊位工程實測碼頭沉降量為3～6 cm。在分析第一手資料后，確定本工程的碼頭預留沉降量為：拋石基床預留沉降量10 cm，故基床頂面的施工高度為-15.4 m；碼頭墻體預留沉降量7 cm，故胸墻頂面的澆筑高程為5.57 m。

2）集裝箱裝卸橋的后軌道基礎處理：集裝箱碼頭無論是船型、岸邊起重設備，還是載荷、工藝布置等都是港口所有貨類中發展最快的。為了適應集裝箱運輸的發展，我們對后軌道載荷做了較為充分的預留。三期集裝箱泊位工程岸橋后軌道梁基礎灌注樁設計直徑1000 mm，間距6 m，樁長平均45 m。建成不久，因設備變化不得不進行改造。本項目岸橋后軌道梁基礎灌注樁直徑調整為1100 mm，間距5 m，樁長平均50 m，設計中已經考慮到日后岸橋型號加大的可能。

3）門機后軌道應對沉降措施：由于54～56號集裝箱泊位在投產初期將兼顧鋼鐵作業，因此碼頭前沿布置有集裝箱裝卸橋和門機兩種設備，設有3條軌道，其中前軌共用，裝卸橋軌距為30 m，門機軌距為12 m。門機的后軌道梁位于拋石棱體上方，但拋石棱體無法進行有效密實，而采用樁基結構實施難度又非常大，因此，重力式碼頭的門機后軌道梁無一例外地存在著使用期沉降現象。以往當軌道產生沉降、影響設備運行時，只得長時間停產維修，鑿除混凝土，重新安裝軌道。每一次維修都給港口生產帶來很大的負面影響。為了徹底解決后軌沉降這一重力式碼頭的頑癥，與使用單位多次調研，提出了以下3個方面改進措施：在裝卸設備允許的范圍內進行沉降量預留，本項目在碼頭預留沉降量的基礎上，再次對門機軌道預留30 cm沉降；將門機后軌道的預留螺栓改為預埋螺母，如果后軌產生10～15 cm的沉降可以隨時調整；若后軌沉降量超出15 cm，只需將螺栓抽出更換，實施起來十分簡便，無需動用復雜的施工設施。

4）門機后軌道應對側移措施：為了防止門機后軌道產生水平變位，本項目在軌道梁與胸墻之間設置了拉桿，通過預埋拉桿克服軌道側移。

5）碼頭面排水措施：為了方便作業，集裝箱碼頭前沿地帶面層結構采用混凝土大板。但這一區域在使用期間會隨著拋石棱體以及碼頭自身的下沉而產生沉降，由于混凝土大板不易調整，造成該區域高程低于周邊，下雨積水。本項目在岸橋軌道之間、避開集卡通行的位置設置了排水系統。

6）碼頭前方的溝槽排水：本項目對所有溝槽均考慮了排水措施。在碼頭前沿電纜溝內每隔5～10 m預埋1根排水管通海，電纜溝內的雨水可以直接外排。前軌的軌道槽、錨錠坑和防風拉鎖坑與電纜溝相通，積水經電纜溝內側的排水孔排海，解決了前軌與前沿電纜溝的排水問題。中間軌位于拋石棱體上方，在中間軌的軌道槽、錨錠坑和防風拉鎖坑內留有排水孔，雨水將排入拋石棱體，解決了中間軌的排水問題。后軌則在軌道梁內側設置了1道碎石盲溝，解決了后軌的排水問題。

7）溝槽邊角及前沿電纜槽設計：碼頭上部的溝槽邊角強度低、易破損，本設計均采用角鋼護邊。前沿電纜槽因要兼顧岸橋電纜和門機電纜，電纜數量多，設計中選用了一體的不銹鋼電纜槽，寬度65 cm，深度15 cm，包括2個小槽和1個大槽，小槽放置岸橋電纜，大槽放置門機電纜。設計中還選用了熱鍍鋅護輪坎、彩色橡膠變形縫等構件，既起到了防止表面局部開裂的作用，又增加了碼頭的美觀效果。

8）碼頭后方地帶的地基處理：集裝箱堆場的地基處理采用強夯方式。本項目考慮到碼頭的穩定，對碼頭后方60 cm范圍內改用振沖砂和振沖樁的處理方式。

9）集裝箱堆場高程設計：《海港總平面設計規范》規定堆場的地面設計坡度為0.5%～1%,然而國內大多數集裝箱港口均感覺到此坡度過大，造成頂部箱體錯位明顯，存在安全隱患。為了解決這個通病，同時又不影響排水效果，本項目中我們將排水坡度全部控制在0.5%以內，同時加密了雨水井的布置。通病的治理實質也為下一步設計規范的修編提供了積極有益的幫助。

3 結論

通過對碼頭預留沉降量等技術參數的選取及集裝箱裝卸后軌道基礎處理等多項設計改進措施，可為今后設計規范的修編提供經驗，對治理重力式碼頭沉降、軌道梁變形、地面排水不暢等質量通病起到了一定效果，作為營口港的創建項目，也將為進一步治理水運工程質量通病起到示范作用，取得的技術成果可在今后工程中應用。