欽州港大欖坪1#、2#泊位水工工程6#-10#整體滑移圓筒復(fù)位施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

【摘 要】總結(jié)了圓筒滑移之后的圓筒復(fù)位施工的若干注意事項(xiàng)，簡單闡述了工程所遇到的問題，并提出了解決方法，希望為類似問題提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】圓筒安裝；整體滑移；回淤處理

1 引言

欽州港大欖坪1#、2#泊位工程在圓筒安裝期間，由于施工水域整體回淤嚴(yán)重，盡管在圓筒安裝之前進(jìn)行了水下基床清淤，但無法徹底清理干凈，降低了圓筒底與拋石基床的摩擦系數(shù)，在港池內(nèi)的回下爆破作業(yè)引發(fā)了后方淤泥坍塌，圓筒受淤泥沖擊及后方土壓力突然增大誘發(fā)了未及時進(jìn)行腔內(nèi)回填砂的6#-10#圓筒出現(xiàn)向前沿不同程度的滑移情況。本文總結(jié)了在圓筒復(fù)位的施工過程中，遇到的問題及所采取的解決辦法，為類似問題提供借鑒。

2 概況

本工程采用鋼筋砼薄壁無底大圓筒，單件重1513噸。由于是采用浮游安裝，故在設(shè)計(jì)上增加一臨時鋼筋砼底板，底板與圓筒為相互獨(dú)立結(jié)構(gòu)，兩者通過螺栓緊固，膠橡墊板止水，結(jié)構(gòu)如圖一示。

至出現(xiàn)圓筒滑移前已安裝圓筒15個，1#-9#圓筒已拆除底板和圓筒的連接螺母，1#-5#圓筒已完成腔內(nèi)吹填砂，6#-8#已完成拋填圓筒內(nèi)底層反濾層。圓筒滑移的情況如下表一、圖二。

3 處理方案

滑移發(fā)生以后，公司及局里組織專家組前往工地現(xiàn)場了解情況，討論圓筒起浮復(fù)位方案，經(jīng)多次討論形成以下五套方案：

3.1 方案一：氣壓法

氣壓法是加工一個大蓋板，將圓筒頂蓋住，同時在圓筒頂與蓋板間加橡膠板，利用圓筒頂?shù)耐馍炫罈U和在圓筒頂植筋反壓緊固蓋板，使圓筒頂和蓋板間無縫隙，從而達(dá)到密封的效果。在蓋板頂上設(shè)置進(jìn)氣閥，通過進(jìn)氣閥往圓筒內(nèi)充氣，利用氣體擠壓排出筒內(nèi)海水將圓筒上舉達(dá)到起浮目的。

3.2 方案二：頂部反壓法

是在圓筒頂架設(shè)鋼梁，鋼梁與圓筒頂?shù)耐馍炫罈U和植筋進(jìn)行焊接，鋼梁下部設(shè)鋼管柱，利用千斤頂頂鋼梁和鋼立柱，使底板和底座壓緊。然后再上緊底板與底座的連接螺栓，達(dá)到密封后再排水起浮進(jìn)行復(fù)位。

3.3 方案三：船升法

船升法是在圓筒上打眼掛鋼絲繩與船舶聯(lián)接，利用船舶在漲潮時的浮力將圓筒吊起，從而達(dá)到復(fù)位的目的。

3.4 方案四：水下混凝土封底法

是在底板進(jìn)行水下混凝土封底，利用水下封底混凝土的自重及和圓筒的粘結(jié)力克服起浮對底板的上舉力而達(dá)到止水和起浮的目的，進(jìn)行復(fù)位。

3.5 方案五：加長螺桿緊固底板法

加長螺桿緊固底板法是對已上移的底板經(jīng)加長螺桿后，利用加長螺桿壓住底板，然后再通過止水措施將底板四周進(jìn)行止水，起到基本密封，排水后達(dá)到起浮條件。

4 方案分析與選用

4.1 基本數(shù)據(jù)：

圓筒及臨時底板自重：1513t，海水容重：γ=1.025t/m3；

薄壁外斷面面積：S1=254.3m2，

內(nèi)面積：S2=235.5m2；

施工水位2米時，內(nèi)外零水頭時排水體積：V=546m3;

內(nèi)外水頭達(dá)到h=(1513-546*1.025)/（1.025*235.5）=3.95m時，圓筒上浮。

此時圓筒底部水壓強(qiáng)：P=γh=1.025*3.95 =4.05t/m2。

4.2 方案比選

5 方案實(shí)施情況

5.1 流程：

制作工作平臺、加工連接鐵件→后方及圓筒周圍清淤→清理圓筒內(nèi)回填料→清理底板與圓筒接縫→螺栓處理→止水帶施 工→緊固底板螺母→圓筒抽水上浮外移→基床清淤及修復(fù)→圓筒安裝

5.2 施工方法：

5.2.1 采用絞吸船和挖泥船清除6＃～10＃圓筒后方的回淤，盡可能地清除干凈，確保正位的圓筒和已產(chǎn)生滑移的6＃～10＃圓筒的穩(wěn)定，不再產(chǎn)生滑移，同時也為6＃～10＃圓筒起浮創(chuàng)造條件。

5.2.2 根據(jù)6＃～10＃圓筒的不同情況分別處理，處理原則是先易后難，從10＃開始進(jìn)行處理。

5.2.3 由于10#的底板連接當(dāng)時只拆除一半。處理方案是：重新將所有的螺母全部上好，用風(fēng)炮水下將螺母打緊。因底板是剛性的，只拆除一半螺母，底板與底座的縫隙不大，重新上緊螺母后滲水量小。抽水起浮后將10#圓筒移到后續(xù)基床上然后下潛存放。

5.2.4 9#圓筒底板與底座的連接螺栓上的螺母全部拆除完。處理方法是將全部的螺母全部上好，用水下風(fēng)炮打緊。由于連接螺桿的螺母已全部拆除，底板下的淤泥將底板托起，造成底板與底座間的縫隙加大，只打緊螺母無法減小底板與底座之間空隙，直接抽水起浮困難。處理方法是：上緊連接螺母后，水下將底板四周的泡沫板清除干凈，再壓入橡膠止水條后用絮凝混凝土進(jìn)行灌縫。再利用螺桿上加工蓋板，蓋板壓住澆注好的灌縫混凝土，為了增加鋼板的鋼度，在蓋板上增加一條12槽鋼壓住。在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，混凝土達(dá)到止水效果或減小滲水量后，圓筒即可起浮安放在第10＃圓筒基床上。

5.2.5 對6#、7#、8#三個圓筒處理時，由于筒內(nèi)已拋填了反濾層料，其中6#已拋填了二船海砂。所以處理時，第一步是清除回填物：采用挖泥船及砂石泵等設(shè)備進(jìn)行圓筒內(nèi)回填物的清除，在清除完回填物后，迅速摸清了底座預(yù)埋螺栓和底板關(guān)系，是由于底板上浮，預(yù)埋螺桿已縮入底板內(nèi)，為了圓筒能起浮，螺桿必須接長。為此第二步是擴(kuò)孔，將臨時底板上螺栓孔進(jìn)行擴(kuò)大：在圓筒頂搭設(shè)鉆孔平臺，利用鉆孔灌注樁取芯用的鉆機(jī)對螺栓孔進(jìn)行擴(kuò)大，擴(kuò)大的孔徑為10cm。第三步是螺桿接長：利用原底座上的螺桿進(jìn)行接長，具體做法是根據(jù)螺栓的尺寸加工一個長10cm的套筒，套筒兩端加工內(nèi)絲扣，在已擴(kuò)孔的位置上將螺桿接長到底板面以上。第四步是止水：止水措施和9#圓筒處理方案相同。第五步是起浮存放：在止水帶施工完成且混凝土強(qiáng)度達(dá)到30Mpa以上后，關(guān)閉圓筒底部排水口，用水泵抽水起浮。利用駁船將起浮的圓筒拖運(yùn)到基床上進(jìn)行下潛存放。第六步是對原基床重新整平：由于圓筒的滑移，原基床面已達(dá)不到安裝要求，再次進(jìn)行清淤整平。第七步是起浮復(fù)位：在二次整平驗(yàn)收后，將存放在基床上的圓筒抽水上浮，用方駁拖帶已浮游的圓筒進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位安放完成后，及時拆除底板和底座的連接螺母使底板和底座分離，進(jìn)行筒內(nèi)拋填反濾層和吹填砂工作，確保復(fù)位圓筒安放后的穩(wěn)定。

5.3 處理方案材料的選用

5.3.1 加長螺桿的選用：

原螺桿為直徑36mm，截面積為10.17 ，加長螺桿（套筒）選用直徑56mm，扣除內(nèi)絲扣后的截面積為12.06 ，選用的加長螺桿截面積（12.06 ）>原螺桿截面積（10.17 ），所以加長螺桿選用和原螺桿同樣材料加工能滿足施工要求。

5.3.2 止水鋼板和槽鋼的選擇

在抽水至內(nèi)外水頭為3.95米時，圓筒達(dá)到起浮條件，底板承受壓強(qiáng)為4.05t/m2，止水縫寬為10cm，則上托力為0.405t/m，經(jīng)計(jì)算，止水縫上采用厚10mm，寬60cm的鋼板并在螺桿處壓1根12號槽鋼來壓緊止水條。

6 結(jié)束語

從2008年8月9日確定方案后馬上進(jìn)行圓筒后方清淤，至9月25日全部起浮完成，至2008年10月2日完成最后一件圓筒安裝，總歷時55天。

通過對方案的選用，現(xiàn)場的處理總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，找出事故發(fā)生的原因，防止以后發(fā)生類似事件有很大幫助。自圓筒滑移事件發(fā)生后，業(yè)主、監(jiān)理單位非常重視回淤處理，解決了吹填泄水口的改道問題，減輕了回淤強(qiáng)度，并請?jiān)O(shè)計(jì)單位重新核算碼頭結(jié)構(gòu)安全，增加了后方拋石棱體，明確了清淤達(dá)到檢測的指標(biāo)：一是潛水員能觸摸到原狀土或拋填塊石，二是安裝前檢測淤泥的重度，要求不大于13KN/m3 。

整個施工過程的清淤作業(yè)，嚴(yán)格按照施工規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、設(shè)計(jì)要求及監(jiān)理與業(yè)主的指令進(jìn)行清淤工作，并加強(qiáng)了回淤情況、淤泥重度的檢測頻率，認(rèn)真地對圓筒在內(nèi)部回填及后方回填期間的沉降位移進(jìn)行觀測，測得圓筒安裝及回填期間的最大沉降量為 12.2 cm，最大位移量為3.7cm(向海側(cè))。現(xiàn)1#、2#泊位胸墻已澆注完成，設(shè)備上岸及后方回填等全部結(jié)束，通過長期對碼頭面層進(jìn)行觀測，最大沉降量僅為3.5cm，最大位移量僅為2.3cm。說明所采取的措施是有效的，從而確保了整個碼頭的施工質(zhì)量。