淺淡沙角C電廠煤碼頭圓筒加固改造典型施工工藝

摘 要：改革開放以來，國內(nèi)的水運行業(yè)發(fā)展蓬勃，各大沿海城市充分利用自身地理位置的優(yōu)勢，大力建設(shè)港口，港口建設(shè)行業(yè)發(fā)展相當(dāng)迅速，經(jīng)過多年的發(fā)展后，許多老碼頭受限于原有設(shè)計的噸級，已逐漸不能滿足自身的生產(chǎn)要求，因此，舊碼頭的擴建升級、加固升級改造、拆除新建工程開始進入了高峰期。

關(guān)鍵詞：圓筒加固；水下不分散砼；安裝；砼澆筑

1 工程概況

沙角C電廠煤碼頭原結(jié)構(gòu)為5萬噸級重力式碼頭，現(xiàn)計劃把碼頭升級為10萬噸級，原碼頭圓筒需由原直徑3m加固至4.5m。

2 工程特點

（1）國內(nèi)類似的改造工程少見，無成熟經(jīng)驗可借鑒。（2）圓筒加固施工大部分為水下作業(yè)，且因作業(yè)高度受限，無法采用起重船機等設(shè)備，大部份為人工操作。（3）因無法自由提拔管進行振動密實砼，水下不分散砼的自密效果不確定。（4）圓筒加固模板分塊進行水下安裝，單塊最重達3.89噸，起吊及水下拼裝難度大。針對以上特點，本工程正式開工前抽取一個圓筒作為試點，進行典型施工。

3 主要施工工藝

3.1 施工工藝流程（見圖1）

3.2 施工方法

3.2.1 淤泥清理

（1）潛水員先清理圓筒周圍3.0m內(nèi)淤泥表面的雜物和障礙物，如沙袋、煤渣等。（2）采用泥漿泵清理圓筒2.0m～3.0m范圍內(nèi)的淤泥，直至露出圓筒底板面上的回填塊石。

3.2.2 塊石清理

（1）淤泥清理后，潛水員將圓筒周圍1.5～2.0m范圍內(nèi)的石塊清理干凈，塊石清理按1：0.5放坡。（2）清理出來的塊石優(yōu)先考慮堆放在旁邊不影響圓筒鋼筋籠、模板安裝的地方，并做好標(biāo)示；當(dāng)周邊無合適地方堆放時采用小型船舶配合，在船上安裝吊運裝置，由潛水員在搬運并裝進吊籃中，收集后吊到船上臨時堆放，達到船舶的載運量后運至碼頭后方臨時堆放待用。

3.2.3 圓筒表面清理

（1）加工抱箍套在原圓筒上，掛于碼頭面排水孔放下的吊繩上，潛水員以抱箍為支撐點和操作平臺，采用鐵鏟或風(fēng)鎬等工具人工清除附著在圓筒表面的水生物、污物等，清理范圍從圓筒頂部至圓筒底板。清理驗收標(biāo)準(zhǔn)為附著物清理干凈即可。（2）圓筒表面清理完后，應(yīng)將掉落到圓筒底板上的雜物等清理干凈。

3.2.4 圓筒頂部植筋

（1）鉆孔。鉆孔時按設(shè)計圖紙，放線標(biāo)明鋼筋錨固點的鉆孔位置，鉆孔位置標(biāo)明后由現(xiàn)場負責(zé)人驗線，每個圓筒頂部植入36根鋼筋。鉆孔按設(shè)計圖紙要求植筋鉆孔孔徑為40mm，鉆孔深度不少于320mm。

（2）鋼筋埋植。a.植筋采用植筋膠為A級膠，植筋膠采用專門配置的改性環(huán)氧樹脂膠或改性乙烯基酯類膠（包括改性氨基甲酸酯膠黏劑）。b.植筋為盲孔鋼筋埋植，且是從下往上，注膠時用橡膠先將孔底部堵住，然后用長導(dǎo)管從孔頂部開始注膠，經(jīng)過計算，將錨固用膠注入孔洞內(nèi)3/4即可；將處理好的鋼筋，除銹清理端朝向孔洞，一邊向同一方向旋轉(zhuǎn)，一邊緩慢將鋼筋插入洞內(nèi)，直至到達孔洞頂部為止。

3.2.5 三角架與起吊葫蘆安裝

先在圓筒頂部筒帽上對應(yīng)鋼筋籠、模板吊點的位置水平方向植入2根φ25的鋼筋（鋼筋植入深度不少于20cm，外露長度為10cmm），然后用14槽鋼加工邊長為30cm×40cm的直邊三角架，把葫蘆掛在三角架上，三角架槽鋼采用滿焊的方式連接。每個圓筒安裝4個葫蘆，用于吊裝鋼筋籠及模板。

3.2.6 鋼筋籠制作安裝

（1）鋼筋制作。本工程中鋼筋籠分兩半圓加工，為了防止在吊裝過程中半圓鋼筋籠變形，在鋼筋籠加工前先用Ф25mm鋼筋制作固定架，固定架主要起控制半圓的形狀及安裝起吊時起支撐作用，固定架在下水安裝前用乙炔割除。

（2）鋼筋籠安裝。a.鋼筋籠在預(yù)制場加工好后，由船運至施工現(xiàn)場。b.起重船吊起鋼筋網(wǎng)片至安裝位置附近，將葫蘆吊鉤掛在鋼筋網(wǎng)片上，如圖2所示。c.通過起重船放松鋼絲繩，葫蘆收緊鋼絲繩的方式將鋼筋網(wǎng)片移至安裝位置，并用鋼絲繩與松緊器配合將鋼筋網(wǎng)片固定于圓筒上。如圖3所示。d.同理將第二片鋼筋網(wǎng)片起吊下放至預(yù)定位置，葫蘆吊鉤連接，準(zhǔn)備安裝加固。如圖4所示。e.葫蘆牽引鋼筋網(wǎng)片至設(shè)計位置，按照設(shè)計要求安裝固定，拆除臨時固定鋼絲繩。如圖5所示。

潛水員在水下綁扎兩片鋼筋籠，為確保鋼筋籠安裝有較好的整體性，鋼筋籠與圓筒頂部植筋交接位置的主筋采用焊接連接，搭接長度不小于設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定，箍筋之間采用搭接連接，搭接長度不小于設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定。

3.2.7 鋼模板安裝

（1）鋼模板制作。根據(jù)設(shè)計要求，鋼模板水下部份不進行拆除。鋼模板委托專業(yè)廠家制作，直徑為4.5m。鋼模板從上至下共分6段拼成，分別為最頂上段2.15米，其余5段均為3米，由4個1/4圓模板拼接而成，拼接采用高強度螺栓連接。每節(jié)鋼模板在加工廠按4塊制作，運至預(yù)制場拼裝成兩半圓，再運到施工現(xiàn)場安裝。如圖6所示。

（2）鋼模板安裝。a.模板用船運至施工現(xiàn)場，起重船將半邊一節(jié)鋼模板吊入水中，靠近碼頭邊沿，葫蘆吊勾掛在模板吊環(huán)上。b.收緊葫蘆，放松吊機繩索，把模板移至安裝位置上。c.同樣的方法方法把另一半模板吊移至安裝位置。d.潛水員上緊螺栓。e.分節(jié)拼裝成圓，分節(jié)下放。底節(jié)準(zhǔn)確就位后在底板上鉆孔打入鋼筋固定，節(jié)與節(jié)之間水下上螺栓。

3.2.8 澆筑混凝土

（1）灌注孔鉆孔。采用手持風(fēng)鎬把碼頭面上（圓筒對角位置）的2個排水孔由直徑100mm擴大至直徑300mm，擴大后的孔徑應(yīng)能滿足澆筑管的外徑要求。如圖7所示。

（2）導(dǎo)管安裝。因大部分排水孔不在圓筒加固砼的正上方，需要設(shè)彎管穿過碼頭面，故導(dǎo)管安裝分兩部分：碼頭面以下第一部分為垂直管，從圓筒底（-13.25m）到設(shè)計高水位（+3.2m）采用垂直管鋼導(dǎo)管，其上到澆筑漏斗采用橡膠管，鋼導(dǎo)管與橡膠管采用鋼法蘭連接。

鋼導(dǎo)管內(nèi)徑為φ200mm，每節(jié)按1m長制作，以方便拆管，導(dǎo)管懸吊和提升采用吊裝模板的葫蘆進行。導(dǎo)管組裝時接頭密合不漏水（要求加兩道密封圈，黃油封口）；在第一次使用前進行閉水試驗。導(dǎo)管安裝在圓筒與鋼筋網(wǎng)之間，采用葫蘆下放至孔底標(biāo)高以上20～40cm。

（3）混凝土澆筑。圓筒加固砼采用C25的水下不分散砼，根據(jù)設(shè)計說明，該砼具有良好的自流平性及自密性，不需要進行振搗。

搭設(shè)好灌注平臺后在灌注孔內(nèi)安裝導(dǎo)管，第一次澆筑混凝土澆至+1.75m標(biāo)高，第二次澆筑至設(shè)計標(biāo)高。混凝土采用商品混凝土，砼采用車載泵泵送入料斗。施工方法如下：a.第一次澆筑水下混凝土為132m3，選在剛開始退潮時澆筑，可確保碼頭面以下垂直導(dǎo)管的提升和拆管在施工水位以上操作。b.澆筑前檢查混凝土坍落度、坍?dāng)U度、和易性并做好記錄。c.采用2根導(dǎo)管對稱同時澆筑砼，混凝土首灌量灌至導(dǎo)管下口1m以上。澆筑過程中控制好速度，使混凝土面盡量同步上升，不形成高度差。混凝土澆筑時，導(dǎo)管下口埋入混凝土的深度不小于2m，不大于6m。d.新澆砼面接近模板頂面時由工人清除表面浮漿，直到表層混凝土含碎石骨料，然后繼續(xù)下料澆注，最后砼面控制在+1.65m～+1.75m標(biāo)高；第二次砼澆筑前鑿除表層20cm左右厚度的砼。e.第二次澆筑剩余部分，砼采用C30普通混凝土。澆筑前，先鑿除第一次澆筑頂部松散混凝土，露出骨料，并沖洗干凈。砼分層澆筑，分層厚度30cm，采用振動棒振搗密實。f.封閉灌注孔：砼澆筑完成后采用C45微膨脹混凝土封堵灌注孔，底板采用吊模的方法，模板拆除在2天后進行。g.砼養(yǎng)護：圓筒加固的頂面砼及封閉灌注孔砼在終凝后進行表面灑自來水養(yǎng)護，時間不少于7天，保持濕潤。

4 結(jié)束語

（1）舊碼頭的改造施工受原有結(jié)構(gòu)的限制，往往不能按常規(guī)施工工藝去進行，比新建施工更為困難，需對所采用的工藝進行試驗研究，因此就需先進行典型施工試驗。

（2）本項目的典型施工證明，本工程的圓筒加固施工工藝是可行的，但工效較低，工效有較大的改進空間。

（3）通過本次典型施工，對工藝進行優(yōu)化改進：對人工清淤、塊石優(yōu)化，在確保不破壞碼頭基礎(chǔ)、圓筒結(jié)構(gòu)安全的前提下，采用長臂勾機改裝小抓斗去清理基礎(chǔ)塊石，工效可大大提高；鋼筋籠、鋼模板在安裝前進行加固，提高其剛度，防止在起吊過程中發(fā)生變化，確保對接精度，縮短安裝對位時間。

（4）通過對典型施工圓筒進行超聲波、低應(yīng)變檢沒、砼試塊抗壓試驗及拆模后的外觀檢查，證實水下不分散砼在沒有振搗的情況下，圓筒的筒體的連續(xù)性、砼的抗壓強度及表觀質(zhì)量均能達到設(shè)計要求。

（5）圓筒加固試驗典型施工，為后續(xù)其余圓筒加固施工提供的寶貴的施工參數(shù)，對指導(dǎo)后續(xù)圓筒加固施工具有極大的意義。因此對于新工藝、新技術(shù)及不成熟的工藝進行典型施工是必要的，它是論證一個工藝是否可行及是否經(jīng)濟合理的一個主要的方法。