水下井字梁安裝施工技術研究

張蓋新

摘 要：為保證大型滑道水下工程的質(zhì)量，避免兩側軌道出現(xiàn)不均勻沉降，水下部分通常采用井字梁結構。為確保施工質(zhì)量，需要在各施工環(huán)節(jié)中制定合理的控制措施。本文詳細闡述水下井子梁的基礎施工以及吊裝、安放等施工過程，并指出施工中應注意的問題和細節(jié)。

關鍵詞：水下；井子梁；安裝施工技術

中圖分類號：TV52 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）02-0064-02

1 工程概況

1.1 工程簡介

威海船廠整體搬遷擴建工程3萬噸船臺滑道長度600m，其中陸地船臺長320m，為現(xiàn)澆鋼筋砼結構；水上滑道長度280m，為預制安裝井字梁。本工程共需預制井字梁28榀，每榀井字梁長度為9.78m，寬度11.95m，高度1.2m，每榀砼96m3，重240t。井字梁在現(xiàn)場臨時預制場進行預制，預制完成后采用氣囊頂升移運至碼頭前沿，由300t起重船水上吊裝、安放。

2 水下滑道施工概況

2.1 施工特點及難點分析

本工程滑道為弧形，水下安裝井字梁28榀，頂標高由±0至-9.0m，單榀井字梁重約240噸，安裝要求精度高。

工期緊張：本工程炸礁方量較大，海上施工外側無掩護，受北風，東北風影響大，加之在冬季施工，北風大于6級或者波高大于0.8m時，海上將停止施工，業(yè)主又有在建船只等待下水，工期十分緊張。

本工程施工海域較狹窄，施工高峰期，各種船只需交叉作業(yè)。施工區(qū)域外約1海里處為大片養(yǎng)殖區(qū)，干擾因素多，管理難度大。

2.2 水下滑道施工總流程

水下基槽開挖 基床拋石、夯實、整平、極細平 井字梁出運、安裝 護坡塊石拋理 滑道鋼軌安裝 井字梁內(nèi)側干插塊石 滑道驗收

2.3 主要施工工序簡介

2.3.1 基槽挖泥

工程開工后首先進行基槽清淤開挖。水下部分開挖長度為320米，標高由-5.0m漸變到-20.0m，采用8m3抓斗式挖泥船按照由深到淺的順序分層進行開挖，臨近岸邊處必須乘高潮作業(yè)，部分區(qū)域低潮時由陸上反鏟配合挖除。

2.3.2 水下炸礁、清碴

水下炸礁采用鉆孔爆破的方式，由兩艘炸礁船同時作業(yè)，采用GPS定位，空壓機鉆孔爆破，布孔方式采用梅花狀布孔。清碴采用1艘8m3抓斗式挖泥船配500m3自航泥駁進行施工。在水下爆破完成的區(qū)域內(nèi)，分段清除爆破后的碎碴，確保清碴干凈。若出現(xiàn)高點，要及時標出并進行補炸。

2.3.3 基床拋石、夯實、整平

基床拋石采用方駁定位、甲板駁裝運駁載、拋石工指揮挖掘機拋填的工藝施工，基床厚度超過2m的分兩層施工；基床夯實采用打夯船吊重錘夯實的工藝施工；基床整平采用方駁裝料定位、挖機喂料、潛水員水下埋設整平軌道拉刮道整平的工藝。

2.3.4 井字梁出運、安裝

井字梁利用氣囊頂升移運至臨時碼頭前沿，由300t起重船進行吊裝，然后移船至施工區(qū)域進行安放，水下由潛水員根據(jù)事先放置好的安裝線進行控制安裝，井子梁坐底后再由陸上的測量員進行測量，無誤后再摘鉤。

2.3.5 鋼軌安裝

采用方駁載履帶25t吊進行吊放，潛水人員水下擺放，測量人員通過全站儀進行控制軸線和標高。

3 主要工序工藝技術要點

3.1 水下基床整平

由于井子梁在安裝完成后，需要直接在其上部鋪設滑車鋼軌，因此滑道基床的整平要求要遠遠高于普通碼頭基床的要求，需要經(jīng)過細平、極細平和極極細平三道工序才能滿足要求。

3.1.1 準備工作

整平施工船組裝：采用一條600t方駁改裝成整平工作船，配置75kW發(fā)電機一部、空壓機、過濾罐等設備。該船應具備可同時供四組潛水員施工的條件。

制作軌道及刮道：導軌采用DN108mm鋼管，焊接成10m長度，整平用刮刀長度14m，采用雙[12對扣，滿焊，兩端封口，刮刀長度為井字梁底寬每邊加長一米。

3.1.2 整平標高的確定

由于滑道為圓弧形結構，因此每榀滑道梁的前后標高均不相同，因此需要根據(jù)不同的里程位置控制不同的標高。并且隨著上部荷載的加大，不同厚度的拋石基床將會產(chǎn)生相應的壓縮沉降量，K0+420以北段預留沉降量為5cm，K0+420～ K0+340段預留沉降量為4cm，K0+340以南段預留沉降量為3cm，K0+290處標高與現(xiàn)澆滑道梁基礎相同。

3.1.3 整平

基床整平需要經(jīng)過細平、極細平和極極細平三道程序，分別用二片石、1～3cm碎石和0.5～1cm碎石進行。每次調(diào)整整平導軌時，要將水尺依據(jù)趈標盡可能豎直。潛水員在根據(jù)導軌標高進行基床整平。

3.2 井字梁出運

3.2.1 施工準備

根據(jù)井字梁寬度和長度，選用氣囊直徑為60cm，長度13m，數(shù)量5條。準備兩臺8t卷揚機，碼頭前沿預埋直徑40mm地錨6個。出運前，將每個塊體的軸線用Φ10膨脹螺栓標記，以方便潛水員拉線與安裝基線進行雙控。

3.2.2 氣囊頂升、移運

基床整平完成，井字梁強度達到出運要求后，將臺座不穿氣囊的地方拆除，剩余部分作為井字梁的支座，然后在井字梁下穿氣囊，進行充氣將井字梁頂起，拆除剩余臺座。氣囊將井字梁頂起后，立即清理井字梁下的垃圾，然后開動卷揚機，將井字梁移運至碼頭前沿，等候300t起重船吊裝。

3.2.3 起重船吊裝就位

起重船從預制場吊裝井字梁后，移船至施工區(qū)域，順井字梁基床軸線下錨定位。軌道梁安裝乘低平潮、潮流流速較小時進行。安裝前，潛水員下水重新檢查基床情況，確保基床無異物、未破壞。

3.3 井子梁水下安裝

3.3.1 井字梁吊裝索具

為保證井字梁吊裝過程的受力均勻，且方便安裝，井字梁設計專用吊具，通過吊具改變鋼索起吊力的作用方向，使井字梁垂直受力。本工程通過計算，設計吊裝架采用20#工字鋼，吊索采用φ70鋼絲繩。

3.3.2 安裝基線放設

安裝基線放設從K0+290向北進行。安裝基線采用三腳架輔助鉛錘，潛水員水下做點的辦法。每隔20m架立三腳架，測量人員在船臺西側距離滑道邊沿5cm處架設全站儀，嚴格控制垂球線的東西方向。待確定后，潛水人員水下將此點定牢，以便于潛水人員水下引出其他安裝控制點。

3.3.3 井字梁水下安裝

起重船吊井字梁到達預定位置后，先將梁完全放入水中，潛水員下水，指揮起重船，在距基床約20～30cm時停止下放，潛水員再指揮精確安裝。在安裝過程中，未到達準確位置，井字梁嚴禁放到基床上，以保護基床不被滑道梁反復起落而破壞。安裝過程中，必須采用安裝基線和軸線或者西側軌道中心線進行雙控，保證安裝的質(zhì)量。

第一榀梁位于K0+290～K0+300段，上接現(xiàn)澆滑道梁。安裝第一塊時，將梁端頭的榫槽及梁中心線分別對齊已現(xiàn)澆好的井字梁上的榫槽和軸線，利用系在井字梁兩側的棕繩人工調(diào)整井字梁的位置，然后緩緩下落吊鉤，使井字梁下沉到臨近安裝位置，由潛水員水下參照已安裝井字梁控制梁的上端，全站儀陸上控制安裝在一側鋼軌上的標桿。起重船絞纜移動，使井字梁位置準確后，下落大鉤，潛水員在井字梁之間用20mm木閘板作縫，使兩井字梁靠緊，顛鉤是井字梁座在基床上。然后順里程向北依次安裝剩余井字梁。

當每榀安裝完成后，及時驗收，用全站儀測量軸線，水準儀測量鋼軌標高，潛水員用靠尺靠梁接頭外側，是否錯牙。如測量誤差不滿足設計要求和規(guī)范規(guī)定，重新吊起用鋼板找平基床，直至滿足安裝精度驗收合格后，將各數(shù)據(jù)詳細記錄，以方便安裝下一榀滑道梁。

3.4 滑道鋼軌安裝

井字梁安裝完成，經(jīng)監(jiān)理驗收合格后，應立即安排潛水員進行鋼軌安裝。安裝采用方駁載汽車吊進行吊放，潛水人員水下擺放。擺放完成后，依據(jù)最西側一道軌道為基準，調(diào)整其軸線和標高，標高和軸線每2m檢測一個點進行控制。潛水人員使用千斤頂調(diào)整軸線位置，標高通過墊不同厚度的鋼板進行調(diào)整。然后依據(jù)最西側軌道，利用軌道尺調(diào)整其他軌道。鋼軌安裝完畢后，及時進行護坡塊石的拋填。

4 施工中的經(jīng)驗總結

水下井字梁的安裝要求精度非常高，因此其施工控制重點應放在測量控制、基礎施工質(zhì)量控制、安裝精度控制及鋼軌安裝質(zhì)量控制上。施工前，針對現(xiàn)場實際施工條件，對各施工工序制定詳細的施工措施，施工過程中，嚴格測量控制、技術交底等環(huán)節(jié)，施工完成后及時復測驗收并拋填兩側塊石進行防護。該滑道已順利投入使用，多艘萬噸級船舶安全下水，表明該工程的施工完全滿足設計和規(guī)范的要求，為類似工程的實施提供了借鑒。

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