碼頭方塊安裝水平縫水下壓漿施工工藝

王金龍 馮兆勝

碼頭方塊安裝水平縫水下壓漿施工工藝

王金龍 馮兆勝

（中交二航局第一工程有限公司 湖北武漢 430012）

重力式方塊碼頭施工過程中，由于安裝累計誤差原因產(chǎn)生了方塊水平縫隙，超過規(guī)范要求的水平縫會導(dǎo)致碼頭在預(yù)壓和上部承重過程中產(chǎn)生較大沉降和方塊不均勻受力破壞。本文介紹了沙特海爾港碼頭工程中對方塊安裝水平縫的水下真空壓漿施工工藝，為類似工程提供了一定的經(jīng)驗。

方塊安裝；水平縫；水下；壓漿

1 前言

在碼頭方塊安裝過程中，由于方塊預(yù)制的尺寸偏差，基槽整平的偏差和安裝累計誤差等原因，導(dǎo)致方塊各層之間形成了不同程度的水平縫。為防止在方塊預(yù)壓或者上部結(jié)構(gòu)承重過程中方塊不均勻受力而產(chǎn)生局部斷裂等狀況，根據(jù)規(guī)范要求，要對縫寬大于10mm的水平縫進行處理。針對以上方塊安裝產(chǎn)生的水平縫問題，沙特海爾港5、6#泊位工程采用了水下真空壓漿法進行填充處理。通過在方塊層與層之間填充砂漿，使方塊之間密實。在壓漿材料達到設(shè)計強度以后，方塊表面受力趨向均勻，從而避免方塊因為局部受力而破壞。

2 工程概況

沙特海爾港港5、6#泊位為7萬噸級的散貨及雜貨碼頭，結(jié)構(gòu)形式為重力式方塊結(jié)構(gòu)。碼頭方塊由常規(guī)段和異型段組成，其中常規(guī)段每段長度28m，共35個結(jié)構(gòu)段，每段安裝9層方塊；異型段長度20~27.5m不等，共3個結(jié)構(gòu)段，分別安裝5、7、9層方塊。方塊合計3246塊，單個方塊寬度為1.60m~2.14m，長度為7.7m ~13.1m ，高度為1.5m和2.1m ，重量為 61t~ 102t。

圖1 碼頭方塊常規(guī)結(jié)構(gòu)段

3 壓漿材料、設(shè)備的選擇

3.1 壓漿材料

根據(jù)現(xiàn)場試驗，壓漿材料最終選擇了BASF MASTERFLOW 524。該材料呈粉末狀，只需按照規(guī)定配比添加相應(yīng)的水，即可獲得一種高強度、無收縮建筑填充材料。由MASTERFLOW 524配成的壓漿材料具有早強性，特點及強度符合現(xiàn)場壓漿需要以及方塊受力要求。

表1 壓漿材料典型特性

3.2 壓漿設(shè)備

壓漿泵選擇普茨邁斯特P13DMR，該壓漿泵能夠處理最大粒徑10mm的現(xiàn)場攪拌砂漿和預(yù)拌砂漿，性能穩(wěn)定、可靠。輸送量：30－90L/min; 最大輸出壓力：40bar; 最大輸送距離：300m。

圖2 普茨邁斯特P13DMR壓漿泵

4 施工工藝

4.1 總體施工流程

方塊水平縫水下壓漿施工工藝流程圖（見圖3）。

圖3 水平縫壓漿工藝流程圖

4.2 水平縫數(shù)據(jù)收集

水平縫數(shù)據(jù)由岸上工作人員與潛水員配合完成。潛水員攜帶鋼板尺，對縫寬10mm以上水平縫進行深度、長度、高度測量。測量時用鋼板尺對準(zhǔn)讀數(shù)，進行攝像記錄，并用水下對講機報給岸上工作人員進行記錄。拍攝錄像以結(jié)構(gòu)段為單位，按照次序從下到上逐層進行。

表2 某結(jié)構(gòu)段水平縫統(tǒng)計表

4.3 壓漿袋制作與安放

根據(jù)潛水員水下量取的水平縫尺寸，采用熱塑封口機將0.15mm塑料薄膜制作成壓漿袋（見圖4）。袋子一端分別設(shè)置進漿口與出漿口，用管卡跟扎帶分別將兩截3/4寸膠管固定在進漿口與出漿口處，使膠管聯(lián)通袋子內(nèi)外，其余部位均密封牢固。提前用細線綁扎膠管與木制管塞，為壓漿完畢進行封口做準(zhǔn)備。壓漿袋底部要縫制受力薄膜，以便于潛水員用鋼板尺將袋子推入方塊縫隙。壓漿袋制作完成后按照水平縫統(tǒng)計表對應(yīng)編號。

圖4 壓漿袋

壓漿袋的安放，需要潛水員用1.5m長度鋼板尺對水平縫進行探測，清理水平縫間雜物，確保縫隙無雜物后方可進行壓漿袋放置。潛水員用長鋼板尺頂推壓漿袋底部受力薄膜將壓漿袋放置到位。

4.4 水下壓漿

4.4.1 岸上試壓

在岸上準(zhǔn)備兩個規(guī)則的混凝土塊體。放置塊體時預(yù)留1.5cm高度的水平縫。按照水平縫尺寸制作壓漿袋放置于水平縫中。按照臨時材料配比進行拌合。根據(jù)壓漿和易性以及強度性質(zhì)確定最終配合比。

4.4.2 水下壓漿

現(xiàn)場操作人員嚴(yán)格按照試驗確定的配比進行拌料，拌料過程在壓漿機里進行。在壓漿過程中，操作手應(yīng)仔細控制設(shè)備壓力，使得壓漿材料能夠自由流動并且能充滿壓漿袋。壓漿控制由岸上設(shè)備操作手與水下潛水員配合進行。

圖5 壓漿施工

4.4.3 壓漿袋封口。

當(dāng)出漿口有較濃漿液流出時，證明壓漿完畢。經(jīng)核查塑料薄膜無破損，無漏漿，水平縫填充密實后，壓漿作業(yè)應(yīng)立即停止，拔出壓漿管，及時用木塞塞緊膠管，細線進行綁扎。

4.5拆除進出口膠管

壓漿完成，填充材料達到設(shè)計強度以后，根據(jù)要求要將裸漏在水下方塊前沿的膠管進行統(tǒng)一拆除。以免影響美觀。膠管拆除以后要按結(jié)構(gòu)段次序進行錄像拍攝，驗收確認(rèn)，并存檔。

4.6 施工要點

（1）壓漿材料必須嚴(yán)格按照試壓所確定的配合比進行拌合，不能隨意改變。在每次壓漿前，要根據(jù)壓漿的量對壓漿材料進行取樣。

（2）在壓漿前，要對壓漿袋、注漿管以及整個壓漿系統(tǒng)進行潤濕，檢查其工作性能。

（3）壓漿袋下水之前要仔細檢查其密封性，防止漏漿，同時排盡里面的空氣，以便于潛水員在水下操作。

（4）潛水員在水下首先要用鋼條尺清除方塊縫隙之間的雜物，防止劃破壓漿袋。

（5）潛水員在水下放置壓漿袋時要保證壓漿袋全部展開，避免壓漿袋卷曲。如果壓漿袋沒有完全展開，泥漿將會在壓漿袋里聚集，造成壓漿袋下垂，壓漿材料不能很好的填充方塊縫隙，影響壓漿效果。

（6）對壓漿袋的控制是整個壓漿成敗的關(guān)鍵，潛水員要注意觀察壓漿袋的工作情況，當(dāng)壓漿要停止時，控制好時間，提前發(fā)出信號。

（7）壓漿結(jié)束時，首先封閉壓漿袋出漿口，然后封閉壓漿袋進漿口。

（8）在整個壓漿結(jié)束后，要收集方塊縫隙的錄像資料，保存相關(guān)數(shù)據(jù)，

（9）施工完畢以后要及時清理設(shè)備、清洗壓漿泵，以免壓漿管堵塞。

5 結(jié)束語

本工程中，方塊水平縫經(jīng)過水下壓漿處理，后期的預(yù)壓和上部承重后沉降觀測值都滿足設(shè)計和規(guī)范要求，也沒有發(fā)生方塊因不均勻受力而產(chǎn)生的破壞。

在施工過程中，壓漿材料的選擇尤為關(guān)鍵，要具備良好的和易性和早強性。本工程中，先期試驗的BASF MASTERFLOW 524L，在試驗中發(fā)生多起堵管，導(dǎo)致管道作廢，原因是BASF MASTERFLOW 524L材料顆粒較大，和易性較差，最后選擇顆粒更小的BASF MASTERFLOW 524。

壓漿結(jié)束的時間把握很重要，過早停止壓漿袋不充盈，過晚停止會有多于的泥漿流入海里造成污染。

壓漿最終的目的是為了填充因方塊安裝累積誤差導(dǎo)致的超過規(guī)范要求的縫隙，避免方塊在預(yù)壓或者上部結(jié)構(gòu)承重過程中方塊產(chǎn)生不均勻受力而發(fā)生局部斷裂破壞。為了控制碼頭的沉降以及方塊的不均勻受力，首先要從控制方塊預(yù)制、安裝質(zhì)量上著手，而水下壓漿施工只是作為一種方塊水平縫隙的修復(fù)措施。

總之，水平縫水下壓漿施工收到了預(yù)期的效果，也為類似的工程提供了一定的經(jīng)驗。

[1] Saudi Seaports Authority C.287A Volume II Specification

[2] ASTM C109 Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars

[3]交通部，《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》[S]，JTS167-2-2009

王金龍 出生年月：1985年1月， 男，籍貫：山西朔州，大學(xué)本科學(xué)歷，助理工程師， 從事專業(yè)：港航工程 （單位：中交二航局第一工程有限公司, 湖北 武漢 430012，）

TU75

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1007-6344（2017）03-0270-02