小議重力式沉箱碼頭施工工藝

葛海旺

摘 要 本文主要對(duì)重力式沉箱碼頭的施工工藝進(jìn)行了深入的分析，探尋加強(qiáng)施工質(zhì)量控制的有效措施。

關(guān)鍵詞 重力式沉箱碼頭；施工工藝；質(zhì)量控制措施

中圖分類號(hào) U6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）06-0059-01

隨著港口工程建設(shè)的不斷發(fā)展，重力式沉箱碼頭在施工的過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用，不僅在整體性和耐久性方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，也能夠承擔(dān)較大的荷載壓力，在后期維護(hù)時(shí)所需要的費(fèi)用也比較少。在重力式沉箱碼頭的施工中，出運(yùn)和安裝是關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，在具體的操作時(shí)，應(yīng)充分掌握工程的地質(zhì)條件和自然因素，選取相應(yīng)的船機(jī)設(shè)備以及施工工藝，而科技的發(fā)展也為重力式沉箱碼頭的施工提供了相應(yīng)的技術(shù)支持。在進(jìn)行港口碼頭建設(shè)的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案的要求，分析在施工中存在的技術(shù)要點(diǎn)，來(lái)有效提高碼頭建設(shè)的質(zhì)量。

1 工程案例

某港口工程位于渤海南岸，根據(jù)區(qū)域內(nèi)的規(guī)劃擬建設(shè)5萬(wàn)噸的通用泊位，其數(shù)量為3個(gè)，水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)按照10萬(wàn)噸級(jí)。在與岸順接的部位應(yīng)用直立岸壁的形式，將壁長(zhǎng)設(shè)計(jì)為122m，在施工范圍的岸線的總體長(zhǎng)度為891m，碼頭岸線的長(zhǎng)度是769m。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件的勘測(cè)，在基層中含水量相對(duì)比較大，具有一定的流變性，因此，必須要按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此加以處理，避免對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。碼頭工程位于遠(yuǎn)離海岸的部分，邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在碼頭建設(shè)施工的過(guò)程中采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)，根據(jù)工程的具體情況，制定沉箱出運(yùn)和安裝的方案，在沉箱安裝時(shí)擬采用氣囊出運(yùn)上塢的工藝。此外在該工程建設(shè)的過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)為3種規(guī)格的沉箱，來(lái)保證港口建設(shè)的質(zhì)量。

2 重力式沉箱碼頭的施工工藝分析

2.1 重力式碼頭基床處理

在碼頭工程施工開始之前應(yīng)根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)基床進(jìn)行處理，首先是開挖基槽，一般在此過(guò)程中需要用到抓斗式挖掘泥船，將在基層處的淤泥挖掘出來(lái)并運(yùn)送至指定的位置，對(duì)于在基床處存在的硬度較大的巖石，可預(yù)先進(jìn)行浸泡，并將抓斗的重量提升。其次是進(jìn)行拋石基床施工，所用的石塊材料為10kg～100kg，必須保證石塊的強(qiáng)度與施工要求的保持一致，隨后按照規(guī)范進(jìn)行夯實(shí)處理，夯擊能保持在150kJ以上，根據(jù)具體的情況設(shè)置泄水孔。

2.2 沉箱的預(yù)制

沉箱預(yù)制的模板中，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度必須要能夠滿足施工的要求，在底胎膜的結(jié)構(gòu)中分為上下兩層，下層是砼結(jié)構(gòu)，在上層形成若干個(gè)隔艙，隔艙內(nèi)部鋪設(shè)砂墊層工作面，并在上部安置光面膠合板以及纖維板，在底胎膜出可直接將底板鋼筋綁扎成型。其次是內(nèi)模板的安裝，內(nèi)模板一般分為三層，將每層的高度控制在3m以內(nèi)。在進(jìn)行砼澆筑時(shí)采用分層澆筑的方式，盡量避免在澆筑的過(guò)程中出現(xiàn)中斷的現(xiàn)象，否則會(huì)在表層形成工作縫，影響沉箱的穩(wěn)定性能。砼澆筑施工與內(nèi)模板安裝同時(shí)進(jìn)行，為了保證砼澆筑的連續(xù)性，應(yīng)嚴(yán)格控制每層模板安裝的時(shí)間，將其控制在在2h以內(nèi)。

2.3 沉箱出運(yùn)

1）沉箱頂升。在沉箱出運(yùn)的過(guò)程中需要用到氣囊、卷?yè)P(yáng)機(jī)、船舶設(shè)備等，應(yīng)先根據(jù)施工的具體要求確定所需設(shè)備的規(guī)格和數(shù)量，保證出運(yùn)工作能夠順利的進(jìn)行。在沉箱頂升之前，由于頂升氣囊對(duì)于施工場(chǎng)地的要求相對(duì)比較高，禁止出現(xiàn)地面強(qiáng)度不足導(dǎo)致在頂升的過(guò)程中出現(xiàn)地基下陷的情況，并確保地面不存在比較尖銳的物體，避免出現(xiàn)頂升氣囊被刺破的問(wèn)題。隨后進(jìn)行頂升氣囊的安裝，并按照規(guī)定的要求進(jìn)行連接固定，在氣囊頂升時(shí)送其管路應(yīng)保證通暢，一般頂升氣壓比理論氣壓高0.1MPa～0.3MPa。

2）沉箱運(yùn)移。在沉箱頂升的高度在墊木之上2cm時(shí)，在沉箱地下安置墊木，按照設(shè)計(jì)方案確定的位置和數(shù)量對(duì)沉箱進(jìn)行固定支撐，同時(shí)將底部的雜物清理干凈，如果邊緣的棱角過(guò)鋒利，應(yīng)采用磨光機(jī)打磨平整，確保氣囊不會(huì)受到損傷。沉箱與底部之間的距離約為100cm時(shí)，捆綁鋼絲繩前后牽引，并采用塔吊進(jìn)行沉箱的運(yùn)移工作，在此過(guò)程中應(yīng)保持穩(wěn)定前傾，合理控制運(yùn)移速度，避免出現(xiàn)側(cè)移的問(wèn)題。待沉箱上升的到高度達(dá)到設(shè)計(jì)值之后，將底部的墊木取出，隨后按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)將沉箱運(yùn)送至浮船塢甲板。

3）沉箱固定。待沉箱到達(dá)指定位置之后，需要將枕木防止在沉箱四周，此時(shí)可以將滾動(dòng)氣囊中的氣體釋放出去，使沉箱穩(wěn)定的下落在枕木之上。沉箱完全下落時(shí)可以采用裝載機(jī)把氣囊抽離出去，另外沉箱的四角應(yīng)與兩側(cè)的塢墻用尼龍繩連接固定。

2.4 沉箱安裝

1）沉箱安裝前的準(zhǔn)備。沉箱運(yùn)移至施工現(xiàn)場(chǎng)之后，應(yīng)按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置中沉箱存放區(qū)，并將完成的船舶站位圖繪制出來(lái)，為后期的安裝施工提供便利的條件。另外技術(shù)人員需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況將沉箱安裝過(guò)程中吃水、浮游穩(wěn)定等方面的施工參數(shù)進(jìn)行核算，并調(diào)整設(shè)備參數(shù)，檢查機(jī)械設(shè)備的性能是否存在問(wèn)題，避免在安裝的過(guò)程中出現(xiàn)機(jī)械故障。在沉箱底面5m以上的位置設(shè)置吃水水尺，為沉箱安裝提供相應(yīng)的指導(dǎo)。沉箱安裝之前還需要對(duì)基床進(jìn)行再次檢查，確保其滿足施工的要求，待基床質(zhì)量驗(yàn)收合格之后才能進(jìn)行沉箱的安裝施工。

2）沉箱起浮安裝。首先需要對(duì)沉箱的位置進(jìn)行確定，在沉箱下沉的過(guò)程中需要適當(dāng)?shù)淖⑺蛊渑c基床的坡度保持一致。下沉的距離可以根據(jù)水位以及吃水來(lái)進(jìn)行推算，待下沉的位置與基床頂面的具體大約為1m時(shí)，采用專業(yè)的儀器粗定位沉箱位置，下沉至0.5m的距離時(shí)，暫時(shí)停止向箱內(nèi)注水。調(diào)整四角高差。在粗定位的過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)沉箱位置偏差過(guò)大應(yīng)及時(shí)調(diào)整，隨后方可繼續(xù)注水。下沉至0.3m時(shí)再次精確調(diào)整定位，盡量減少沉箱位置的誤差。

3 重力式沉箱碼頭施工質(zhì)量控制措施

3.1 提高沉箱預(yù)制和出運(yùn)的質(zhì)量

由于重力式沉箱的體積和重量一般都比較大，所以沉箱預(yù)制工作需要在專業(yè)的場(chǎng)地進(jìn)行，在砼澆筑的過(guò)程中盡量避免中斷現(xiàn)象，減少工作縫的出現(xiàn)，這樣既能夠保證沉箱的穩(wěn)定性，也在一定程度上節(jié)約了模板成本。另外，在出運(yùn)的過(guò)程中，必須按照相關(guān)的規(guī)范來(lái)進(jìn)行施工，保證拖運(yùn)的穩(wěn)定性，使其處于勻速前進(jìn)的狀態(tài)。為了避免在出運(yùn)的過(guò)程中出現(xiàn)氣囊刺破的現(xiàn)象，還需加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的清理工作。

3.2 確保沉箱安裝位置的準(zhǔn)確性

沉箱安裝施工一般需要在落潮的時(shí)候進(jìn)行，采用注水的方法使沉箱不斷下沉，在此過(guò)程中應(yīng)合理的控制注水量，使沉箱吃水處于均勻的狀態(tài)，兩側(cè)的水位高差保持在2m以內(nèi)。在沉箱下沉的過(guò)程中其位置的準(zhǔn)確性是影響施工質(zhì)量的重要因素，因此，需要定時(shí)采取定位的措施，及時(shí)調(diào)整沉箱位置的偏差，如果在定位時(shí)發(fā)現(xiàn)位置偏差過(guò)大的情況，可以先將錨纜收放，隨后采用手拉葫蘆的方式調(diào)整位置偏差。禁止采用將墊塊加設(shè)在沉箱底部的方式進(jìn)行偏差的調(diào)整，這樣可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中而出現(xiàn)構(gòu)件斷裂的現(xiàn)象。在沉箱安裝的位置應(yīng)設(shè)置明顯的標(biāo)記，禁止船舶在此處通行，確保沉箱施工的安全性。

3.3 建立完善的質(zhì)量控制體系

在重力式沉箱碼頭施工的過(guò)程中，應(yīng)建立起完善的質(zhì)量控制體系，定期對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)在施工過(guò)程中存在的質(zhì)量問(wèn)題，并采取相應(yīng)的處理措施，從整體上提高碼頭工程的施工質(zhì)量。在基床石塊投入使用之前需先對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)浸泡之后石塊的抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于50MPa，石料的含泥量控制在5%以內(nèi)，保證基床的穩(wěn)定性能。

4 結(jié)論

綜上所述，重型深水專業(yè)化碼頭的建設(shè)數(shù)量和規(guī)模在不斷的增大，對(duì)于其施工質(zhì)量也有了更高的要求，沉箱結(jié)構(gòu)的施工效率高，在水下的工程量相對(duì)比較少，廣泛地應(yīng)用在碼頭工程的施工之中，能夠有效地降低施工難度，提高了碼頭的穩(wěn)定性能。在具體的施工操作中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，保證沉箱安裝的質(zhì)量滿足碼頭工程的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]趙輝.沉箱碼頭后方棱體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及主要施工工藝[J].港工技術(shù)，2011，48（2）：34-36.