某電廠配套沉箱碼頭受損修復方案

胡順能+張光興+劉亞洲

摘 要：首先簡要介紹了某電廠配套沉箱碼頭受損基本情況，接著闡述碼頭方和船東方提出的受損碼頭修復方案，并分別進行技術經濟評估，最后提出技術可行、經濟合理的碼頭修復推薦方案，可為同類工程提供參考。

關鍵詞：沉箱碼頭；修復；加固

中圖分類號：U656.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）11-0056-02

1 電廠配套沉箱碼頭受損情況

1.1 沉箱碼頭概況

某電廠“大代小”技改配套的3.5萬噸級碼頭工程長231.24m，重力式沉箱結構，主體結構由17個沉箱組成。設計高水位2.86m（采用秀英基面，下同），設計低水位0.15m，碼頭前沿頂面高程7.00m。沉箱坐落在厚度3.6m、底寬21.55m、頂面高程-13.4m的拋石基床上，拋石重10～100kg，拋石基床下為粉質粘土。沉箱上部為現澆混凝土胸墻和卸荷板。沉箱單件長15.36m、寬14.15m、高15.80m，重15507KN，混凝土工程量為632.94m3。沉箱由兩個縱隔板和三個橫隔板隔成12個內艙；沉箱內填充中粗砂，粘粒含量不大于5%。

1.2 沉箱碼頭受損情況

2008年3月，該碼頭受到一艘滿載3.55萬噸煤炭的“泰和海”輪靠泊碼頭時碰撞，造成混凝土沉箱破損。事故發生后，中國船東互保協會會同某電廠碼頭方共同委托某海洋工程服務有限責任公司，對被撞沉箱的損壞情況進行水下檢測、攝像及水下錄像。檢測結果顯示，船舶直接撞擊的沉箱為8#沉箱，出現了嚴重的破損，破損處被擊穿后形成一個破洞，破洞高為5.6m，上寬約1.2m，下寬約1.2m，中間寬約1.5m，同時破損周圍附著大量的海生物；被撞的孔洞周圍形成長短不一的裂縫，現場檢出有四條裂縫，其中兩條為長1.1m，另外一條長為2.0m，橫向裂縫長約為8m；被撞的8#沉箱與相鄰的7#、9#沉箱之間存在錯位。沉箱受損位置及破損情況如圖1所示。

2 碼頭受損修復方案

8#沉箱碼頭受損而影響碼頭的安全及電廠的正常運行，需進行加固修復。該電廠和中國船東互保協會各自委托一家單位出具了修復方案，電廠委托某設計院編制的修復方案稱“方案一”，中國船東互保協會委托某科研院編制的修復方案稱“方案二”。

2.1 修復方案一

方案一修復思路：從沉箱補強、沉箱裂縫修復兩方面恢復其使用功能。沉箱補強通過對損壞的沉箱前沿外側4個艙格灌注水下混凝土，使其形成實心塊體；沉箱裂縫修復則采用水下壓力注漿的方法予以修復。

修復施工主要步驟如下：①拆除碼頭面層結構，搭建恢復碼頭面使用功能用臨時鋼結構；②為灌注沉箱修復水下混凝土，擬采取無聲破碎劑爆破技術拆除胸墻；③拆除胸墻混凝土后，用長臂挖掘機挖除沉箱頂部碎石層，再用抽砂船抽走箱格內回填砂；④灌注水下混凝土前，先清除破損孔洞周邊破碎混凝土，調整鋼筋至合適狀態，潛水員打膨脹螺栓固定外側模板；⑤沉箱前艙格填芯混凝土采用水下自密實混凝土灌注，并按構造配筋。采用導管法灌注水下混凝土，用攪拌車將混凝土從攪拌站運到碼頭，再通過混凝土輸送泵使混凝土通過串筒、承料漏斗，經豎直導管到達艙底；⑥現澆胸墻混凝土，用混凝土攪拌車從攪拌站運輸混凝土至現場，用混凝土泵車入倉。

經計算，該修復方案的投資約992萬元。

2.2 修復方案二

方案二修復思路：修補沉箱破損孔洞，僅對破損孔洞所在艙澆注輕質混凝土，其余11個艙進行化學灌漿，裂縫內灌漿處理。

修復施工主要步驟如下：①修補處沉箱表面清理（裂縫處與破損處周圍）；②裂縫表面封閉處理；③埋設注漿孔和出氣孔；④沉箱破損處鋼筋水下焊接補強；⑤在沉箱上植筋（螺栓）；⑥制作鋼板，在鋼板上鉆預留孔，并在一側焊接錨固鋼筋，鋼板防腐處理；⑦鋼板吊運、固定在沉箱破損處；⑧沉箱頂部鉆灌漿孔和出（排）氣（水）孔；⑨沉箱內灌漿；⑩裂縫內灌漿。

經計算，該修復方案投資約285萬元。

2.3 兩方案技術評估

方案一和方案二修復方案各有優缺點，修復費用相差707萬元。雙方最終請求海事法院鑒定。受海事法院委托，我公司組織技術、經濟人員對兩方案進行技術經濟評估，分析其優缺點。方案一、二技術評估見表1。

3 推薦的修復方案

3.1 修復方案設計原則

（1）確保工程修復后不影響碼頭的使用功能、不降低使用壽命；

（2）修復時對碼頭正常運行的影響盡量小；

（3）方案經濟合理，兼顧碼頭方和船東方的利益；

（4）對有破損或破損輕微的構件，其破損不至于影響結構安全運行，采取修補或補貼修補費用的方法；

（5）方案可行，且具備本項修復施工能力的施工單位較多。

3.2 推薦修復方案

根據上述的修復設計原則，通過對碼頭破損程度、破損對安全的影響以及雙方修復方法的修復效果分析，結合國內現有技術水平，我公司提出破損的沉箱前壁洞口封堵及裂縫修復方案。

對沉箱前沿4個艙水下澆筑輕質LC35混凝土，為了保證新老混凝土的結合，在破洞周邊鑿除約300mm的破損混凝土，并涂抹SHJ-W2601改性環氧水下粘結劑（雙組份）；沉箱裂縫修復采用潛水員水下修補及化學灌漿，潛水員沿裂縫走向騎縫鑿出深度不小于30mm和寬度不小于20mm的U形凹槽，并清洗干凈，采用水下植筋膠作為封縫材料一次或分次壓入U形凹槽內使其略高出槽面，并抹平修整，沿裂縫走向按500mm間距鉆灌漿孔埋設灌漿嘴，然后按豎向縫自下而上、水平縫自一端向另一端的順序進行化學灌漿。在整個修復階段為了防止潮水涌入碼頭面，保證碼頭的正常運行，需要在沉箱外側上口安裝鋼制圍柃，并在接口處用水玻璃砂漿密封。

推薦修復方案主要施工步驟如下：

（1）場外施工準備：①施工船只、人員組織；②鋼桁架制作；③孔洞鋼模板、補強鋼筋網加工。

（2）現場前期施工：①前軌、胸墻拆除；②卸荷板上部回填料挖除；③鋼桁架安裝，前軌鋪設；④安裝鋼制圍柃；⑤前壁外沿表面清除，查明其他裂縫。

（3）修復施工：①沉箱前艙格回填料清除；②利用鋼筋位置測定儀，測沉箱鋼筋位置，進行推算模板膨脹螺栓、灌漿孔定位；③洞口破損邊緣鑿除、鋼筋調直，補強鋼筋網焊接，孔洞模板安裝；④破損邊緣周邊涂抹粘接劑、沉箱4個前艙格砼澆筑；⑤裂縫水下植筋臟膠修補；⑥鉆灌漿孔，埋設灌漿嘴，裂縫灌漿；⑦拆除前軌、鋼桁架，胸墻砼澆筑，前沿防腐涂料；⑧卸荷板上部回填，安裝護舷，碼頭面恢復，碼頭前沿砂石料清理。

經分析測算，該推薦方案修復投資約794萬元。

4 結語

該碼頭受損修復工程受海事法院委托進行技術評估，本著客觀、嚴謹、實事求是的態度對碼頭方和船東方的修復方案，進行獨立客觀的評估。

我公司根據碼頭的損傷程度、破損對安全的影響以及對各修復方案的修復效果分析，在確保工程安全與修復效果的前提下，力求經濟合理，提出了修復質量有保證、可供選擇的施工隊伍多、施工工序相對較少、施工工期較短的推薦修復方案，最終得到法院、碼頭方和船東方三方的認可。

該沉箱碼頭修復處理方案可供類似工程參考。

參考文獻：

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