淺談重力式大型沉箱結構碼頭施工技術要點

李慶森

【摘 要】隨著我國經濟的不斷發展，對外貿易的不斷加強，許多企業原材料、成品運輸考慮到水運成本相對較低，相繼往沿海地區遷移。近些年來，我國沿海和內河航運能力也在不斷提升。重力式沉箱結構碼頭也得到了不斷的發展與進步，重力式沉箱結構碼頭研究不僅需要滿足當前需要，也要不斷適應航運和港口發展的要求，以不斷提升我國的港口吞吐能力，向深水港口方向發展做出重要貢獻。目前我國30萬噸甚至以上深水碼頭工程選擇沉箱結構的案例已經比較多了，單個沉箱重量也由原來的百噸級發展到后來的千噸級，目前單個沉箱重量在2000噸甚至3000噸已經比較常見。本文主要對重力式碼頭沉箱的施工技術進行分析，主主要針對一些施工過程中的控制質量控制要點。希望在大型沉箱施工技術方面注重過程管控，從技術細節出發，嚴格控制每一個施工階段，使工程品質效益雙雙創收。

【關鍵詞】重力式大型沉箱結構;施工技術;施工過程;質量控制

1、前言：

我國水運事業不斷發展，各地對水運樞紐的需求，對港口碼頭的額吞吐量需求越來也大，隨著對外開放的不斷加強，進出口貿易量不斷增漲，以上情況都迫切的要求港口建設不斷向深水碼頭發展。重力式碼頭在我國的應用非常廣泛，隨著碼頭發展的不斷大型化，深水化發展，以及施工設備的發展，施工能力的增強，重力式碼頭在大型、深水碼頭中也得到了廣泛的推廣和運用。重力式碼頭主要有方塊、扶壁、沉箱、圓筒等結構，大型、深水碼頭結構選型是，沉箱和圓筒結構綜合優勢最強，運用也比較普遍。本文主要分析重力式沉箱碼頭施工的幾個要點。

1.1、大型沉箱預制施工

沉箱預制中比較核心的問題是模板工藝的選擇，模板工藝以及模板制作的好壞從很大程度上決定了沉箱預制的施工方法和施工質量的保障，也從一定程度上決定了安全管理的可控程度。隨著近些年模板制作工作的不斷發展以及施工設備的不斷進步，我認為，采用分層定型鋼模不僅能從質量和進度上得到保障，而且安全方面也相對可控。模板的加工制作根據沉箱澆筑分層的情況進行設計。模板設計中幾個主要的控制要點：底角做45°倒角;前后趾斜面根據尺寸情況分布排氣孔并設置反壓板;沉箱分段銜接位置直接粘貼止漿條做止漿處理;采用圓臺螺母固定和支立外模和外掛施工平臺;內模板充分考慮拆模問題。

沉箱預制澆筑施工過程中，常規的施工控制要點不做主要闡述，比如鋼筋綁扎質量控制;保護厚度控制等。筆者認為，其一是重視混凝土配合比的設計。沉箱預制的澆筑質量首先要嚴格進行混凝土配合比的設計，混凝土的初凝時間，粘稠度，以及施工縫、表觀質量的控制起決定性的作用。其二是保證振搗質量和分層澆筑厚度。施工過程中的振搗一定要按要求執行，并且每一層振搗都應插至底部，這樣能避免同一層混凝土澆筑時出現不規則的施工縫。其三是做好每次層混凝土之間的鑿毛，對于施工縫的處理一定要謹慎，萬一出現滲水現象，將對安裝造成很大的隱患，同時也影響和沉箱的抗腐蝕性，對質量造成影響。其四，根據后續施工工藝，選擇合適的預埋。比如隔倉間預留透水孔、預埋進水閥門、為上部結構施工預埋孔洞安裝模板支架等。這些都需要在沉箱預制之前考慮，并在預制過程中實施。

1.2、基槽和基床施工

重力式沉箱碼頭基槽的質量情況關系到整體施工的完成，基槽開挖首先應該按設計要求的尺寸進行開挖，確保尺寸和深度滿足設計要求，然后對圖紙進行核驗，如圖紙與設計要求不符合，應報請設計單位重新核算。在基槽開挖過程中，要盡量避免回淤，開挖完成后及時驗收拋石，同時可以通過基槽與停泊水域或者港池開挖的平行施工控制，開挖邊坡控制等措施有效控制回淤。

基床施工主要分為塊石拋填、打夯、二片石整平施工。基床拋石完成后，應對各部分進行測量，每一段之間高差盡量控制在30cm以內，然后在按設計要求進行夯實，夯實后再次測量夯實后的標高，需要補拋、補夯的一定要進行補拋、補夯，夯實完成后按設計規范要求進行驗收。筆者認為，施工過程中典型斷面的施工特別重要，它可以讓技術人員推算出該工程的拋石漂移量、夯沉量等主要指標，準確把握整平二片石的厚度。基床施工的質量控制除了夯實質量控制以外，二片石后的厚度也是決定基床質量的好壞，二片石厚度過厚或者過薄都可能對沉箱安裝后的沉降或平整度形成影響，控制在25cm左右二片石厚度不管從施工難度還是施工效率都比較合適，同時也能很好的保證施工質量，筆者認為，大型沉箱基床施工由于沉箱自身重量比較大，不建議采用極細平，二片石細平即可。另外，如果是沉箱結構與后方陸域回填相連的，還應設置根據后方陸域形成回填的側壓力情況，基床施工時設置合適的倒坡，以保證沉箱受到后方側壓力后不會出現前傾。

1.3、沉箱出運安裝施工

預制出運安裝施工是重力式碼頭施工過程中非常重要的部分，也是整個工程的重點和難點。沉箱出運安裝的方案選擇和設計是能否順利進行的核心。沉箱的單體重量、尺寸、浮游穩定性、浮游穩定吃水、干舷高度、是否需要助浮等沉箱本身的特質決定方案的選型，設備的選擇以及出運安裝方式的選定。筆者認為利用半潛駁出運安裝是比較安全可靠的安裝方式，沉箱出運安裝的大致流程可以分為：基床整平驗收→沉箱上駁（半潛駁）→拖航至下潛坑水域→半潛駁下潛→沉箱出駁→沉箱移運至安裝位置→通過壓水→測量人員復核沉箱位置→沉箱沉放→定位方駁離開→1-2個潮水后測量人員驗收沉箱位置→下一件沉箱。

沉箱出運安裝除了主要策劃以外，幾個過程環節是比較重要的。其一是沉箱上駁，不管是利用什么方式移動沉箱上駁，都需要考慮上駁碼頭標高與所選船型、當地潮水規律、以及施工隊伍的上駁能力和速度來確定，這就要求在預制場建設過程中，尤其要側重對出運碼頭的選擇。其二是沉箱出駁，沉箱出駁主要考慮的是水域的水深條件，可以通過船舶型深、沉箱吃水、潮水、出駁水域底標高等計算需要的水深條件，如水深條件不足，需要設置下潛坑。其三是研究關注當地潮流、潮水、風力、涌浪情況，選擇適合操作的條件進行出駁。其四是沉箱安裝前對基床的驗收以及確認基床面是否有回淤的情況，基床有回淤的情況，安裝前一定要安排清理。

1.4、回填工程及混凝土胸墻工程施工

重力式大型沉箱碼頭工程中回填工程主要是指箱內回填和后方棱體回填，沉箱安放完成后，經歷1-2個潮水，沉箱基本趨于穩定后，先進行沉箱箱內回填，一般選用回填中粗砂或回填塊石，在完成箱內回填后，繼續觀測沉箱沉降位移情況，視情況進行后方棱體回填。上述的施工順序一定不能倒置。并且后方棱體回填過程要根據沉箱的觀測數據指導施工，棱體回填不能向著沉箱推填，一旦造成圓弧滑動，沉箱位移量過大，造成質量事故。

混凝土胸墻施工的控制要點與常規混凝土工程控制方法一致，其中與其他工程混凝土不一樣的是，要充分考慮后方棱體回填對沉箱沉降位移的影響，盡量等沉箱位移相對穩定后再組織實施混凝土胸墻的施工。

2、結論

重力式大型沉箱碼頭建設發展隨我國港口建設能力和建設需求的不斷增加，逐漸大型、深水化，施工質量的過程把控在港口建設中扮演者重要的角色。而重力式大型沉箱碼頭建設過程中，影響工程質量的環節眾多，比如沉箱預制是否優質、基槽開挖是否達標、基床沉降變化量的大小尤其是不均勻沉降、沉箱安裝的精準程度等等都將對工程的整體質量造成重大的影響，這些施工技術要求和過程的控制一環扣一環，每一個環節都將對下一步的施工造成影響甚至對整個工程質量造成隱患。上述一些施工技術問題和施工要點并未涵蓋沉箱碼頭建設的所需的所有控制要點。筆者認為，大型沉箱碼頭的所有施工技術是我們比較常用的一些技術措施，但是隨著沉箱的大型化發展，對施工技術細節和過程的控制就顯得尤其重要，并且沉箱施工涉及的技術問題比較多，在一個項目的建設周期里，要把每一個細節都處理到位，需要項目建設的每一個技術人員和管理人員持之以恒的去把握每一個細節，確保工程質量，鑄造精品工程。

參考文獻：

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[4]韓傳強.重力式碼頭的施工技術要點分析[J].中華民居，2012

（作者單位：中鐵廣州工程局集團有限公司）