簡論“四新技術(shù)”在水工工程建設(shè)中的作用

龍海飚，劉麗芬

（中交第四航務(wù)工程局有限公司，廣東 廣州 510231）

引 言

以新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備為代表的“四新技術(shù)”對工程進度、質(zhì)量、安全環(huán)保、成本等要素管理具有非常重要的推進作用，能產(chǎn)生很好的綜合效益。以下以廈門港海滄港區(qū) 20#～21#泊位為例，闡述“四新技術(shù)”的作用，尤其對提高工程質(zhì)量的重要意義。

1 應(yīng)用背景

1.1 工程概況

圖1 碼頭全貌

廈門港海滄港區(qū) 20#～21#泊位作為東渡港區(qū)開發(fā)建設(shè)廈門郵輪母港的補償安置碼頭，位于九龍江河口灣北岸，工程岸線總長 504 m，包括一個 7萬t級和一個5萬t級通用泊位。碼頭為重力式沉箱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)按靠泊10萬t級散貨船設(shè)計預(yù)留。其中 20#泊位主要用于糧食卸船作業(yè)，后方堆場區(qū)內(nèi)配置了糧食筒倉配套工程，糧食筒倉共 16個，配套鋼結(jié)構(gòu) T塔和棧橋、及相關(guān)管線等。21#泊位主要用于通用散雜貨裝卸船作業(yè)。項目設(shè)計年通過能力為590萬t/a。

1.2 “四新技術(shù)”要解決本工程的主要問題

作為東渡港區(qū)開發(fā)建設(shè)郵輪母港的補償安置碼頭，建設(shè)及施工需要解決以下主要問題：

1）在廈門灣還可利用的深水岸線資源非常有限，首先要解決碼頭選址問題；

2）提高裝卸糧食效率，并減少粉塵污染，是碼頭作業(yè)必須解決的問題；

3）水域施工必須保護珍稀動物白海豚，且需減少對周邊已有建筑物和臨近港區(qū)作業(yè)影響，基床爆夯工藝不可行，而深水基床密實采用錘夯工藝必須有效保證密實質(zhì)量，大型沉箱水上安裝臨近已有作業(yè)港區(qū)及廈漳大橋，施工必須確保安全；

4）工期緊，筒倉倉頂施工作業(yè)風(fēng)險高，工期、安全、質(zhì)量均需有效保證；

5）業(yè)主設(shè)定了創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程質(zhì)量目標要求，招標過程引入了央企比武競技的格局，需爭創(chuàng)國優(yōu)工程[1]。

2 四新技術(shù)應(yīng)用情況

2.1 岸線資源的充分利用[2]

“淺水深用”是針對天然深水岸線資源有限而提出的增加深水岸線資源的新方法，其關(guān)鍵問題是淺灘挖槽后的泥沙回淤強度，與挖槽前后港區(qū)附近水域水流特點密切相關(guān)。為驗證本工程“淺水深用”的可行性，針對工程建設(shè)前后在潮流、波浪、泥沙淤積、周邊岸灘地形的演變、九龍江泄洪水流、航道整治建筑物等各個方面均進行了相關(guān)專題的研究工作。研究的結(jié)論表明，港池及航道內(nèi)回淤厚度呈現(xiàn)出西高東低現(xiàn)象，隨著西側(cè)工程的陸續(xù)實施，本工程港池及航道回淤量將進一步減小，航道整治工程投入使用后，港池及航道回淤量降至0.6 m/a，實踐證明，“淺水深用”可行。

本碼頭東側(cè)原泥面高程介于-4.55～-0.98 m 之間，西側(cè)原泥面高程介-0.36～1.15 m之間，港池設(shè)計底高程-15.3 m，工程竣工使用至今，港池及航道回淤情況與預(yù)期相近。此舉研究及工程實踐，較好地解決了碼頭選址問題，也為進一步挖潛廈門港深水岸線資源指明了方向。

2.2 水平運輸及裝卸工藝的改進

1）糧裝水平輸運系統(tǒng)[3]

本工程散糧的水平輸運大部分采用氣墊皮帶機，它將傳統(tǒng)托輥帶式輸送機的托輥用帶孔的氣室盤槽代替，在輸送帶和盤槽之間形成一層具有一定壓力的氣膜支承輸送帶，使輸送帶與托輥之間的滾筒摩擦變成輸送帶與盤槽間以空氣為介質(zhì)的流體摩擦，減小了運行阻力，且不撒料，驅(qū)動功率消耗較低，設(shè)備投資少，維修費用低，密閉輸送，避免粉塵飛揚。

圖2 筒倉全貌

2）現(xiàn)代化散糧裝車模式

本工程散糧裝車采用兩種方式，一種為筒倉側(cè)壁懸臂裝車，一種為筒倉底部埋刮板提升機裝車，兩種方式的結(jié)合使用減少了港口裝車區(qū)布置，節(jié)約用地，同時減少了土建房建等相關(guān)設(shè)施，降低了成本，節(jié)能環(huán)保。

3）高效的散糧車船直取工藝

本工程散糧運量大，且全部通過汽運疏港，裝車成為裝卸工藝主要環(huán)節(jié)。碼頭的接料漏斗采用了新型工藝模式，接料漏斗除了可以供料給皮帶機還可以直接裝車，做到了車船直取，保證卸船效率的情況下直接裝車，減少散糧在港時間，降低了碼頭營運成本，與貨主互利共贏。

2.3 基床錘夯及沉箱安裝新技術(shù)

1）新型水下拋石基床測量系統(tǒng)

本工程拋石基床高程測量采用了一種新型水下拋石基床高程測量系統(tǒng)：該系統(tǒng)包括一測量基準站，基準站建造于岸邊或已有的沿水建筑物，基準站包括至少一處已知高程值的設(shè)置于水下的測量臺，還包括一處設(shè)置于水下測量臺的水深傳感器探頭及一處設(shè)置于水下拋石基床頂面的基床水深傳感器探頭，基準站水深傳感器探頭及基床水深傳感器探頭通過電纜分別與岸上的接收及控制電路連接，可實現(xiàn)快速測量水下基床高程。該系統(tǒng)成本低、操作簡單、精度高，能確保水下基床重錘夯實后沉箱安裝對水下拋石基床平整度的要求[4]。

圖3 高程監(jiān)測系統(tǒng)示意

2）重錘夯實工藝監(jiān)測儀

本工程基床夯實監(jiān)測采用了新型重錘夯實應(yīng)力監(jiān)測儀，包括一液壓傳感器、一朝上開口的底座、由第一部件和第二部件裝配形成的活塞組件及一硅膠板。受夯擊時，第一部件可相對于第二部件產(chǎn)生軸向位移，硅膠板封堵于底座的開口使之形成可容納液體的封閉容液腔，液壓傳感器固定于容液腔內(nèi)并浸泡于液體中，液壓傳感器的電纜線從內(nèi)至外貫穿過底座腔壁延伸接往外部電路。監(jiān)測儀通過活塞組件把作用在頂面的沖擊力轉(zhuǎn)化為活塞中的水壓力，然后經(jīng)過液位變送器轉(zhuǎn)換成標準（電流或電壓）信號輸出，建立起輸出信號與水壓力的線性對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)對水壓力的精確測量，達到測量重錘夯實時作業(yè)在監(jiān)測設(shè)備上部應(yīng)力的目的。

該儀器可實現(xiàn)深水拋石基床重錘夯實全過程中夯錘夯擊力的實時監(jiān)測，具有測量精度高、不受水深影響、同時適用于不同粒徑范圍拋石的優(yōu)點，可以為選錘和試夯效果評定提供實測數(shù)據(jù)支持。

圖4 重錘應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)示意

3）沉箱水位監(jiān)測智能液位計應(yīng)用[5]

本工程沉箱安裝采用了一套大型沉箱水位監(jiān)測智能液位系統(tǒng)，可通過電子信息技術(shù)顯示沉箱各倉格水位，不間斷監(jiān)測沉箱內(nèi)水位變化，任何2個倉格水位超出預(yù)設(shè)值即發(fā)出警報信號，就馬上啟動抽水系統(tǒng)來調(diào)整倉格水位。該系統(tǒng)可靠性好、安全便捷、精度高，可連續(xù)動態(tài)監(jiān)測，有利于沉箱浮運和沉放過程的浮游穩(wěn)定監(jiān)測。

圖5 液位計分布示意

2.4 鋼桁架替代滿堂支架滑膜安裝工藝

1）鋼結(jié)構(gòu)桁架施工工藝

工程倉頂板為混凝土錐殼體結(jié)構(gòu)，錐殼板與水平面成 34°角，原投標方案倉頂板施工采用從倉底板開始搭設(shè)鋼管滿堂支架作為倉頂板模板支撐系統(tǒng)，支架搭設(shè)高度高達27.8 m，如此高的支架對其立桿穩(wěn)定性、整體穩(wěn)定性、立桿節(jié)點受力提出了很高的要求，且費工費時、效率低下、不利工期。為此施工技術(shù)人員優(yōu)化工藝，采用在倉壁預(yù)埋牛腿、在牛腿上安放鋼桁架錐殼體結(jié)構(gòu)作為倉頂板模板支撐系統(tǒng)。該模板支撐系統(tǒng)安裝和拆除簡便、功效高、鋼桁架（牛腿）質(zhì)量易于檢查、支撐系統(tǒng)可靠性高、作業(yè)環(huán)境良好，能有效保證倉頂施工質(zhì)量。

圖6 筒倉倉頂鋼桁架安裝

圖7 筒倉倉頂板施工

2）采用滑模施工工藝

原方案筒壁施工采用組合模板拼裝澆筑混凝土工藝，經(jīng)過優(yōu)化，采用液壓滑動模板施工，大大縮短了筒倉施工周期，降低了施工成本，同時降低了安全風(fēng)險。

圖8 筒倉滑膜支撐架

圖9 筒倉滑膜混凝土澆筑

2.5 其他應(yīng)用

1）可測深塑料排水板的應(yīng)用

真空預(yù)壓及堆載預(yù)壓采用可測深的排水板，保證排水板打設(shè)深度。可測深排水板的內(nèi)部有兩條銅線，排水板測深儀連接兩條銅線后可測得該排水板的入土深度，有效保證了排水板的施工質(zhì)量。

2）沉箱預(yù)制“四新技術(shù)”治理質(zhì)量通病

本工程沉箱預(yù)制積極采用“四新技術(shù)”，主要有：L型沉箱模板應(yīng)用、預(yù)制構(gòu)件無棱化、透水模板布應(yīng)用、氣囊搬運附著式擋板、自動噴淋養(yǎng)護、數(shù)控設(shè)備加工鋼筋、新型墊塊應(yīng)用等，數(shù)項“四新技術(shù)”的應(yīng)用使沉箱預(yù)制質(zhì)量通病治理取得良好效果。

3）胸墻施工“四新技術(shù)”減少裂縫

胸墻施工過程中采取了軌道螺栓限位架定位、護輪坎收口網(wǎng)應(yīng)用、面層河砂養(yǎng)護技術(shù)等“四新技術(shù)”，有效減少了胸墻裂縫的產(chǎn)生，大大提高了胸墻外觀質(zhì)量，取得了良好效果。

3 結(jié) 語

以上實例可見“四新技術(shù)”對工程進度、質(zhì)量、安全環(huán)保、成本等要素管理具有非常重要的推進作用，產(chǎn)生了很好的綜合效益[6]。

“四新技術(shù)”在提高工程質(zhì)量方面具有突出價值，本工程“四新技術(shù)”使基床錘夯密實質(zhì)量、沉箱預(yù)制通病治理、胸墻裂縫等“老大難”質(zhì)量問題得到了較好地解決。本工程“四新技術(shù)”數(shù)項成果獲獎：依托本項目的水下拋石基床高程測量系統(tǒng)，獲一項中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局實用新型專利；依托本項目采用的重錘夯實應(yīng)力監(jiān)測儀對重錘夯實工藝工法進一步研究，獲一項中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局實用新型專利；筒倉滑模工藝質(zhì)量QC成果獲福建省工程建設(shè)行業(yè)二等獎。