港口航道工程沉箱施工技術

文/秦顏杰

1 項目實例

某碼頭項目的長度為458m，位于西側區域的長度為164m，位于東側區域的長度為286m，項目的整體高程為5.5m。本項目屬于重力式沉箱式結構，預制沉箱部分合計數量為42 件，具體型號為CX1-1，其箱體結構均呈現為矩形，前端頂部加寬處理，下部則設置相應的腳趾，參數見表1。

表1 沉箱尺寸參數表

項目中采用的單個混凝土沉箱的土方量為1133.8m3，其鋼筋重量為159.6t，2 號泊位的沉箱混凝土其土方量為21542.2m3，其鋼筋重量為3032.4t。

沉箱預制主要分為四段，每段的高度分別為4.5m、4.5m、3.7m 以及4.5m。

本項目沉箱預制的現場主要設定了6 個3000t 以上的施工臺，同時配備2 臺塔式起重機，拌和站的數量實際上為一個，其面積為2m2，加工設備數量及施工材料均根據工程量做好相應的準備。除此之外，在沉箱預制現場中主要配置了模板、鋼筋、庫房、沉箱橫縱通道以及生活辦公區域等。

2 港口航道工程沉箱施工技術要點

2.1 沉箱出運

在對沉箱進行出運操作期間，若發生了沉箱重心有大幅度偏移時，就必然會發生較為嚴重的傾覆現象。為此，在施工操作期間，必須對臺車間和沉箱的相對位置來做出相應的控制處理，具體的控制要點為：對沉箱平臺位置實施放線處理時，必須確保沉箱重心垂線能夠始終保持在橫移道的中心線上，偏差必須盡可能地控制在5mm 以內[1]；對預制平臺的平整度進行檢查，確保其能夠保持在5mm 以內；在進行出運前沉箱預制情況的檢查過程中，若發現存在理論位置與實際位置有2cm 以上偏差時，就必須及時對其做出調整處理。在沉箱進行落頂和頂升的過程中，應當盡可能地保持沉箱橫移和橫縱車同步，在這個過程中需要加強成品防護工作，盡可能地確保沉箱外墻與頂升位置能夠與中線最大程度接近，此時需要在千斤頂表面覆蓋一層木板，以免導致沉箱發生碰撞。在實施半潛駁側逐漸向岸邊靠近時，必須確保其定位裝置和碼頭的半潛駁裝置能夠實現最大程度的重合[2]。針對半潛駁實施注水操作時，則需要確保沉箱已經完全沉底，其底板應當相較于底座平臺高出20cm 左右，這就需要對定位情況實施測量，并及時對船位做出準確合理的調整，以便岸上縱移臺車軌道軸線與船上軌道能夠得以重合，通過注水來提升半潛駁的整體穩定性，再將半潛駁的岸上臺車進行短軌連接處理。

2.2 沉箱移運

沉箱混凝土達到了相應的設計要求之后，即可將臺座端頭封堵槽鋼移除，并運用高壓水泵及時將預制填充砂沖洗干凈。為了更好地進行氣囊的轉動與安放處理，需要將臺座周圍的五合板及時清除，在將五合板以及充填物清除后，即可擺放氣囊的，具體的數量需要根據實際情況而確定。在完成全部擺放處理之后，即可用集中供氣系統對氣囊進行供氣處理。在氣囊壓力表的度數達到了預設壓力值的80%時，停止充氣，并對氣囊的壓力值情況逐一檢查，確定是否全部已經達到標準。然后仍需調整氣囊壓力，直至沉箱底板超出了預制臺座工字鋼頂面5cm 位置即可停止操作。最后將沉箱底板下的工字鋼及時抽取出來，對底板范圍的雜物進行清理，并及時對沉箱實施移運。在對沉箱進行移運操作之前，必須首先對牽引系統以及出運通道等實施檢查，確保系統能夠正常運行，并且無任何異物。此后將牽引系統啟動，帶動沉箱非常緩慢地向前方移動。為了避免沉箱在移動期間出現底板氣囊數量下降的問題，單個氣囊受到的壓力迅速升高引起危險。沉箱移運期間，需要根據沉箱前方按照相應1.0m 左右的間距提前配置充氣量較低的氣囊，當底板在移動到了該氣囊的上方之后停止移動[3]，隨后對氣囊進行充氣處理，在其達到了相應標準后，再進行牽引移動處理，但必須確保沉箱底部的受力氣囊數量能夠保持不變。隨后將底板位置脫離的氣囊打開及時排除多余氣體，完成相關操作之后，再將氣囊位置調整到沉箱的前方，為后面的操作做好準備。按照上述步驟重復操作，直至沉箱能夠運送到相對應的位置。在沉箱達到預設位置之后，將氣囊從縱向轉換為橫向，并注意檢查沉箱底板與地面之間的高度情況，若距離在0.4m 以內，則需要及時補充氣壓，直至達標。隨后取墊木放置于沉箱底部，將氣囊氣體排除之后抽出，橫向穿入沉箱的底部下方。

2.3 沉箱安裝

在沉箱達到目標位置之后，通常為距離定位駁150m 的距離，隨后配合對打纜進行拖動，沉箱上人員則通過回收打纜的方式拖動沉箱，主拖輪繼續綁靠沉箱，使得其能夠逐漸靠近定位駁，船長配合操作接收沉箱。在沉箱逐漸靠近定位駁時，沉箱上工作人員需要及時將纜繩拋向定位駁，在定位駁上預先安排4 名工作人員，主要負責對沉箱進行移動，配合完成沉箱固定。運用四角封固的處理方式對沉箱進行固定，交叉帶纜，運用Φ85mm 的丙綸繩作為纜繩來實現四條固定處理。沉箱在穩定之后即可拖動主拖輪將纜繩解開。在完成沉箱的安裝操作后，配合人工安裝的處理方式乘潮汐完成安裝處理，在潮位逐漸接近2m 時，起重人員隨后即可做好相應準備，將沉箱壓載水調整到干舷3m 的位置，并適當收放定位駁固定纜繩。在潮汐位置達到了2m 之后，即可向沉箱中壓水，沉箱的干舷高度為1.89m，內壓水高度為12.5m，通常情況下，低潮位置為50cm 左右，這就需要確保其安裝的壓載水最多達到14.2m，而干舷高度的大約為0.48m，伴隨著潮位的下落，及時對倉內水位做出相應的調整，確保沉箱能夠始終保持在浮著的狀態下。測量人員注意監測沉箱準線與前沿線之間的偏差情況，并及時通知安裝人員做出相應的調整。

在對第二沉箱實施安裝處理期間，應當基于第一個沉箱的基礎上來進行準確定位安裝，隨后對第二個沉箱進行調整處理。在安裝沉箱操作期間，應當由起重人員來進行相應的操控，經由收放拉葫蘆的方式對前沿線位置進行調整，使其能夠達到設計標準。在確定達標之后，即可將閥門開啟進行水壓測試，測量人員則注意檢查沉箱準線與前沿線偏差是否仍然在標準范圍內。

2.4 沉箱安裝控制措施

2.4.1 在對沉箱進行安裝期間，應當盡量選擇潮流流速相對較小或平潮的情況。

2.4.2 在保證沉箱就位之后，需要對高程和位置做出測量處理，定時對位移和沉降情況進行觀察，結合測量結果來做出后續施工安排。

2.4.3 在駁船達到指定位置之后，需要對現場位置進行檢查，以防發生錨纜對基床造成破壞的情況。

2.4.4 在完成沉箱移位處理之后，需要安排專門的人員負責現場統一調度指揮。在沉箱完成安裝后，必須隨水面高度對壓艙進行嚴格控制，同時盡量保證各艙能夠同時進行抽加水處理，按照箱內外水面高度來進行非常緩慢的下沉操作。

3 沉箱預制施工難點與處置策略

3.1 氣泡

導致氣泡產生的問題非常多，具體可以概括為：因模板表面涂刷了大量的脫模劑，加之其本身的濃度相對較高，當在實施振搗操作過程中，這些脫模劑隨之產生相應的改變，從而形成張力，使得混合料因此發生浸潤問題。但其內部的氣體不能快速釋放，故而形成了大量的氣泡問題。針對該情況，通過振搗的方式能夠及時將氣泡排除，但仍然會存在部分氣泡無法徹底排放的問題，大量停留在模板的表面，從而因蒸汽蒸發而引起空隙。在對氣泡問題進行處理過程中，應當從稀釋劑出發，結合項目的實際情況來進行稀釋劑的選擇，并適當進行脫模劑的噴涂，以此實現降低氣泡吸附能力，為后續振搗排除氣泡奠定基礎。

3.2 混凝土蜂窩麻面問題

該問題通常出現在混凝土振搗操作期間，在不同因素的共同影響下，致使模板孔眼的相應位置發生了漿液溢出現象，這就會導致大量的空隙和泛砂等問題。若粗骨料粒徑本身非常大，那么就會導致鋼筋的保護層厚度出現不合格的情況。針對上述問題，在對模板拼接精度進行嚴格控制期間，必須及時做好高質量塊件的拼裝處理，以此控制出現接縫過多的現象；在進行振搗的過程中，必須根據實際情況來確定振搗頻率，防止出現過振或漏振的情況。在進行施工操作期間，還需要注意控制配合比參數，這也是減少蜂窩麻面的重要因素。

4 結語

總而言之，在港口航道施工操作期間，必須結合項目的特點，來進行嚴格的施工操作，同時配合相應的先進工藝技術，來提升施工質量，增強航道工程的可靠性與穩定性，滿足水運事業發展要求。