港口工程防波堤工程中四腳小型空心方塊的施工技術

張敏強

（中國土木工程集團有限公司，北京 100038）

1 引言

防波堤所處海域的氣候較為惡劣，配置的消浪結構可發揮出防護的作用。四腳空心方塊是較為典型的坡面消浪結構形式，具有施工便捷、外形美觀、成本低等特點[1]，為合理應用四腳空心方塊，有必要圍繞其施工技術展開探討，以便給實際施工提供正確的指導。

2 工程概況

圖瓦盧外島小型碼頭項目，建設中共用到790個小型混凝土空心預制塊，單塊質量1.0～1.5t不等。碼頭總長47m，頂面高程+1.8m。防波堤由南堤（長37m）和北堤（長70m）共同組成，平均底高程-0.9m。防波堤護坡面選用的是預制構件小型空心方塊結構，包含1 800mm×600mm×650mm、3300mm×600mm×650mm兩種尺寸。

3 防波堤施工

3.1 防波堤施工情況概述

防波堤包含南堤和北堤，由預制構件小型空心塊組成護坡面，具體按由內向外的順序依次砌筑成型。防波堤頂面澆筑C25混凝土，形成厚度為300mm的結構層，用于壓頂，有助于提高堤心的密封性。本項目工程量如表1所示。

表1 防波堤工程數量表

3.2 施工方法

1）安裝位置。通過對空心方塊尺寸的分析，按特定間距將其有序設置在防波堤邊坡處，期間加強對邊坡坡度的控制[2]。經計算后，確定各角點的平面坐標，組織測量放線工作，作為構件安裝位置的控制基準。

2）安裝流程。（1）全面檢查吊機及輔助施工設備，確保各設備穩定運行。（2）利用平板車轉運預制構件，將其運抵指定施工點位。（3）以構件排列設計圖為依據，經計算后求得各空心塊的角點坐標，啟用起重機，將構件依次安裝到位。加強對首層構件安裝位置的控制，以便后續可在此基礎上有序安裝。外海氣候狀況錯綜復雜，應兼顧風浪、水流的影響，按分層的方式依次施工。（4）安裝期間，以坡度實際情況為準合理調整吊機鋼絲繩的長度。坡面塊體應緊密接觸，安裝至指定位置后由人工卸扣。坡面與坡腳連接區域將形成較明顯的三角縫隙，該部分可使用模袋混凝土填塞處理。加強對相鄰塊體位置的檢查，要求高度差、錯臺量均不超過30mm，砌縫寬度不宜超過10mm。（5）構件安裝后，利用GPS檢測構件位置和頂面標高，與設計值對比分析，確定誤差并調整，人工檢查構件拼縫寬度。若因特殊情況而導致構件出現偏位等異常現象時，需將構件吊起，隨后整平安裝區域，再將構件安裝到位。（6）本構件安裝完成且各項實測值均滿足要求后，即可組織下一構件的安裝作業。（7）各防波堤護面塊體均安裝到位后，通過水下或陸地觀察的方式判斷安裝情況，看塊體是否存在錯放或漏放的情況，若確有此方面的問題，需及時調整。

3）混凝土填充。（1）塊體和護腳2處的填充材料以合成纖維混凝土為宜，強度等級C25。在距施工現場約200m的位置設攪拌站，根據現場施工需求生產適量質量達標的混凝土，出廠后及時利用自卸翻斗車運抵現場。混凝土卸至錐形漏斗內，再利用施工現場的50t挖掘機提升該漏斗，使其所處位置正好在塊體上方，開啟閘閥并向下卸料，組織澆筑與振搗作業。（2）堤心填充選擇的是貧混凝土，材料強度等級要求及具體施工方法均與前述相同，此處不再贅述。

4 安裝施工方法

4.1 吊機選型

根據現場作業情況，最大吊距達到5m，四腳空心方塊質量可達到1.8t。通過對性能、可靠性、經濟效益性等方面進行比選，選擇50t挖掘機，該設備可滿足吊裝施工需求。

4.2 吊具設計

根據水下安裝的作業特點，采用“自動脫鉤”的方式，共由兩粗兩細四股鋼絲繩組成，存在脫鉤施工需求時僅需抽去鋼絲繩即可。水上安裝部分，采用兩點吊的方法，安排解扣后，有序將各構件安裝到位。

4.3 防波堤工程工施思路及施工順序

基槽開挖完成后采用人工進行水下整平；整平后的基槽須滿足設計寬度要求，基槽平整度滿足構件安裝要求，經監理驗收合格后，開始安裝構件。施工次序為先施工完成南堤，再施工北堤。構件遵循自外側而內側，自下而上逐層安裝；首層安裝完成后，先回填護腳混凝土，再填充構件內孔洞；構件內孔洞填充完畢后，開始澆筑堤心。堤心混凝土滿足強度要求后，開始安放第二層構件。為了縮短施工周期，可采取安裝構件和填充構件內孔洞同時進行，形成流水作業的施工方法。

4.4 碼頭工程施工思路及施工順序

本工程碼頭前沿基床底高程-2.5m、后沿基床底髙程-0.7m，存在髙差1.83m的階梯，開挖前沿基槽與前沿基床整平后，采用吊機進行安裝構件。前沿構件安裝時，應遵循自下而上的順序逐層安裝；首層安裝完成后，先回填構件內孔、護腳混凝土；待構件安裝完第四層，髙程達到-0.5m后開始填充構件內孔洞；最后4層構件，每層安裝完成后，填充構件內孔洞。碼頭承臺澆筑采用分段分層進行。待承臺澆筑至后沿線5m處，開始開挖后沿基槽；后沿基床整平后，采用吊機進行安裝構件。首層安裝完成后，先回填護腳混凝土；待構件安裝完第四層之后，構件內孔洞一次性填充完畢。

4.5 安裝要點

1）定位。對于質量達到1.8t的四腳空心方塊，考慮到安裝精度要求，采用基線法完成安裝作業。安裝方法有2種：方案一，安裝過程中，挖掘機穩定停靠在堤頂處，旁邊停靠長臂挖掘機，2類設備協同作業，將四腳空心方塊安裝到位；方案二，在確保現場風浪較平緩的前提下（不可威脅人員安全），安排潛水員潛入水中，分析四腳空心方塊的安裝位置并及時擺正，使其能夠達到指定位置。總體來看，所提的2種方案均具有可行性。

2）基線的布置、控制及調整。取1.8t的四腳空心方塊，將其有序安裝在底層，每段均設置5列。每完成一塊安裝后，均利用GPS測量工具及時檢測，調整鋼連桿的位置并采取固定處理措施。挖掘機吊裝，伸出機械臂并將鋼連桿下降，此后由潛水員輔助作業，調整鋼連桿的姿態，使該裝置能夠碰觸已安裝到位的四腳空心方塊，在此條件下測量數據。待底層安裝到位后，需經過檢測和基線校準，將實測結果與設計要求對比分析，若存在偏差則及時調整塊體的位置和基線，否則不允許安裝上方的塊體。基槽開挖整平作業和基線設定工作均落實到位后，方可按自下而上的順序依次安裝塊體。其中以水下安裝環境較為特殊，岸上指揮人員與潛水員應密切配合，根據指令將塊體安裝好。

5 結語

案例工程中，通過對實際問題的分析以及對施工工藝的持續性優化后，在有效保證四腳小型空心方塊安裝質量的同時還可提高施工效率，且施工現場的安全狀況良好。根據對該工程施工技術的分析，總結出如下幾項施工要點：先做好基槽開挖整平作業再安裝，各環節有序推進；條件允許時配置大型機械設備，力爭一次完成基槽開挖整平作業；四腳空心方塊出水后，需再次檢測并調整基線，視實際情況墊入片狀石。