老舊碼頭大筒狀構(gòu)造物破拆施工關(guān)鍵技術(shù)探究

杭鷹 江蘇省交通工程集團(tuán)百潤(rùn)工程檢測(cè)有限公司

隨著新時(shí)代我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)事業(yè)的飛速發(fā)展，航道運(yùn)輸業(yè)進(jìn)入發(fā)展的快車道，原老舊碼頭航運(yùn)碼頭的改造升級(jí)、增效提質(zhì)建設(shè)如火如荼。一些老舊碼頭的場(chǎng)地位置雖好，但運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)設(shè)施陳舊，且部分部位存在病害。受潮汐和風(fēng)浪的影響，老舊碼頭一定程度缺乏原建筑信息，導(dǎo)致老舊碼頭破拆常常成為施工過(guò)程中的難點(diǎn)。本研究以某碼頭項(xiàng)目為基礎(chǔ)，分析該項(xiàng)目所處條件下破拆老舊碼頭大筒狀構(gòu)造物的施工方法，以為同類破拆工程應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1.案例工程概況

1.1 現(xiàn)場(chǎng)情況

案例郵輪碼頭項(xiàng)目位于某開發(fā)區(qū)，該工程主要疏浚了最近的海港盆地和臨近的分支航道，建設(shè)1個(gè)22萬(wàn)噸位的游輪泊位及其附屬配套設(shè)施，設(shè)計(jì)年服務(wù)流量為75萬(wàn)人次，合計(jì)31組大筒狀構(gòu)造物結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要位于碼頭下游30m，上游270.2m處。根據(jù)現(xiàn)有工程數(shù)據(jù)，構(gòu)造物屬于無(wú)底圓大筒狀柱體，直徑約為12m，壁厚為30cm。如圖1所示，除了B部分的筒柱體高4.5m外，其他部分的筒體均高6 m，B型筒重124噸，其他筒重166噸。

1.2 施工重難點(diǎn)分析

圖1 大筒狀構(gòu)造物斷面結(jié)構(gòu)示意

破拆大筒狀構(gòu)造物，其技術(shù)點(diǎn)包括：（1）上游的270.2m區(qū)域的大筒狀構(gòu)造物破拆在某游船碼頭防浪堤外，該部位大筒狀構(gòu)造物緊靠游船會(huì)防浪堤，不易進(jìn)行挖方、破拆。挖方和破拆對(duì)防浪堤構(gòu)造容易造成破壞。（2）位于碼頭下游區(qū)域內(nèi)的大筒狀構(gòu)造物破拆和挖方操作有破壞該碼頭的構(gòu)造的風(fēng)險(xiǎn)。（3）與其比鄰的上游碼頭是正運(yùn)營(yíng)的某游船營(yíng)業(yè)部的游船碼頭，下游與其比鄰的載客碼頭也在運(yùn)營(yíng)中，位于航運(yùn)相對(duì)較忙碌的航道，來(lái)往船只流量大。

2.老舊碼頭大筒狀構(gòu)造物破拆

本研究筒狀構(gòu)造物破拆技術(shù)，內(nèi)容總體包含：水中挖掘、岸陸挖掘、大筒狀構(gòu)造物部件破拆和砼筑方樁破拆。

2.1 岸陸挖掘施工

筒狀構(gòu)造物區(qū)段的第1層岸陸挖掘，先依照1:2坡度挖出胸墻下部，借助炮機(jī)鑿掉胸墻。之后使用挖掘設(shè)備把第1層的基本標(biāo)高設(shè)置到+4.0m，以此當(dāng)作旋噴樁工作面的標(biāo)高。第2層挖掘施工選用長(zhǎng)臂PC220挖掘設(shè)備，以1:2坡度挖出砂層達(dá)-3.0m。

2.2 水中挖掘操作

選用吸砂75kw的工作泵船對(duì)筒狀構(gòu)造物進(jìn)行吸砂，吸砂時(shí)，須檢測(cè)筒狀構(gòu)造物近邊水深，保證筒中泥面呈相對(duì)均衡狀態(tài)，防止土層壓力形成不夠均衡側(cè)壓，導(dǎo)致圓筒發(fā)生斜傾。

施工操作難重點(diǎn)問(wèn)題：

（1）為防止該區(qū)段的筒狀結(jié)構(gòu)破拆和土層挖掘，導(dǎo)致防浪堤底土層和拋石棱體滑移，擬對(duì)筒狀結(jié)構(gòu)后的土體，開展施打旋噴樁和鋼管排樁加固。由于先開展排樁操作以后，筒狀結(jié)構(gòu)與鋼排樁之間的間距相對(duì)較窄，沒(méi)辦法借用抓斗施工船進(jìn)行清理，選用抽砂潛泵清除泥砂。由潛水員在清除后，對(duì)水下?tīng)顟B(tài)開展檢查，鋼管排樁與個(gè)別筒狀結(jié)構(gòu)貼近太緊，不能以吸泵干凈清除的，則選用高壓水槍給予沖散泥沙。

表1 許可岸坡掘挖誤差、檢測(cè)方法與數(shù)量

（2）為保證碼頭運(yùn)行安全性，對(duì)筒狀結(jié)構(gòu)的后土體開展旋噴樁整固以后，繼而在水下面割切破拆上層圓筒到-3.0m和吊起筒狀結(jié)構(gòu)，待相關(guān)操作完成后，在筒狀結(jié)構(gòu)后側(cè)回填石塊，并且用實(shí)體方形塊體構(gòu)成碼頭結(jié)構(gòu)面，確保此圓筒段結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。

2.3 筒狀結(jié)構(gòu)部件破拆

筒狀結(jié)構(gòu)部件破拆依據(jù)筒狀結(jié)構(gòu)的挖掘狀況，挖掘?qū)崿F(xiàn)一部分以后，即開展此段結(jié)構(gòu)部件破拆，筒狀結(jié)構(gòu)吊裝可選用600t吊重船進(jìn)行拆吊。

筒狀結(jié)構(gòu)段破拆分為1節(jié)圓簡(jiǎn)割切及2節(jié)筒狀結(jié)構(gòu)割切2種，該上游270.2m區(qū)域存在圓筒7個(gè)，須開展2節(jié)筒狀結(jié)構(gòu)破拆（C、D節(jié)），其它均開展1節(jié)筒狀結(jié)構(gòu)（D節(jié)）破拆。

D節(jié)為第1節(jié)筒狀結(jié)構(gòu)的吊起流程為：實(shí)現(xiàn)筒狀結(jié)構(gòu)挖砂→筒狀結(jié)構(gòu)外挖達(dá)-4.8m→水中吊孔派潛水人員清理→定位吊重船→完成掛設(shè)鋼梢→掛設(shè)鋼纜+螺栓水下割切→吊起。為防止破拆以后構(gòu)造物出現(xiàn)覆傾，破拆前先須把吊重船把待吊筒狀結(jié)構(gòu)吊住。吊重船開到吊重規(guī)定范圍并以錨鋌將錨設(shè)好，岸邊每50m配置1個(gè)地錨，并且以吊重船移動(dòng)絞纜至待吊物。潛水人員入水，圓筒外內(nèi)各1人。當(dāng)插銷移至吊孔近處時(shí)，筒外潛水人員向吊孔內(nèi)插入插銷，由桶內(nèi)潛水人員將吊索套好并插好保險(xiǎn)栓。依該法把各吊孔依次裝配好，并且為筒狀結(jié)構(gòu)掛吊具，保證鋼纜輕微承力（避免螺栓割完后筒狀結(jié)構(gòu)滑傾）。通過(guò)前期摸索探查，筒狀結(jié)構(gòu)中部與吊孔部位，對(duì)稱型配置共計(jì)存在4個(gè)，當(dāng)前已經(jīng)使用砼封處理。

2.4 砼筑方樁體的破拆

砼筑方樁選用600t吊重船，以90kW 的重錘振動(dòng)后，以撥起方式提吊破拆。由于陸岸挖掘達(dá)-3.0m，在-3.0m之下區(qū)域，選用水中挖掘機(jī)械開展挖掘達(dá)-10.0m。

樁拔起時(shí)，以600t吊重船進(jìn)行定位，方樁上部套以鋼套筒，鋼套筒上部耳朵以振動(dòng)重錘給予夾實(shí)，在水中以2條尾有雙扣的8股纖維芯鋼纜吊索，扎綁在砼筑方樁上+0.0標(biāo)高區(qū)域，繞纏2圈扎綁，并以環(huán)卡鎖定，為防止鋼纜割裂，墊土工布于方樁的4個(gè)角，主副鉤各掛一條鋼纜，之后調(diào)整吊重船位置，保證樁體與吊鉤處于同一直線，并對(duì)主副掛鉤高度進(jìn)行調(diào)整，保證4條鋼纜同時(shí)受力緊繃。吊鉤慢起，振動(dòng)錘持續(xù)振動(dòng)，若未出現(xiàn)鋼纜滑移，吊重船持續(xù)慢吊，吊力增大10t時(shí)，吊重船須終止提鉤，10 min后繼續(xù)再1次起鉤，直到砼方樁徹底撥起為止。拔樁時(shí)也許會(huì)發(fā)生斷裂樁，為確保船舶相對(duì)的穩(wěn)定，船舶吊重力保證超過(guò)安全常數(shù)2倍以上。

3.施工操作質(zhì)量的保障措施

為確保操作進(jìn)度與質(zhì)量處于可控區(qū)間，操作中須注意：（1）筒狀結(jié)構(gòu)破拆，依照規(guī)范和設(shè)計(jì)需求，不允許淺點(diǎn)存在。（2）岸坡挖掘區(qū)域和坡率須符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。（3）水中坡岸挖掘截面的輪廊線要截面。（4）岸坡許可挖掘誤差、檢測(cè)方法與數(shù)量須滿足表1的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4.結(jié)語(yǔ)

本研究借助碼頭破拆工程案例的分析，揭示了在碼頭筒狀結(jié)構(gòu)物破拆的施工準(zhǔn)備中，有必要結(jié)合所掌握的工程數(shù)據(jù)來(lái)嚴(yán)格制定破拆作業(yè)指導(dǎo)方案。現(xiàn)場(chǎng)操作過(guò)程中，有必要加強(qiáng)水下勘探，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理和控制。案例工程制定了有針對(duì)性的破拆施工計(jì)劃，采用水下切割技術(shù)拆除影響后續(xù)碼頭建設(shè)的工程部件，避免或壓縮了大量不必要的破拆工作量，減少了拆除老舊碼頭筒狀結(jié)構(gòu)物的工程預(yù)算成本。所介紹的筒狀結(jié)構(gòu)物破拆施工的技術(shù)方法，可以為今后其他老舊碼頭筒狀結(jié)構(gòu)物的破拆操作提供技術(shù)參考。