黃河水蝕地貌區浮臺碼頭建設施工技術分析

成曉乾

（山西二建集團有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

黃河是中華文明之源，更是民族之魂。2017年國家在“十三五”旅游業發展規劃中提出打造“黃河華夏文明旅游帶”和“黃土高原風景道”，為具有世界性特色大河流域的黃河旅游打開了新局面。為充分發揮山西旅游業優勢，適應山西經濟轉型升級和國家全域旅游示范省創建需要，根據2017山西省旅游發展大會精神，就充分發揮山西黃河深厚的文化底蘊和獨特的資源優勢，構建樂水旅游品牌體系，做好黃河水蝕地貌區域的保護和旅游開發，加快把黃河板塊旅游業培育成山西省旅游騰飛和轉型發展的新高地，以高端創意、策劃展現母親黃河、龍騰黃河、多彩黃河、生態黃河，做好黃河之魂這篇大文章，推動山西黃河板塊隆升崛起。

黃河旅游開發離不開在黃河上修建碼頭，采取常規的混凝土結構形式不利于黃河生態的保護，混凝土結構材料在施工過程中會不可避免地污染黃河水源，因此，為了減少對黃河水源的污染，促進黃河旅游業的發展，從施工材料、施工技術等方面進行研究，克服懸崖邊施工的難題，規劃施工路線，進行水路運輸，使碼頭施工順利完成。而HDPE聚乙烯材料不僅安裝簡單快速，且不會對水源造成污染，能夠在保護環境、水源的前提下實現旅游集散功能。本文就黃河水蝕地貌區浮臺碼頭的建設所采用的相關材料及施工技術進行分析。

1 工程概況

該工程為沿黃扶貧旅游公路及生態綠道（一期工程）臨縣境項目服務系統——杏林莊驛站游客服務中心，總建筑面積2396.22m2，杏林莊驛站配套工程在黃河水蝕地貌懸崖之上，按照設計在峽谷內黃河邊上進行浮臺碼頭配套工程的施工，懸崖垂直落差約60m，懸崖均為水蝕浮雕地貌保護區，而浮臺碼頭與驛站游客服務中心之間則是由木棧道連接，木棧道長度約為180m。

2 工程建設內容

該工程位于山西呂梁臨縣黃河一號旅游公路一側，工程屬于黃河一號旅游公路五大系統之一的服務系統，木棧道、浮臺碼頭的建成投運，可以使游客更加近距離地觀看水蝕浮雕，感受其中濃厚的文化底蘊，配合服務系統內游客服務中心、休閑停車、觀景等設施，能極大地促進黃河旅游的發展。

浮臺碼頭（見圖1）的建設內容包括：

圖1 浮臺碼頭建設的設計

（1）選距離渡口較近區域對聚乙烯浮筒進行預拼裝；首先將單個浮筒通過耳環聯系在一起；讓4個浮筒組成一個平面，將短插銷以45°放入平面中的凹洞，用安裝浮筒的專用工具——轉矩扳手進行安裝[1]。轉矩扳手逆時針轉45°，使4個浮筒連接在一起。

（2）到達施工區域后牽引固定。

（3）正式拼裝施工，根據圖紙安裝欄桿。

（4）打樁、浮臺碼頭與渡口連接固定。

3 施工技術方案

3.1 材料要求

3.1.1 HDPE聚乙烯材質浮筒

HDPE浮筒體（藍色）表面采用的是網紋方格及小凸粒設計，穩固，四邊形造型；采用進口強韌高密度高分子量聚乙烯(HMW HDPE)，該材料具有以下特點：

（1）具有加強支撐筋條及水電槽，密度高且支撐力強，負載能力350kg/m2；

（2）在-60°C~80°C的溫度下皆能正常工作；

（3）產品安裝簡單、靈活、快速，既不耗人力、縮短施工時間，同時又節約成本，還可配置出客戶需要的多種形狀造型，正常使用狀況下浮筒主體壽命長達15年；

（4）添加了相應的抗UV劑等輔料，符合GB9687-1988衛生條件，具有不受海水侵蝕及不破壞環境等優點；平均壁厚為7.52mm；HDPE浮筒具有良好的各種耐侯性及抗沖擊、抗破壞性，可防凍、抗海水及油漬等侵蝕[2]；產品還可附帶配套欄桿、纜樁、系船栓、游泳扶梯等設施，既方便大小船只停泊，又可隨水潮漲潮落而自動升降，保證人員上下船只平穩及工程美觀大方。

3.1.2 短插銷

利用HDPE浮筒組裝成碼頭時，需要短插銷固定起連接的作用，短插銷與浮筒配套，也是采用高密度聚乙烯材料，具有良好的各種耐侯性及抗沖擊、抗破壞性，二者結合，更加安全可靠。

3.1.3 欄桿與抱樁器

為了游客的安全考慮，需要在浮臺碼頭上安裝欄桿，欄桿采用PE立柱和PPR管，該材料具有以下特點：質量輕，20℃時密度為0.90g/cm3，重量僅為鋼管的九分之一，大大降低施工強度；屬非極性材料，耐腐蝕性能好，對建筑物不起化學作用，不會生銹和腐蝕；衛生、無毒，在生產、施工、使用過程中無污染，屬于綠色材料[3]。

抱樁器用于浮臺碼頭固定使用，在固定之前經過熱鍍鋅防腐處理，使鍍鋅層達到國際標準后根據圖紙安裝固定即可。

3.1.4 材料驗收

用于本次工程的HDPE聚乙烯材質浮筒、短插銷、欄桿、抱樁器等原材料入場時必須經過嚴格的檢驗，原材料的質量、規格型號皆要準確無誤，為工程的質量把好關。

3.2 施工工藝

3.2.1 技術路線

選擇建造位置→按照水位、河道布局設計碼頭→確定布局方案→選擇材料→道路準備→建造位置場地平整→碼頭定位樁施工→臨近渡口預拼裝→黃河擺渡行進→到達施工區域→預拼裝碼頭和定位樁組裝→正式拼裝→拼裝完畢→連接碼頭棧道。

3.2.2 研究試驗方法

項目部針對浮臺碼頭的施工展開了激烈的討論，開展科研小組研討專題會議，并編制施工專項方案。

研發人員根據現場黃河峽谷內凹處的范圍，選定水流流速較緩的區域作為碼頭的施工地，按照施工地貌及大小確定碼頭的平面尺寸。平面尺寸確定好后根據拼裝浮臺碼頭的標準件位置確定固定樁位置，進行固定樁的施打工作。固定樁施工完畢后利用擺渡船將預拼裝的浮臺拖引至安裝位置，與固定樁連接拼裝。

3.2.3 創新點

（1）材質采用高分子量高密度聚乙烯（HMW HDPE），為抗腐、防凍、抗氧化、抗紫外線的強化材質，不受海水、化學品、藥劑、油漬及水生物的侵蝕；無污染、不破壞環境。

（2）由于工程所在地位置的特殊性，從懸崖向下輸送原材料等過于困難，所以需考慮水路運輸。在開陽碼頭完成預拼裝后，經水路輸送6km后到達杏林莊游客中心渡口，到達施工區域，在輸送的過程中，要注意對成品的保護，達到質量、安全雙保障。

3.2.4 場地準備

按照施工地貌及大小確定碼頭的平面尺寸，然后對施工地點進行場地平整，由于一側是較深的河流，所以平整的時候需要留出一定的緩沖地帶，確保施工安全。

由于工程所在地為黃河懸崖邊，水蝕浮雕峽谷整體坡度在60°以上，且無通道行進至懸崖底部浮臺安裝位置，浮臺碼頭施工過程中的人員及材料的運輸不能考慮常規思路，若在懸崖上修建臨時通道，需耗費大量的人力和財力，而且危險性過大，所以需要借助水路運輸至施工地點進行安裝[4]。

3.2.5 材料準備

該工程浮臺碼頭采用無污染、簡便、安全性可靠的HDPE聚乙烯材料。500mm×500mm×400mm HDPE聚乙烯浮筒150.5m2；高密度聚乙烯短插銷與浮筒配套；PE立柱和PPR管欄桿58.5m；定制抱樁器8套。

3.2.6 預拼裝

在道路和材料都準備齊全的情況下開始進行預拼裝，在拼裝的過程中，需要注意浮筒與短插銷之間的固定，把浮筒按圖紙尺寸組裝在一起，將浮筒各部件用短插銷鎖定結實，使其成為一個整體。

相對比傳統的碼頭，聚乙烯浮筒碼頭不僅更加美觀（如圖2），而且節省了人力、材料、縮短了工期，也更加安全。

圖2 聚乙烯浮筒浮臺碼頭拼裝效果圖

3.2.7 施工固定

到達施工區域后，正式進行施工，首先需要固定抱樁器，工程采用防腐鍍鋅鋼管樁固定，在一般水面較為平靜的環境下，鋼管樁之間的距離為10m，因此處水較深，在考慮安全的情況下，錨固加密到間距為7m。欄桿立柱粗100mm，高1000mm，每根立柱之間的間距為1.5~2m，立柱之間設有兩檔橫桿，采用的是直徑50mm的高強度PPR管，欄桿安裝位置在浮橋外側邊緣縮進500mm安裝。一切安裝完畢后，最后連接浮臺碼頭與木棧道，在連接的過程中，要注意浮臺碼頭與木棧道接觸的地方，連接完成后，要注意對成品的保護。

4 浮臺碼頭的推廣優勢與效益分析

4.1 推廣優勢

浮臺碼頭與傳統建設碼頭方法相比，優勢十分明顯：

（1）材質采用高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE），為抗腐、防凍、抗氧化、抗紫外線的強化材質，不受海水、化學品、藥劑、油漬及水生物的侵蝕；無污染、不破壞環境。[5]

（2）浮筒體上部表面采用防滑花紋設計，安全穩固；四角皆為圓弧鈍角造型，避免一般水泥、木制、鐵制設施所常見的危險，例如：滑倒、被碎木屑或銹釘刺傷等。

（3）具有較高承載力，筒體平穩、耐久，承載力可達325kg/m2以上。

（4）除自然環境中不可抗力及人為的不當使用外，幾乎不需花費保養、維修費用。

（5）組裝簡易、快速、靈活、造型多樣，整體采用模塊結構，可配合各種景觀的需要，迅速更換平臺造型；外觀色彩亮麗，造型優美，為景區錦上添花，增強宣傳效果；更可根據場地及氛圍的不同而與其他材質產品（木、鋼材）建造出不同的建筑風格。

（6）因水上浮動平臺其浮力的特性，碼頭可隨黃河水位起落而自動升降，旅客上下船只的安全、舒適性大增。

（7）施工區域在黃河水蝕浮雕保護區，無法在該處修建道路，采用水路運輸安裝，也節省了附近修建臨時道路的費用。

綜上所述，聚乙烯浮臺碼頭節省了人力、財力，并且更加環保、安全，符合國家低碳環保和綠色建筑的發展理念。

4.2 經濟與社會效益分析

4.2.1 經濟效益

在黃河水道上建造新型浮臺碼頭，根據現場峽谷地形進行設計，取代了傳統碼頭的建造方式，用聚乙烯拼裝結構代替混凝土結構、鋼結構等形式，縮短施工工期，可比傳統碼頭工序節省工期8d，實現綠色建造。降低了現場施工難度，提高工人的施工效率和成品觀感，配合模塊化的拼裝方式可以按照實際情況進行變形拼裝，節省人工費4500元；并且不需要某些大型機械，機械費節省12000元；山路運輸費用節省15000元，鋼筋、混凝土等原材料節省30000元。

4.2.2 社會效益

材質采用高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE），為抗腐、防凍、抗氧化、抗紫外線的強化材質，不受海水、化學品、藥劑、油漬及水生物的侵蝕；無污染、不破壞環境，符合黃河生態保護要求，助力黃河高質量發展。對保護環境做出重要貢獻，且該技術達到國內領先水平。

5 結束語

綜上所述，黃河水蝕地貌區浮臺碼頭工程建設施工技術不僅克服了不利條件下施工路線等難題，還運用水路運輸，減少了人工，縮短了工期，并且使用HDPE聚乙烯材料浮筒節省了成本，提高了經濟效益，實現了對黃河水源及環境的保護，極大地促進了黃河旅游業的發展。