裝配式護輪坎技術在欽州港大欖坪項目中的研究與應用

張小波，董溫峰，張澤薪

（中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇島 066002）

0 引言

護輪坎屬于碼頭工程的附屬設施，為防止碼頭上行駛車輛不慎落水，同時給站在碼頭前沿的人以安全感而設置。綜合護輪坎的使用需求，結合交通運輸部頒布的《水運工程施工標準化建設指南施工工藝篇碼頭工程》[1]中的護輪坎推薦工藝，欽州港項目部積極與設計溝通聯系，并得到確認，在滿足碼頭使用要求的情況下，可將現澆護輪坎施工工藝調整為裝配式護輪坎工藝。該工藝易于提高護輪坎幾何尺寸加工精度、預埋件安裝精度、保護層厚度合格率，解決現澆護輪坎存在的順直度差、錯牙、漏漿等問題[2]。

1 工程概況

欽州港大欖坪港區大欖坪南作業區9 號、10號泊位工程為2 個新建10 萬噸級自動化集裝箱泊位，泊位總長度783 m，年設計吞吐能力為161萬TEU。護輪坎位于現澆胸墻前沿，呈直角梯形，海側混凝土為斜坡面，護輪坎長度共計783 m，為C40 混凝土，混凝土方量37.97 m3[3]，碼頭護輪坎斷面圖見圖1。

圖1 護輪坎結構斷面圖（mm）Fig.1 Cross-sectional view of the rail guard structure（mm）

2 實施重難點分析

1） 護輪坎預制截面為異形，預制模板樣式決定預制質量及預制效率，護輪坎預制需提前做好模板設計。

2） 由現澆護輪坎工藝調整為裝配式護輪坎工藝，裝配式護輪坎安裝需滿足碼頭使用要求。

3） 在限制場區內，預制護輪坎滿足設計強度后方可進行拆模移運，為最大限度提高預制模板周轉施工效率，需重點考慮在短時間提高混凝土養護效果。

4） 護輪預制完成后，人力手工移運工作強度大，需考慮實現移運輕量化，減少人工工作強度，提高工作效率。

5） 護輪坎安裝標高控制是實現護輪坎外觀質量的關鍵，實現護輪坎精確調節是護輪坎安裝的重難點。

6） 安裝后的護輪坎表面處理應能實現表觀質量提升。

3 實施要點

3.1 護輪坎加固安裝形式確定

裝配式護輪坎加固采用螺栓錨固工藝，底部設置梯形變截面，通過截面抗剪，提高護輪坎穩固性。

現澆胸墻面層施工期間提前預埋護輪坎錨固螺栓，預埋螺栓穿過護輪坎內預留?42 鋼管（帶圓頭焊釘）螺母擰緊加固。

錨固螺栓使用30 mm 鋼管+異形木板做定位架，鋼管間距1 m，通過50 mm 長自攻釘與木板連接，再通過50 mm 長M8 螺栓與前沿護邊角鋼連接加固。異形模板單塊長度2 m，間距0.5 m 開直徑25 mm 孔。護輪坎預埋錨固螺栓通過異形模板預留孔進行定位，螺栓直徑22 mm，長度445 mm。異形模板定位架斷面圖見圖2。

圖2 異形模板定位架Fig.2 Special shaped formwork positioning frame

304 不銹鋼?22 錨固螺栓錨固抗拉驗算：304不銹鋼的抗拉強度520 MPa ＞2.39 MPa（C40 混凝土抗拉強度標準值為2.39 MPa），滿足護輪坎使用要求。

3.2 護輪坎模板設計、實施

裝配式護輪坎采用了不銹鋼模板“臥式”預制工藝，彈性鋼模板采用無棱化設計，提供圓潤邊角。

3.2.1 彈性不銹鋼模板“倒扣式”預制

護輪坎模板共計3 片，兩側端模各1 片，外模1 片；側模與底模為一體，模板底口布設半徑15 mm 的圓弧倒角；2 片端模與底模鉸接，利用螺栓校緊加固，板面間貼雙面膠條進行止漿。護輪坎模板縱斷面圖見圖3。

圖3 護輪坎模板縱斷面圖（mm）Fig.3 Vertical section view of the rail guard formwork（mm）

3.2.2 預留錨固孔精準定位

模板頂部布設開設孔洞的[63 槽，底部固定焊接精確定位螺母，螺栓穿過底部定位螺母、3D 打印模板、預埋件套筒及頂口[63 槽孔洞，在頂口螺母校緊；側模2 處布設□50 方管各2 根，頂部開孔[63 槽倒扣安置于方管上，過程中調節[63 槽確定定位孔位置準確，與底部定位螺母豎向投影一致，保證預埋套筒位置準確。護輪坎模板斷面圖見圖4。

圖4 護輪坎模板斷面圖Fig.4 Cross-sectional view of the rail guard formwork

3.2.3 護輪坎模板拆除

護輪坎模板拆除時，首先松開頂部螺栓螺母，拆除螺栓及頂部塑型角鋼，然后拆除頂部[63 槽鋼并拆除側模及外模加固螺栓。側片模板拆除后，以特制夾具夾起護輪坎側面，并在鋼模具底部鋪設木方，用鐵錘敲擊模板的四角，使混凝土在模板內脫落。隨后將護輪坎存放至指定位置后翻轉清理PVC 管內灰渣及拆除PVC 管，并用土工布苫蓋。

3.3 護輪坎養護

為提高構件預制效率，加快混凝土脫模時間，在混凝土終凝后，進行蒸汽養護。混凝土脫模后采用密封養護棚覆蓋，36 kW 四管全自動電加熱蒸汽鍋爐進行蒸汽養護[4]；采用1 t 排放量的油壓鍋爐提供蒸汽，鍋爐控制壓力為0.5～0.7 MPa。通入水蒸汽后，控制環境溫度為45 ℃；先預通水蒸氣0.5 h，控制環境溫度為35 ℃，0.5 h 后，繼續通入水蒸汽，控制環境溫度為45 ℃。養護的時間根據生產需求進行調整，目前按1 d 1 批次，蒸汽養護的時間約為12 h 控制。過程中專人進行溫度測控，紅外測溫槍進行測算，并記錄相應數據。養護周期、養護強度根據同條試塊抗壓強度進行確定。

為保證蒸養封閉性，安裝養護棚[5]。養護棚采用角鋼制作骨架，不透水防雨布進行全覆蓋；混凝土終凝之后即可進行蒸養；蒸汽溫度（環境溫度）：不超過60 ℃；養護時間12～24 h；試塊1 d 1批次；根據同調試塊試壓結果確定。

3.4 護輪坎移運

采用定制夾裝小車輕量化移運安裝，實現了護輪坎移運、安裝輕量化，做到了護輪坎整體線型的現場二次精調，避免污染面層。定制夾裝小車包括車身和夾裝部，所述夾裝部設有2 個，2個所述夾裝部設于車身的同一側[6]。夾裝小車在對護輪坎吊裝時，由于分別固定了護輪坎的兩側，穩定了對護輪坎的吊裝過程，有效防止了護輪坎在吊裝時晃動，方便將護輪坎準確地放置在指定位置[7]。

3.5 護輪坎安裝、精確度調整

安裝過程時，首先護輪坎后方以50 mm×30 mm×4 mm 鋼墊片粗調平，然后用M10 平頭螺栓安裝在前沿角鋼預留螺母孔中，并以水準儀精調護輪坎頂標高，底部鋪設砂漿。用護輪坎安裝車將護輪坎按照要求安放，并調整護輪坎至與胸墻前沿線齊平，用M22 螺母加固護輪坎，砂漿封堵預留孔。護輪坎安裝加固見圖5。

圖5 護輪坎安裝加固圖Fig.5 Installation and reinforcement diagram of the rail guard

3.6 護輪坎外觀處理

護輪坎安裝完成后，對護輪坎整體進行打磨修補至表面無明顯氣泡及銹漬，并使用美縫膠美縫處理。待全部完成后，對護輪坎表面噴涂硅烷，并根據設計及規范要求涂刷斑馬線[8]。

4 實施效果

裝配式護輪坎施工技術成功應用于欽州港大欖坪港區大欖坪南作業區9 號、10 號泊位工程。

1） 護輪坎采用小區段預制進行施工，每個澆筑段混凝土澆筑量小，外觀質量好，消除了護輪坎爛根、氣孔等質量通病，表觀質量易得到保證。

2） 在施工過程中運用“臥式”預制工藝可以節省人工，降低勞動強度，降低了人工收面的質量隱患。

3） 因為在預制場內就完成護輪坎生產，降低了現場作業量，生產過程中的建筑垃圾也大大減少。與此同時，由于作業產生的諸如廢水污水、粉塵污染等也會隨之大幅度地降低。

4） 采用定制鋼模具規范化施工，模具支立快捷、方便，避免了場地限制。

5） 裝配式護輪坎可循環利用模具，這就使得資源消耗極大地減少。

6） 在后期運營階段，其在建造階段所投入的節能、節水、節材效益便會表現出來，相比傳統現澆護輪坎減少了很大一部分資源的消耗。

5 結語

在欽州港大欖坪港區大欖坪南作業區9 號、10 號泊位工程護輪坎施工實踐中，對裝配式護輪坎施工進行了成功的研究和應用，施工現場對各種工況進行跟蹤、檢查、分析、研究、改進，施工中不斷地總結經驗，并達到了加快施工進度、提高施工質量、降低成本的目的。裝配式護輪砍預制及安裝從綜合效益來看，能有效地利用能源資源，提高生產力，對周圍環境影響小，不僅具有工業化的特點，而且具有綠色環保的優點，是未來發展的方向。