內河重力式碼頭拋石基床施工方法及質量控制

◎ 黃雄飛 三明市沙縣區航道站

目前我國沿海重力式碼頭施工技術已相當成熟，但內河重力式碼頭受上下游各級水電站阻擋及通航條件的影響，先進水上施工設備無法到達施工現場，對內河重力式碼頭的施工提出了更大的挑戰。作為重力式碼頭的基礎，拋石基床是確保碼頭上部結構穩定性和地基承載能力的關鍵，如何保證碼頭拋石基床施工質量是重力式碼頭施工的重點。

本文將根據內河重力式碼頭的施工條件及工程特點，以實際案例為基礎，深入分析和探討內河重力式碼頭拋石基床施工技術的應用和質量控制措施，為類似項目提供參考。

1.工程概況

三明港沙縣港區青州作業區1號—3號泊位工程碼頭結構采用重力式方塊結構，碼頭前沿底高程為81.9m。基礎換填塊石（5～300kg），上設拋石基床（10～100kg）。基床頂高程為81.9m，其上安放三層實心方塊，固定吊基礎位置處采用水下現澆砼結構，碼頭基槽典型斷面如圖1所示。實心方塊上直接現澆胸墻，墻后回填塊石。

圖1 碼頭基槽典型斷面圖

1.1 外部施工條件分析

擬建工程后方現有一條寬約8m的水泥廠區道路，可與廠區外205國道銜接，陸上交通便利。擬建工程區域河段現有航道等級為Ⅴ級，可通行300噸船舶，但受下游水電站影響，挖泥船、夯實船等水上施工設備無法通過水電站進入施工現場，需要采用陸上設備轉水上施工。

本工程塊石需求量較大，但石料相對匱乏，需從不同料原地共同供應，根據實際情況采用陸運及水運兩種方式，其中陸運石料使用自卸車運至施工現場，水運石料在附近臨時碼頭裝船運至施工區域。

1.2 總體施工方案

1）總體施工思路

重力式碼頭拋石基床施工按照工序總體分為基槽開挖、基床分層拋石、基床分層夯實、基床整平四個步驟。根據碼頭長度，總體分為四段施工，每段長度大約50米，施工順序上遵循“從上游往下游”施工，基槽開挖、基床分層拋石、基床分層夯實、基床整平形成流水施工作業。

基槽開挖分為陸上開挖、水上開挖，首先使用陸上挖掘機分層開挖基槽至施工水位標高+87.0m；水上開挖采用平板駁載長臂挖機、平板駁載液壓伸縮臂挖機兩套機械組合同時作業，遵循分段、分層、分條開挖的原則，分段以50米為一段，分層根據各級臺階高差，厚度不超過3米，分條根據駁船挖機組合一次定位的作業范圍而定。

基槽分段驗收合格后及時進行基床拋石作業，采用定位船定位，開體駁裝載石料拋填。基床拋石分層拋填，分層厚度不超過2米。

基床夯實緊跟拋石作業，夯實采用錘夯。后方拋石棱體一部分先行拋填出水，作為施工便道及夯實機械立足平臺，基床夯實采用150噸履帶夯機配備夯錘進行，夯實前采用平板駁載長臂挖機對拋石基床進行粗平。

基床整平采用二片石及碎石補拋，水下設置導軌定位，潛水員使用刮尺將二片石及碎石整平至設計標高。

2）施工工藝流程圖

重力式碼頭拋石基床施工工藝流程為：施工準備→基槽開挖→基床分層拋石→基床粗平→基床分層夯實→基床整平。工藝流程圖如圖2所示。

圖2 重力式碼頭基礎施工工藝流程圖

2.主要施工工藝和方法

2.1 水上拋石施工

基床拋石石料通過陸運或水運到場，裝載至開體駁上，定位平臺進行定位，采用開體駁自卸至基槽范圍。

1）施工測量

基床拋石施工前，在碼頭前沿及后沿每間隔5米設置一組定位浮標，以進行拋石范圍界定及樁號標示。專職測量員在定位船上裝備GPS定位系統，進行定位船準確駐位。裝載石料的開體駁行駛并緊靠定位船，開啟底倉進行塊石拋填。

施工過程中，應使用定位船上的GPS系統確定不同施工段的拋石范圍，進行拋石時不斷對船位和標志物進行復核調整。每個船位拋石前，測量人員必須使用測深儀或水鉈沿著對應斷面進行水深復測，確定每個船位的拋石厚度，以此來計算每船的大致拋石量。

2）移船和拋石

本次拋石開體駁長度為28.8米，拋石寬度為7.2米，滿足基槽拋石要求。定位船垂直碼頭軸線方向定位，每次移船的間距為5米。

基床采用分層拋石，拋石分層厚度不大于2米，松拋厚度考慮為2.2米。拋石過程采用先測水深，再拋石，再測水深復核的方法進行拋石施工。水深測量間距不應大于1米，避免在施工過程中出現漏拋、復拋或拋填到區域外的情況。

在拋石過程中，定位船應拋錨固定，每船拋填完成及時測量復核水深，確保拋石基床位置和尺寸滿足設計要求。基床的頂部寬度不得小于設計寬度，頂部高度不得超過設計標高。一個船位拋填完成后，定位船移至下一個船位，重復前述拋石過程，直至完成拋石施工。拋石過程中，及時做好資料收集、整理和記錄工作，應按照每5米一個斷面記錄，確保每個斷面拋石達到“拋足、拋勻、拋準”的質量要求。施工過程中要形成“定位、拋石、測量”一體化工作流程，分工及責任明確，每個施工段拋石應采用粗拋和細拋相結合的方法。在基床頂面以下的0.5～0.8米范圍內進行細拋，其余部位和下面各層進行粗拋。拋填時要控制高差，粗拋的高差范圍為正負30厘米，細拋的高差控制在0到30毫米之間。

2.2 基床夯實施工方法

1）夯實設備

采用150噸履帶夯機進行基槽夯實施工，夯錘重量為9.1噸，夯錘底面直徑為1.3米，落距不超過3.5米，滿足設計夯擊能量不小于180kJ的要求。

2）試夯

在進行基床正式夯實施工前，首先進行夯實試驗段施工，以確定夯實機械選型、夯實遍數、夯沉系數等夯實參數。根據地質條件選擇有代表性的區域進行試驗段施工，試驗段長度不小于10米。錘夯宜采用縱橫向相鄰接壓半夯，每點一錘，初、復夯各一遍，每遍4夯次共8夯次。在試夯范圍內選取3個面，在每個面上按照每米1個點進行夯沉觀測，求出平均值。觀測時對夯前和第4夯次各測一次，以后每2夯次測量一次，至相鄰測次的累計夯沉量接近為止。正式施工的夯擊次數根據觀測的結果整理分析確定，相鄰夯次的平均沉降差在30mm以內。

3）基床夯實

目前，中國成品油批發價格已經基本實現完全市場化，但零售價格仍參照國家規定的最高零售限價來確定，尚未實現完全市場化，無法有效反映國內成品油市場供需現狀。過高的批發價與零售價價差使得一些煉油企業容易誤判國內成品油市場供需形勢，導致部分地區和企業盲目擴張煉油能力，進一步加劇了中國成品油供應過剩的局面。建議國家加快推進成品油定價機制向市場化定價邁進，以真正有效反映國內成品油市場的供需狀況。另外，加快推出成品油期貨交易，為市場化定價提供定價基準。通過推動成品油價格市場化，實現資源的最優配置。

在夯實之前，對拋石基床進行適當整平，采用平板駁載長臂挖機進行粗平。基床夯實采用150噸履帶吊，夯錘為削棱圓臺體，并帶有通水孔。

通過設置縱橫向浮標劃定夯實施工區域，每段夯實區域長度20米，縱橫向浮標上每隔一定間距設置刻度，以控制夯錘落錘點位。夯實采用縱向和橫向均鄰接壓半夯方法，按照試驗段確定的夯實次數進行夯實。夯實時，履帶夯機立足于后方施工便道，平行基槽軸線站位，測量人員在定位駁船上觀察夯錘落點，發現偏差時及時糾正夯錘夯實位置，避免漏夯；每夯擊完一個斷面后，吊機移動至進行下一段夯實，每次移動距離為20米，分段夯實的搭接長度不小于2米。當夯實后需要補拋塊石的面積較大，厚度普遍大于0.5米時，應進行補夯處理。

4）補夯

當夯實后需要補拋塊石的面積大于構件底面積的1/3或連續面積大于30平方米，且厚度普遍大于0.5米時，應進行補夯處理。補夯的要求與基床夯實相同，按照基床夯實的施工方法進行實施。

5）驗收

每層基床按照要求夯實完成后，進行復夯驗收，合格后方可進行下一道工序的施工。驗收方法：使用原來的夯錘進行復夯，夯擊一次。通過測深桿控制準確地測量夯實前后的標高值，平均夯沉量小于30mm。選擇不少于20個測點進行測量，如圖3所示。

圖3 基床夯實點位布置圖

2.3 基床整平施工方法

1）準備工作。整平施工船組裝：整平工作船配置發電機、電動空壓機、過濾罐等設備。該船具備同一時間供2組潛水員施工的條件，使用挖掘機為水下整平喂料。根據整平寬度，提前做好整平控制點，使用GPS控制整平位置。

制作軌道及刮道：導軌采用100＊100mm方鋼管，加工成6m每段。刮道同樣制作，刮道長度為8.5m（基床整平寬度為6.5m），刮道上焊2個吊環，供吊放和移動刮道時用。

2）布設導軌。在布設鋼軌時，人工整平船根據流向垂直于基床軸線進行定位，通過GPS指導整平船緩慢移動，直到船舷移至預定下鋼軌位置。測量人員使用連接到底部帶有水砣的鋼絲繩的GPS信號接收器，潛水員下水將水砣底部重墜緩慢放置在基床頂面上，并測得實際標高。潛水員使用混凝土小墊塊作為點位，先完成鋼軌兩端的點位，然后將鋼軌放置在上面，并重新核對鋼軌的頂部標高。使用小型混凝土預制塊和小鋼板對導軌標高進行調節，誤差控制在±10mm以內。潛水員繼續使用塊石堆放在導軌中部并圍護導軌周圍，注意不得超過導軌頂標高，逐步完成所有鋼軌的安放工作。

整平范圍塊石底寬每邊加1m。施工時，沿整平范圍均勻分布導軌，根據方塊的尺寸合理布置鋼軌，原則為鋼軌間距必須小于刮道長度，鋼軌兩邊預留出至少0.5m長度。潛水員應將刮道平放到鋼軌上，使其與鋼軌平齊。然后沿著鋼軌的方向推動刮道，以刮道底面為整平標準進行操作。在整平過程中，需要注意去除高出的部分并補充低的部分，以實現基床的平整。通過推動刮道，使基床表面達到預定的標高要求，確保整個基床的平整度。

3）整平。先使用平板駁載長臂挖機進行找平，然后潛水員在水下沿著導軌推動刮道進行細平。整平過程中，使用刮道底面作為參考標準。根據圖4所示的整平平面圖進行整平操作。

圖4 基床整平平面圖

4）預留沉降量。根據設計要求，預留5cm沉降量和1%的倒坡，即整平后方塊后沿標高為81.905m，方塊前沿標高為81.95m。

5）整平驗收。基床縱向方向，每隔2m設置測量1個斷面，使用GPS及水鉈檢測鋼軌內側1m和中線處的標高，并結合測深儀對拋石基床頂進行標高復核。

2.4 施工質量管理保證措施

施工質量管理措施如圖5所示。

圖5 質量保證體系框圖

3.結論

內河重力式碼頭基礎施工方法與沿海重力式碼頭大致相同，由于施工條件限制，在以下幾個方面有所區別，本文通過實際案例的分析與探討，提出了施工要點和質量控制，為同行業提供了有益參考。

（1）基槽開挖一般采用方駁裝載挖機組合機械開挖，自身不具備GPS定位及監測水上的功能，需要設置好水上浮標，分臺階標示好基槽開挖范圍，防止超寬；并且委派專職測量員跟船勤測水深，實時監控基槽開挖深度，防止超深。

（2）基床錘夯采用岸上履帶夯機進行，需填筑后方施工便道兼履帶夯機工作平臺，便道距夯實區域距離往往較遠，履帶夯機噸位選型較大；劃分夯實施工段（20-30米），施工過程中需設置好縱橫向基床夯實邊界浮標，并根據夯錘錘徑設置定位標尺，專人跟蹤指揮夯錘落點，避免漏夯，確保夯實質量。

（3）由于履帶夯機距離夯實區域較遠，起吊高度及卷揚機鋼絲繩長度較大，夯錘起落較難準確定位，往往采用網格法測算最后兩次夯實平均沉降量進行基床夯實驗收。