止水圍堰技術(shù)在港口工程中的應(yīng)用分析

方斌、汪國喜

（江西省路港工程有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

港口工程的施工條件比較特殊，在水體流動的影響下經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)下沉、結(jié)構(gòu)裂縫等問題，影響項目的正常開展。而止水圍堰技術(shù)作為一種科學(xué)的施工手段，可以有效控制水體流動，防止水體侵蝕施工區(qū)域，保障工程安全順利進行。因此，能夠應(yīng)對不同類型水體環(huán)境和工程要求的止水圍堰技術(shù)在港口工程中得以廣泛應(yīng)用。

1 止水圍堰技術(shù)的作用

1.1 防止水體滲透

碼頭建設(shè)、岸線加固等港口工程常常需要在水體中進行施工，而水體的滲透會導(dǎo)致施工區(qū)域內(nèi)的土壤松動，嚴重影響工程的穩(wěn)定性和安全性。止水圍堰技術(shù)能夠有效防止水體滲透，形成臨時性的水封墻，將施工區(qū)域與周圍水體隔離開來，確保施工區(qū)域的干燥，提供有利于施工的工作環(huán)境。

1.2 避免水流沖刷

在港口工程中，水流的沖刷是一個常見的問題，尤其在河口和海灣等區(qū)域，水流沖刷會導(dǎo)致岸線退化、堆場沖刷、巖土體崩塌等問題。通過設(shè)置止水圍堰，可以減緩水流速度，保護工程設(shè)施免受沖刷損害，避免水流對港口工程的不利影響。

1.3 控制工程水位

港口工程施工中需要保持一定的水位，以便船舶進出港口、貨物裝卸等操作。止水圍堰技術(shù)可以控制水位，滿足航道深度要求，確保港口正常運營。同時，在某些情況下，止水圍堰還具備臨時蓄水功能，可以滿足施工需要或緩解洪水等自然災(zāi)害對港口的影響[1]。

2 止水圍堰的分類

2.1 土石圍堰

土石圍堰是一種常見的港口工程結(jié)構(gòu)，是由大量的土石料堆積而成的臨時或永久性防護結(jié)構(gòu)。在港口建設(shè)中，土石圍堰常用于圍封臨時工地、河道或海域開挖施工的防護，也可用于構(gòu)建臨時碼頭或船塢。土石圍堰的構(gòu)造方式多樣，一般由塊石、碎石、砂土等材料堆填而成，其結(jié)構(gòu)堅固，可以有效抵御海浪、潮汐的侵蝕，保護附近的港口設(shè)施和土體免受水流沖刷和侵蝕。土石圍堰的優(yōu)點在于成本相對較低，施工相對簡便快捷，適用于各類港口工程的臨時或長期防護需求（見圖1）。

圖1 土石圍堰

2.2 木籠圍堰

木籠圍堰也是常見的港口工程防護結(jié)構(gòu)，是由木質(zhì)材料制成箱體，再用鋼絲繩或鋼筋將箱體連接成整體的防護結(jié)構(gòu)。木籠圍堰的箱體通常采用鋸木或圓木制成，箱體內(nèi)填充塊石、碎石或混凝土等材料，形成堅固的圍堰結(jié)構(gòu)。木籠圍堰在港口建設(shè)中常用于河道、船塢和碼頭的護岸、護坡、圍封工程等，可以有效抵御波浪、水流等外界侵蝕，保護港口設(shè)施免受損害。木籠圍堰具有較好的透水性能，不僅能減少水流沖擊帶來的損壞，還有利于植物生長，有利于生態(tài)環(huán)境的保護。但是，相較于其他圍堰結(jié)構(gòu)，木籠圍堰的使用壽命較短，需要定期維護和更換木質(zhì)部件（見圖2）。

圖2 木籠圍堰

2.3 鋼筋混凝土圍堰

鋼筋混凝土圍堰是一種常見的港口工程結(jié)構(gòu)，是由鋼筋混凝土材料澆筑和硬化而成的防護墻體。在港口建設(shè)中，鋼筋混凝土圍堰被廣泛應(yīng)用于碼頭、船塢、航道和港口設(shè)施的建設(shè)，用于防止波浪、水流和潮汐等外部力量對港口工程的侵蝕和損害。鋼筋混凝土圍堰的結(jié)構(gòu)由混凝土和鋼筋組成，混凝土是主要的承重材料，而鋼筋則起到增強混凝土抗拉強度的作用。鋼筋混凝土圍堰具有高強度、高耐久性和抗侵蝕能力，能夠承受較大的波浪沖擊和水流沖刷，保護港口設(shè)施免受損壞。此外，鋼筋混凝土圍堰還能夠抵御凍融、潮濕等環(huán)境的影響，保持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度（見圖3）。

圖3 鋼筋混凝土圍堰

3 鋼筋混凝土圍堰施工工序

3.1 人工筑島

在筑島工程中，為了確保結(jié)構(gòu)的性能達到標準，應(yīng)采用透水性較好且壓實度較高的砂類土進行填筑。案例項目的建設(shè)面積為10m×10m，邊坡坡度為1∶2，超過水面0.5m。為了防止水體侵蝕和保護施工區(qū)域，在周邊采用編織袋進行圍堰處理。在施工過程中，對于河床傾斜的部位，特別加強鉆孔控制，以確保各個結(jié)構(gòu)部位連接穩(wěn)固，避免因連接不牢而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損壞和可能引發(fā)的其他問題。

3.2 鋪墊木

在港口工程中，底部的鋼筋混凝土圍堰結(jié)構(gòu)尺寸相對較小，但自重往往超過200t。由于底部的支撐面較大，在案例項目中采用墊木鋪設(shè)的方式進行處理。墊木選用質(zhì)量性能較好的普通枕木，其截面尺寸為22cm×16cm，放置的間隔距離為0.7m。在進行墊木鋪設(shè)的環(huán)節(jié)，需要確保每塊墊木的尺寸和質(zhì)量都符合要求，并且墊木之間的距離應(yīng)均勻一致，以確保支撐面穩(wěn)固可靠[2]。

3.3 模板及支撐

首先需要對現(xiàn)場進行準確的測量，掌握安裝區(qū)域的具體情況。在模板制作環(huán)節(jié)，可以選擇使用組合性鋼模板，確保圍堰內(nèi)外壁達到光滑、平順的效果，且要求上下口尺寸對正，有利于下沉作業(yè)順利完成。模板安裝結(jié)束之后，對尺寸、位置、標高、傾斜度等方面進行全面的檢測，各方面合格之后才能繼續(xù)施工。在安裝第二節(jié)模板時，不能直接設(shè)置在圍堰結(jié)構(gòu)上，防止因為自重過大而造成結(jié)構(gòu)損壞或出現(xiàn)裂縫等問題。

3.4 混凝土灌注、養(yǎng)護及拆除模板、墊木

第一，在灌注鋼筋混凝土圍堰時，應(yīng)采取對稱、分層、均勻的方式進行，避免因偏載引發(fā)的不均勻沉降問題。同時，為了防止井壁出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷，并減少對井壁造成過大摩擦力，應(yīng)強化振搗處理，確保各個部位的強度達到標準。在振搗過程中，應(yīng)精細施工，確保混凝土的澆筑質(zhì)量。此外，對于底部位置，應(yīng)特別注重混凝土拌和質(zhì)量的控制，以確保整體結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。在混凝土灌注完成后的10～12h 內(nèi)，應(yīng)進行遮蓋養(yǎng)護，以確保各個部位的強度達到設(shè)計標準。通常要求混凝土強度達到2.5MPa 的標準，才能投入使用。當混凝土結(jié)構(gòu)強度達到設(shè)計要求的70%時，即可開始拆除模板[3]。

第二，在拆除模板的過程中，應(yīng)按照規(guī)定的施工順序進行，確保模板拆除之后不會發(fā)生損壞的問題。拆除墊木的環(huán)節(jié)，首先將下部的砂挖除，然后按順序進行編號，并使用油漆書寫標記，確保施工順序準確無誤。在拆除過程中，應(yīng)由專人統(tǒng)一指揮，按照分區(qū)、對稱、同步的順序進行，防止因為偏載而造成結(jié)構(gòu)損壞。在抽出墊木之后，及時進行現(xiàn)場的回填夯實處理，以確保施工區(qū)域的穩(wěn)定性達標。需要注意的是，一是回填的單層結(jié)構(gòu)厚度為20～30cm；二是回填材料不能從圍堰筑島材料中挖取，以免造成圍堰結(jié)構(gòu)歪斜失穩(wěn)[4]。

3.5 下沉

下沉是在圍堰結(jié)構(gòu)內(nèi)部采用人工挖土的方式進行施工的一種方法。該方法借助設(shè)置在圍堰外部的提升設(shè)備，直接從圍堰內(nèi)部取出土方，以滿足施工要求。挖土作業(yè)應(yīng)從圍堰中間向四周展開，并控制挖取厚度為每一層0.4～0.5m，逐層提升作業(yè)。在挖土作業(yè)過程中，嚴格遵循全面、對稱、均勻的原則進行施工，以避免一側(cè)挖土過多導(dǎo)致失去平衡，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，在挖土作業(yè)中，應(yīng)注重施工進度的控制和協(xié)調(diào)，確保挖土作業(yè)按照預(yù)定計劃進行。并隨時進行現(xiàn)場檢查和監(jiān)測，以保障挖土作業(yè)的質(zhì)量和效率。

3.6 基底清理

進行基底清理作業(yè)是為了給后續(xù)的封底施工提供良好的基礎(chǔ)。在該環(huán)節(jié)中必須按照基底設(shè)計要求，對圍堰底部進行仔細清理，確保底部表面平整，沒有雜物和碎石。

3.7 封底與承臺施工

當鋼筋混凝土圍堰下沉到距離設(shè)計標高0.1m 的位置時即可停止抽水，讓圍堰利用自重下沉到設(shè)計標高。在經(jīng)過2～3d 下沉后，即可達到穩(wěn)定的狀態(tài)。之后進行現(xiàn)場觀測，確保8h 之內(nèi)累計下沉量不超過10mm 才能進行封底施工。在封底環(huán)節(jié)，采用內(nèi)排水的方式將新老混凝土表面清理干凈，并進行鑿毛處理，確保新老混凝土黏結(jié)性能合格。當混凝土結(jié)構(gòu)強度達到設(shè)計標準的70% 之后，在現(xiàn)場設(shè)置集水坑裝置，采用抽水過濾處理的方式，將內(nèi)部水分排出，并進行封底作業(yè)。然后，進行承臺施工，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強度達到工程標準[5]。

3.8 圍堰拆除

施工人員在進行圍堰拆除時需要遵循以下步驟。

第一，制訂圍堰拆除計劃。在拆除之前，應(yīng)進行全面的勘測和評估，了解圍堰的結(jié)構(gòu)、材料及周圍環(huán)境，根據(jù)實際情況制訂詳細的拆除方案，明確拆除的順序、方法、工具和步驟，確保拆除工作安全高效進行。

第二，做好安全防護工作。圍堰拆除是一項較為危險的工作，涉及重物搬運、鋼筋切割等高風險作業(yè)。施工人員必須佩戴符合規(guī)范的安全防護裝備，如頭盔、防護眼鏡、手套等，以確保人身安全。同時，對拆除現(xiàn)場進行合理的封閉和警示管理，防止未經(jīng)授權(quán)人員靠近拆除區(qū)域，確保拆除作業(yè)安全進行。

第三，解體和拆除圍堰結(jié)構(gòu)。根據(jù)拆除方案，按照從上至下、從外至內(nèi)的順序逐步拆除圍堰結(jié)構(gòu)。在拆除過程中，應(yīng)使用適當?shù)墓ぞ吆驮O(shè)備，如鋼筋切割機、挖掘機等，確保拆除的效率和安全。特別是在拆除鋼筋混凝土圍堰時，要注意避免鋼筋飛濺和墜落，采取措施確保施工人員的安全。

第四，拆除完成后，施工人員應(yīng)及時清理拆除現(xiàn)場，清除殘留的建筑材料、鋼筋等。對于圍堰拆除產(chǎn)生的廢棄物，應(yīng)根據(jù)環(huán)保要求進行分類處理和回收利用，確保施工現(xiàn)場整潔環(huán)保。

4 結(jié)語

總體而言，港口工程止水圍堰技術(shù)作為一項重要的防水施工措施，在港口工程中能夠有效地控制水體流動、保障施工順利進行，具有很大的應(yīng)用價值。在往后的相關(guān)港口工程建設(shè)中，還要繼續(xù)深化止水圍堰技術(shù)的研究和應(yīng)用，不斷提高其技術(shù)水平和施工效率，為我國港口工程建設(shè)提供更為強大的技術(shù)支持。