港口碼頭的沉箱及預(yù)制塊體施工技術(shù)分析

王成

（中海工程建設(shè)總局廣東工程分局　廣東廣州　510000）

1　工程概況

某港口碼頭工程主要由突堤碼頭、順岸碼頭和護(hù)岸3個(gè)部分構(gòu)成。其中順岸碼頭的長(zhǎng)度為384.3m，碼頭采用卸荷板和預(yù)制塊體結(jié)構(gòu)，碼頭上部設(shè)計(jì)使用現(xiàn)澆C25F200混凝土胸墻，突堤部分的寬度為60m，長(zhǎng)度為221.6m。主體結(jié)構(gòu)使用斜荷板結(jié)構(gòu)和預(yù)制沉箱，上部同樣使用C25F200混凝土胸墻進(jìn)行現(xiàn)澆施工。采用斜坡時(shí)護(hù)岸，護(hù)岸南側(cè)護(hù)面為拋理塊石，北側(cè)為扭王字塊體，重2t。

2　工程施工技術(shù)

該工程項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)規(guī)模較小，碼頭設(shè)計(jì)的主體結(jié)構(gòu)形式很復(fù)雜，涵蓋了卸荷板、沉箱及預(yù)制塊體等，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了碼頭預(yù)制安設(shè)的施工順序。同時(shí)，水工施工過(guò)程中因水域工作面積較小、工期短，故對(duì)沉箱基礎(chǔ)的基床采用了拋石打夯技術(shù)，奠定了沉箱出運(yùn)安設(shè)施工的前期工序格局；陸上施工時(shí)，因施工場(chǎng)地的限制，突破了常規(guī)施工流水作業(yè)的模式，碼頭上部的結(jié)構(gòu)在施工時(shí)選用多工序同步交叉的方式開展。由于碼頭基床施工時(shí)主要施工順序是從高到低，對(duì)施工技術(shù)要求非常高[1]。沉箱安設(shè)施工時(shí)其頂面標(biāo)高是+2.5m，為防止潮水對(duì)沉箱施工造成影響，沉箱操作和箱內(nèi)結(jié)構(gòu)的填充施工需同步快速開展，盡可能縮短施工工期。此外，因本項(xiàng)目施工區(qū)域中來(lái)往航船流量很大，為有效保障港灣碼頭所有船只出入運(yùn)行井然有序，順岸和突堤的施工需同步進(jìn)行。本工程為典型的水陸施工結(jié)合項(xiàng)目，項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)以預(yù)制塊體和沉箱相結(jié)合的重力式碼頭，碼頭施工全長(zhǎng)為605.85m。為確保工程施工時(shí)軸線的精準(zhǔn)性，便于后期工程的測(cè)量、放樣，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，利用工程測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)技術(shù)搭建了項(xiàng)目工程測(cè)量的控制微網(wǎng)，使港口碼頭項(xiàng)目施工流程達(dá)到了全面信息化管理。

3　沉箱施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1　基床拋石施工

（1）安設(shè)導(dǎo)標(biāo)，進(jìn)行準(zhǔn)確定位。港口碼頭施工時(shí)，需布設(shè)導(dǎo)標(biāo)和定位船，重點(diǎn)把控拋石、夯實(shí)、補(bǔ)夯等環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。導(dǎo)標(biāo)設(shè)立有兩點(diǎn)：基床中心導(dǎo)標(biāo)和頂面坡肩邊導(dǎo)標(biāo)，拋石處需布設(shè)定位船，確定定位船的位置處無(wú)回淤情況，或控制回淤厚度≤30cm。

（2）試拋：基床拋石施工前期需開展試拋工作，并合理把控塊石漂流和水深、水流速等因素的關(guān)系，結(jié)合施工場(chǎng)地地質(zhì)環(huán)境條件和水流情況準(zhǔn)確定位拋石船。拋石施工時(shí)，需實(shí)時(shí)進(jìn)行探水、對(duì)標(biāo)工作，并認(rèn)真記錄拋石過(guò)程，結(jié)合實(shí)際場(chǎng)地情況選取最佳拋石方法，粗拋、細(xì)拋或兩者結(jié)合等，拋石原則是寧低勿高，需預(yù)留10%夯沉量。拋石作業(yè)完成后，需開展平面圖和斷面圖的繪制工作。

（3）基床夯實(shí)：基床夯實(shí)前期，需由專業(yè)潛水員完成基床粗平調(diào)整，控制誤差為±15cm，基床粗平后可開展夯實(shí)工作。夯實(shí)過(guò)程中，需結(jié)合基床厚度以分層分段方式進(jìn)行基床夯實(shí)，控制每層厚度基本一致，測(cè)量人員需實(shí)時(shí)做好對(duì)標(biāo)、探水工作，并于打夯平面準(zhǔn)確繪制打夯點(diǎn)。基床夯實(shí)施工方式是縱橫向均鄰接壓半錘，夯實(shí)次數(shù)為2遍。為避免因倒錘發(fā)生而引起基床局部漏夯、隆起等問(wèn)題，夯實(shí)后需開展反復(fù)檢測(cè)工作，借助水準(zhǔn)儀進(jìn)行夯實(shí)測(cè)量，控制平均沉降量≤30mm，若沉降量＞30mm，需再次進(jìn)行夯實(shí)，直至滿足設(shè)計(jì)要求[2]。

（4）補(bǔ)夯：待完成夯實(shí)作業(yè)后，當(dāng)補(bǔ)拋塊石面積＞1/3，構(gòu)件底面積或連續(xù)面積＞30m2，且塊石厚度＞0.5m時(shí)，需進(jìn)行補(bǔ)夯作業(yè)。

3.2　沉箱施工要點(diǎn)

3.2.1沉箱安設(shè)定位

沉箱在安設(shè)時(shí)，需借助全站儀和GPS完成沉箱標(biāo)高的坐標(biāo)的準(zhǔn)確定位，結(jié)合沉箱的吃水深度選取最佳潮位，利用施工船舶的頂推和卷?yè)P(yáng)機(jī)完成沉箱的運(yùn)送，準(zhǔn)確移位到安設(shè)位置，并于已安設(shè)沉箱和待安設(shè)沉箱的接縫位置懸掛4個(gè)手動(dòng)葫蘆，按照縫隙需求適當(dāng)修正沉箱間的木方結(jié)構(gòu)。

3.2.2手拉葫蘆的安放

本工程在安裝沉箱時(shí)，使用了4個(gè)起重量為10t的手拉護(hù)理，各個(gè)手拉葫蘆鉤之間的可以調(diào)整的距離為0.96～3.96m。為了可以更好地對(duì)沉箱峰寬和前沿線距離進(jìn)行控制，本工程設(shè)計(jì)使用鋼絲繩對(duì)臨近沉箱的手拉葫蘆和吊鼻進(jìn)行連接，然后由安裝人員手動(dòng)對(duì)4個(gè)手拉葫蘆鉤間距離進(jìn)行調(diào)整，最佳間隔距離應(yīng)保持在2.5m。

3.2.3沉箱就位

因?yàn)楣こ淌┕み^(guò)程中沉箱的縱向高差會(huì)對(duì)頂面縫寬造成影響。所以要根據(jù)實(shí)際高差合理的新選擇閘板，并控制好縫寬尺寸。本工程在施工時(shí)，使用經(jīng)緯儀來(lái)對(duì)沉箱前沿線進(jìn)行控制，并對(duì)手拉葫蘆的間隔距離進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，保證沉箱可以前后進(jìn)行移動(dòng)，直至沉箱可以安放到確定位置。

3.2.4沉箱的注水施工

待沉箱運(yùn)送到指定位置后，完成基本準(zhǔn)備后，開啟水泵或加水閥，對(duì)沉箱進(jìn)行注水而使其平衡下沉。整個(gè)下沉過(guò)程中，需實(shí)時(shí)對(duì)沉箱位置、水平度進(jìn)行測(cè)量、校驗(yàn)、調(diào)整，當(dāng)沉箱底部距離基床面達(dá)到0.2m時(shí)，暫停注水不間斷測(cè)量校核、調(diào)整沉箱位置及水平度，至沉箱底與基床面約0.2m時(shí)，暫停注水，利用全站儀和GPS完成沉箱標(biāo)高和坐標(biāo)的準(zhǔn)確定位，確保其滿足設(shè)計(jì)要求后，繼續(xù)注水直至沉箱完全坐落于基床面上，待測(cè)量復(fù)核全部達(dá)標(biāo)后，關(guān)閉水泵或加水閥。

3.2.5沉箱的回填施工

作為沉箱施工的最后一步，沉箱回填主要是為了保證沉箱的穩(wěn)定性。條件允許時(shí)，沉箱安設(shè)后暫停1～2個(gè)低潮位，再次測(cè)量校驗(yàn)沉箱坐標(biāo)和標(biāo)高，達(dá)標(biāo)后開始沉箱回填，要控制沉箱回填砂的均勻性，利用水沖法使箱內(nèi)振沖達(dá)中密狀態(tài)。

4　預(yù)制塊體的施工要點(diǎn)

（1）預(yù)制塊安裝前的測(cè)量：預(yù)制塊體安設(shè)前需進(jìn)行柵欄板和扭王字塊安設(shè)基線的確定。結(jié)合預(yù)制塊的安裝點(diǎn)設(shè)計(jì)及陸上控制點(diǎn)，借助全站儀準(zhǔn)確把控基線安設(shè)標(biāo)高和坐標(biāo)。為降低潮流對(duì)后續(xù)柵欄板和扭王字塊施工的影響，基線安裝需控制在低平潮時(shí)期，有效爭(zhēng)取了更多安設(shè)時(shí)間，保證了基線安裝質(zhì)量。

（2）柵欄板的安裝施工：柵欄板安裝前，要保證墊層塊石已拋理成形。A型和B型柵欄板均可選用50t汽車吊在陸地完成吊裝。為防止吊裝安設(shè)發(fā)生偏差，需安排專業(yè)潛水員在水上和水下同步配合作業(yè)，便于施工中實(shí)時(shí)調(diào)整柵欄板位置。同時(shí)，借助25t輪胎吊車和平板車完成柵欄板的運(yùn)輸工作。

（3）扭王字塊的安裝施工：扭王字塊安設(shè)前期，為保證扭王字塊的質(zhì)量，需嚴(yán)格進(jìn)行塊體結(jié)構(gòu)形狀和質(zhì)量的檢驗(yàn)工作，不合格的塊體需進(jìn)行有效處理和修正。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)基床的檢查，確保基床無(wú)回淤或其它雜物的存在，并反復(fù)校驗(yàn)工程基線和控制點(diǎn)的位置，待前期準(zhǔn)備工作完成后，可開始?jí)K體的安裝施工。借助100t方駁吊機(jī)完成水上扭王字塊的吊運(yùn)和安裝施工，預(yù)制塊體安設(shè)時(shí)，也許安排相應(yīng)專業(yè)的潛水員完成水上水下的有效配合施工。扭王字塊安設(shè)施工時(shí)，需做好扭王字塊成品材料的保護(hù)措施，防止發(fā)生碰撞情況造成損壞。同時(shí)，為保證預(yù)制塊體的順利安設(shè)及安裝質(zhì)量，需加強(qiáng)施工過(guò)程中防碰撞措施。

5　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在港口碼頭施工過(guò)程中，施工技術(shù)是保證港口工程質(zhì)量和施工安全的關(guān)鍵。在施工過(guò)程中，只有充分掌握沉箱和預(yù)制塊的施工技術(shù)，才可以保證工程的施工質(zhì)量。文章以實(shí)際工程為例，對(duì)港口碼頭沉箱和預(yù)制塊施工技術(shù)進(jìn)行了分析和探討，施工質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，保證了碼頭工程經(jīng)濟(jì)效益，為類似工程施工提供了借鑒和參考。

[1]王彤陽(yáng).港口碼頭的沉箱及預(yù)制塊體施工技術(shù)分析[J].珠江水運(yùn)，2017（12）：76～77.

[2]周廣群，李永升.港口碼頭的沉箱及預(yù)制塊體施工技術(shù)研究[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2016（07）：236～237.