論港口航道工程沉箱施工技術

張志強

（中交一航局第五工程有限公司，秦皇島066000）

1 港口航道建設現狀

我國經過市場經濟體制改革后順應經濟全球化發展趨勢，不斷擴大對外貿易。作為對外貿易基礎設施，港口是經濟發展必要基礎設施，能夠未來對外貿易發展創造優良條件。當前我國港口航道工程建設項目數量不斷增多、規模不斷擴大。我國內陸存天然水道較多，這對傳播正常航行會產生一定不良影響，需要進一步深化改善內陸水道。隨著不斷擴大的港口路線規模，港口經濟和社會效益也在不斷提升，并且發展更加專業，尤其是受到現代信息科技支持，更加凸顯港口專業性。在信息科技時代，通過提高港口建設技術含量有助于提升我國港口基礎設施建設整體水平。中國在加入世貿組織后開始快速發展市場經濟，貿易實踐必要和主要載體包括對外貿易、通訊、物質港口等諸多內容，發展空間十分廣闊。當前我國備受關注內容主要為國家港口路線發展情況，這主要體現在港口工程在不斷擴大工程建設規模，數量也在不斷增加。不過在實際建設港口航道工程過程中很多實際港口航道定期航行會受到自然水道一定影響，并且自然水道比實際港口存在問題更多。這和沒有進一步深化優化自然航道有著直接關系。在未來如果不進行合理規劃管控那么港口路線規模將無法滿足生產力發展速度要求。為此，在實際建設過程中應當積極應用現代信息技術。

2 混凝土施工技術

2.1 混凝土配置工藝

在生產沉箱預制混凝土過程中需要從以下幾方面加強對其質量控制：第一，根據實驗合理確定混凝土原料比重并且優化配比，對混凝土坍落度進行嚴格控制，通常要控制在140-160mm 范圍內。第二，嚴格規范地檢查各種原材料，對于質地堅硬的礫石要確定其抗壓指數在10%以內，比如可以礫石可以選擇直徑在5-25mm 范圍，同時可以選擇泥漿和河沙含量少的的礫石。

2.2 混凝土澆筑

在澆筑混凝土過程中應當注意如下幾點內容：第一，通常按照先底板后隔墻和外壁順序澆筑沉箱混凝土。在澆筑內墻過程重要對其厚度進行嚴格就控制，通常不超過50cm。第二，采用高頻插入式振動器進行混凝土振搗，并且按照墻上點遵照梅花布點方式進行振搗布置，同時注意振搗器插入深度和速度，振搗動作應當緩慢，保證能夠將混凝土中氣泡消除，并且注意避免觸碰鋼筋。當不再出現明顯下沉則標識振搗完成。此外，為了保證上下層混凝土能夠形成整體應當在振搗第二層時插入下層5cm 左右進行振搗。第三，如果需要聯合處理那么需要用水泥砂漿澆筑于混凝土接縫位置，并且用高壓水處理秸稈表面，根據施工環境溫度確定沖毛時間。

2.3 混凝土養護

當混凝土強度達到標準規定后需要將模板拆除，在拆除工作完成后并不意味著工作結束，還需要對沉箱混凝土進行維護管理，用高壓泵噴水確保混凝土表面濕潤，避免發生干燥裂縫，同時應當密切關注溫度變化，如果溫度較低那么需要采取覆蓋草簾等保溫措施，避免出現溫度裂縫。此外，在拆除模板后有的區域混凝土表面會存在一定缺陷，需要工作人員根據具體情況做好修補處理工作。

3 模板施工技術

3.1 模板設計

分層預制施工方案是沉箱預制施工常用方法。模板結構需要從外部模板和內部核心模板進行深入剖析。第一，主要采用大型鋼模板設置外部模板，外部模板主要組成結構包括橫向螺栓板、豎向桁架。通常采用2-6 個大圓形模板組成圓形沉箱，采用6-8 個小木板組裝成方形沉箱，用M27開口螺栓，M27 高強度螺釘和圓錐形螺母安裝上部開口。采用陰陽榫工藝組豎向拼縫，保證緊密連接好模板。第二，用復合鋼模板、豎向桁架結構組建內芯模板，用不同規格模板按照沉箱尺寸進行組裝，上部開口采用M27 開口螺栓。

3.2 模板安裝

首先應當將預制沉箱平臺清洗干凈，將沉箱前壁、側壁、連續壁底部鋪設好，并且用模板油涂刷好沉箱底胎。之后，在鋪設區域上分層鋪設兩層輪胎襯紙、一層氈紙以及一層牛皮紙。在上述操作完成后可以開展沉箱鋼筋綁扎作業，將輪胎線模板安裝好。在模板安裝前應當清潔干凈模板表面雜物，用模板油均勻涂刷并且用起重機吊起移動并安裝模板。按照如下順序完成安裝作業：第一，心軸安裝；第二，外部模板安裝；第三，模板上端用M24 固定，模板下端用桁架式上線固定；第四，對模板垂直度、尺寸等進行進一步檢查確認。

3.3 模板拆除

試驗室壓塊強度決定模板拆除時間。一般會在澆筑8小時后將螺栓松開，在12 小時后混凝土結構基本穩定可以開展脫模作業。工作人員在模板拆除過程中需要保護好混凝土結構，盡量避免損壞混凝土結構，尤其應當注意邊、角、孔等特殊位置。

4 沉箱出移、安裝與回填施工

4.1 沉箱出移

用吊裝和運輸設備將沉箱移至吊船上，可以充分應用自行式液壓平板車、氣囊、滑軌。本文將重點討論SPMT 門架運輸系統。工作人員在運輸過程中需要做好指揮和現場監管，由專業人員進行設備操作。按照微動車輛轉向行駛模式做好SPMT 車組的控制，將縱向行駛速度控制在0.14m/s 范圍內，工作人員對車組行駛情況、車輛運輸數據、沉箱裝載等各項工作進行密切監管，并且要對吊點承受能力、路面情況進行明確，及時做好相關信息溝通，指揮人員根據實際情況合理指揮各個操作人員合理進行設備操控。在轉彎運輸時需要對門架系統車板速度進行嚴格控制，避免過大晃動導致沉箱運輸不穩甚至發生安全事故，按照規定要求嚴格控制好運輸現場，避免在運輸過程中緊急剎車或者啟動，降低發生安全事故的概率。在碼頭前沿停靠起重船并且和SPMT 門架配合完成沉箱上駁工作。在完成上駁之后應當按照既定航線運輸沉箱，在施工現場進行沉箱安裝。

4.2 沉箱平移

在浮吊吊裝上駁過程中應當利用SPMT 門架自行式液壓車分批完成水上運輸作業。對預制場出運碼頭和施工現場距離進行精確地計算，確保安全地運輸構件，合理選擇倉駁船規格。在沉箱裝駁過程中應當充分考慮沉箱設計解耦股、安裝方式、出運形態等各項因素，保證能夠按照船軸線平行放置好沉箱。要嚴格按照船倉寬度合理放置沉箱，保證其運輸穩定，降低發生偏載問題。為了避免沉箱在運輸中發生側向位移應當明確落駁位置，在沉箱前后壁、船艙側板都設置支撐點，并且用方木支撐好兩者間距，采用這種方法還可以降低船艙板發生集中受力出現損傷等問題。此外，為了避免在運輸過程中發生構件碰撞可以用緩沖物填充構件端頭部位做好防護，并且固定好緩沖物質。

4.3 沉箱安裝施工

利用GPS 衛星定位系統安裝沉箱，將安裝準確度提升。在安裝前，用兩個GPS 天線安裝在沉箱前沿兩個角并且和測量人員手簿藍牙連接保證數據傳輸，指揮人員在獲得數據后智慧船舶操作人員按照測量操作吊桿，做好粗定位后先將沉箱移動到指定區域并且緩慢放下吊鉤，然后在沉箱下沉后在進一步進行定位。下沉過程中要經過多次定位來達到提升沉箱精準度提升的效果，在接近基床時候再次測量沉箱位置，盡量提高安裝準確性，在切實滿足要求后方可將吊繩放松，并且進行進一步確認檢查，做好標志桿、警示燈等設備安裝，做好觀測點布置。在沉箱穩定后由潛水員對沉箱接縫、基床接觸情況等進行進一步檢查確認，如果有必要，可以將沉箱吊起重新進行安裝。

4.4 沉箱內回填

在安裝并且驗收沉箱后可以根據設計要求進行回填，在回填后鋪設碎石層，然后用混凝土進行澆筑。回填沉箱內腔室過程中要控制好高差，通常控制在一米以內，降低沉箱不均勻沉降問題。按照設計總量要求控制好吹填，用自航方駁上自帶反鏟拋填碎石及二片石。回填完成后現澆封頂。

5 沉箱預制施工注意事項

5.1 蜂窩麻面

在沉箱施工中較為常見施工問題一直就是蜂窩麻面，這和振搗不充分、漿液溢出等都有著一定聯系，如果施工中出現上述問題那么會導致沉箱內部混凝土發生孔隙、泛砂。如果施工中所用粗骨料顆粒較大也會從一定程度上影響到鋼筋保護層實際填充效果。如果振搗質量不達標就會導致混凝土密實度難以滿足設計標準，進而發生蜂窩麻面現象。可見，工作人員在實際施工中應當對模板拼縫大小進行嚴格地控制，優選大模板進行施工，將拼縫數量盡量減少。此外，需要做好振搗質量控制，做好振搗設備規格、數量選擇，避免漏漿。同時應當嚴格按照設計配比進行原材料選取和攪拌。

5.2 底模粘連問題

在起吊沉箱過程中容易受到粘聚力等諸多方面因素影響而損傷底模，為了避免底模受損可以用適量機油涂刷底模，然后用砂和編織布一次鋪設在底部從而實現隔離效果。在完成沉箱起吊后，應當及時去除掉編織布等雜物，從而將沉箱底部和基床摩擦力增加。

6 結語

施工質量是港口航道工程建設中非常關鍵管理工作，積極應用現代信息科學技術能夠提高港口航道施工技術水平，有助于優化港口航道施工質量。沉箱技術是當前我國港口航道建設中常見施工技術之一，為了將港口航道技術水平進一步優化改善，工作人員需要根據實例加強沉樁安裝作業管理，加強對本底條件和天氣條件分析，從而提高沉箱施工效果，為港口航道工程建設質量提供保障，進而推動我國水路運輸事業進一步發展。