重力式碼頭沉箱加高方案比對分析

◎ 馮江鴻 廣州港股份有限公司

1.工程背景

茂名港博賀新港區通用碼頭工程位于廣東茂名濱海新區博賀新港區內，項目建設2個10萬噸級、1個3.5萬噸、1個7萬級通用泊位（水工結構均為10萬噸級）及工作船泊位，碼頭岸線長1208m，主碼頭前沿水深-16.0m，工作船泊位前沿水深-8.5m。在建設過程中，因工作船泊位使用功能升級，前沿水深需進一步升級(由-6.0m加深至-8.5m)，原有已預制沉箱CX-01結構隨之也需進一步加高。沉箱CX01已于2018年預制完成并放置于港池寄存區內，尺寸為長17.45m×寬16.35m×高9.0m，縱向設有3個倉格，橫向設有4個倉格，倉格尺寸為4.5m×3.9m，結構升級后CX01沉箱底高程由-6.5m加深至-9.0m，CX01沉箱高度由9.0m接高至10.7m,同時調整CX01沉箱的前后安裝方向，將沉箱前趾調向陸側安裝，調整后CX01沉箱臨海一側倉格內填充素混凝土，陸側兩排倉格回填10-100kg塊石。

2.方案比選

方案一：浚深基槽并預制1.7m高實心塊體放置于沉箱基床上方，沉箱CX-01放置于實心塊體上部，上部澆筑胸墻結構；

方案二：浚深基槽放置沉箱，預制1.7m高帶卡槽實心塊體置于沉箱頂部，上部澆筑胸墻結構；

方案三：浚深基槽，并對原有沉箱接高1.7m后安放，上部澆筑胸墻結構

從結構穩定、施工難度及造價成本等方面進行分析，以上三種方案各有優劣。

方案一：（1）預制塊體放底部，不需對原預制沉箱進行改造，保持原沉箱安裝高程，上部結構位于施工水位以上，上部結構施工難度小，施工周期快；塊體采用陸上預制結構施工難度小，質量易保證。（2）預制塊體體積、重量大，水下安裝施工精準度不易控制，從而可能會出現安裝塊體表面平整度不夠，沉箱底板與塊體接觸不均勻，發生應力集中損壞沉箱結構或沉箱底面出現前傾的風險，影響沉箱結構的穩定性。

方案一

方案二

方案三

沉箱接高模板安裝示意圖

沉箱接高示意圖

方案二：（1）預制塊體放頂部，不需對原預制沉箱進行改造，上部結構位于施工水位以上，上部結構施工難度小；塊體采用陸上預制結構，施工難度小，質量易保證。（2）預制塊體放頂部，與沉箱接觸位置設置鑲嵌槽，結構穩定性好；預制塊體擱置于沉箱壁頂部，沉箱壁與塊體接觸接觸不均時可能會出現局部損害沉箱外壁頂部的情況。（3）基槽浚深后，方案二的沉箱安放頂標高為+0.0m，當地設計高水位（當地理論基準面，下同）為3.20m，設計低水位：0.26m，極端低水位為-0.44m。因此，沉箱CX-01安裝時施工潮水位基本上始終高于沉箱頂面，沉箱安裝不到位時需再次抽干倉格水重新起浮安裝，不易對沉箱安放時的精準度進行調整，沉箱安放質量很難控制。

方案三：（1）沉箱結構接高的結構整體性好，內部回填和上部結構施工難度小，沉箱安裝精準度易控制。（2）沉箱CX-01寄存在港池內，接高施工均為水上作業，受風浪條件影響明顯，施工安全風險影響因素多，且施工工期不易控制。（3）新老混凝土接觸需特殊處理，寄存區內鋼筋綁扎和混凝土澆筑等均需借用船泊作業平臺，造價成本相對較高。

綜上所述，方案一施工難度小但結構穩定性差，方案二結構穩定性好但沉箱安裝精度不易控制，方案三結構穩定性好，但水上作業工期長、造價成本高。經過最終比選，沉箱加高采用了結構質量控制更好的方案三。

3.沉箱接高方案簡介

CX01沉箱寄存時間長久，沉箱頂部鋼筋腐蝕嚴重，首先在退潮期間時段鑿出沉箱原豎向鋼筋，鑿除混凝土露出鋼筋長度約50cm，采用單面焊焊接鋼筋，焊接后涂上水泥漿保護。沉箱接高采用海上寄存區現澆的方式分三塊進行，接高前將護舷口澆筑與沉箱齊平，方駁履帶吊配合施工鋼筋綁扎與模板裝拆，滾裝船拖運混凝土運輸車及汽車泵至海上施工現場，直接泵送混凝土入模，前4倉鋼筋焊接綁扎完成后裝模澆筑到頂面，澆筑時分層厚度不大于50cm，接著施工后4倉和中間4倉澆筑到頂面。新舊混凝接觸面用止漿條進行封堵，原有護弦口部位采用鋼模板封堵。沉箱澆筑完成側模拆除后，利用交通船+浮排采用專用防水砂漿對螺母孔洞進行修補，用運輸駁船拖運淡水至施工現場覆蓋土工布灑水養護，養護強度達到設計要求后對水位變動區的混凝土進行硅烷防腐處理。

沉箱隔艙內模板采用可伸縮的整體式鋼模板，模板安裝加固時向外張開，混凝土澆筑完成后向內收縮，與混凝土分離后整體拆除。內模下部加固采用頂撐桿，頂部加固采用內模與內模，內模與外模間的頂拉桿。

具體工藝流程如下：

施工準備→架設工作平臺→護舷口加高→清理與鑿出搭接的混凝土→鋼筋焊接綁扎裝模→沉箱分塊加高→混凝土養護→硅烷防腐

4.結語

茂名港博賀新港區通用碼頭工程因使用功能升級等原因，前沿水深和沉箱結構需要浚深和加高升級，根據現場實際情況和施工條件，不同方案間均有優劣。通過施工方案的比較，確定出更符合現場實際、質量更容易保障的最優方案，這既保證了質量，又保證了工程的順利實施，為今后類似大型沉箱加高和碼頭升級改造積累了一定的工程經驗。