在建高樁碼頭船撞事故補救方案及關鍵施工技術

◎ 齊鵬 李超貴 中交二航局第一工程有限公司

1.前言

長江中游姚家港煤炭專用碼頭在施工期間，遭受外來船舶碰撞。該船舶尾部撞向在建碼頭，導致碼頭平臺25#、26#排架下橫梁及鋼管樁大幅度向岸側偏移，經專家論證及檢測單位現場勘測，碼頭平臺25#排架、26#排架樁基及上部結構均報廢，需另行處理。

2.補救方案

2.1 原水工結構簡介

碼頭為高樁梁板結構，碼頭平臺長265m，寬20m，共40榀排架，排架間距7m，每榀排架下設5根直樁，均采用φ1000×18mm鋼管樁。樁頂現澆下橫梁，安裝預制縱梁、軌道梁及前后邊梁。面板采用疊合板結構，其中預制板厚250mm，現澆板厚250mm。排架前沿設φ800×16mm鋼靠船構件。

2.2 補救方案

補救方案以盡可能少延誤工期為原則，首先從橫梁下1米處切割受損樁基，吊走已澆筑橫梁，然后在現有的24～27#排架的三個空擋中間補3排樁，每排樁包含5根φ1000×18mm的鋼管樁。前方2根鋼管樁長40m，其余3根鋼管樁長36m。

補救樁基上部結構采用現澆墩臺，墩臺前沿線及標高與上下游平齊，墩臺尺寸為18.09×20×2.0m。為增大結構段剛度，墩臺與27#排架上橫梁一起澆筑，使墩臺與27～30#排架形成整體。因補救段與原設計結構剛度有差異，原21、22#排架之間的結構縫調整至24#排架與現澆墩臺之間，24#排架橫梁結構類型同HL40。

碼頭面24～26#排架橫梁上方的工藝埋件（防風、錨定、頂升）向下游平移3.5m至墩臺上，26～27#排架之間污水池向下游平移7m至27～28#排架之間。

靠船構件、橡膠護舷、系船柱、鋼軌、排水溝等設施與原方案相同。

3.施工組織安排

3.1 施工總體思路

（1）在施工前，首先要將25#排架和26#排架進行清理，計劃采用200t或以上級別起重船將排架整體吊離的方式進行處理。

（2）由于船撞區域位于24#-27#排架間，兩側上部結構均已施工，受空間限制，打樁船已無法進入，故本工程采用液壓沖擊錘沉樁施工工藝，采用80t浮吊配合施工。

（3）樁基施工后，每根鋼管樁均進行高應變檢測，若檢測不合格，將在鋼管樁內增加樁芯樁施工。

（4）鋼管樁施工結束后，報廢的鋼管采用兩次割除，第一次在水面以上1m范圍內割除，并采用浮吊吊離，第二次采用潛水員下潛，貼泥面水下割除。

（5）墩臺采用鋼牛腿、I36鋼、I22鋼組合底模體系，為確保施工安全及質量，墩臺采用分層澆筑方式。

3.2 總體施工流程見圖1。

4.關鍵施工技術

4.1 25#、26#排架處理施工技術

（1）施工思路：被撞下橫梁單排架重116t，錨固樁頭重10.2t。為節約工期并減少水上施工風險，采用200t或以上級別起重船將排架整體吊離的方式進行處理。在下橫梁底部1.2m位置（樁頭錨固為1m），對鋼管樁進行切割，起重船將下橫梁整體吊起，超過碼頭平臺頂標高后，通過導向繩將下橫梁調整至上下游方向，起重船將橫梁放置在岸側擱置平臺上，后期通過機械進行鑿除清理。

圖1 總體施工工藝流程圖

表1 HHK-12A型液壓沖擊錘性能參數表

（2）具體方法：具體設備投入包括：800t起重船1艘，25t起重船2艘，輔助船1艘，50t汽車吊1臺。選用800t起重船主要是從費用及安全性考慮，本工程橫梁吊離工期僅為1天，考慮到設備調遣，采用就近租賃原則，位于項目上游約2公里剛好有一艘800t起重船停駐在附近，起吊物總重量約126.2t，故選用800t起重船滿足要求。

800t起重船起重吊鉤設置四根80mm的鋼絲繩。吊點選擇在下橫梁B樁、D樁外側，經分析，吊點設置在此處不僅起吊效果最佳，還有效防止鋼絲繩滑動。使用岸上50噸吊車、水上25t起重船將80mm鋼絲繩將鋼絲繩從下橫梁底部穿引，與吊鉤上另外兩根吊繩對應，并使用U型卡環連接。為減小鋼絲繩與下橫梁邊角的摩擦損傷，使用60mm鋼管切割1m長，縱向切割半個弧形，擱置在鋼絲繩與混凝土邊角位置。使用乙炔將錨固部分樁頭切割，即從下橫梁以下約1.2m處切割，800t起重船將下橫梁以及附帶的樁頭錨固段整體起吊，超過碼頭平臺頂標高后，通過導向繩將下橫梁調整至上下游方向，起重船將橫梁放置在岸側擱置平臺上，后期通過機械進行鑿除。

開始起吊前，排架兩側輔助船只與人員全部撤離。

4.2 液壓沖擊錘沉樁施工技術

（1）施工工藝的確定及設備選型：由于船撞區域位于24#-27#排架間，兩側上部結構均已施工，受空間限制，打樁船已無法進入，故本工程采用液壓沖擊錘沉樁施工工藝，采用80t浮吊配合施工。

在施工前，對水下地形進行重新探摸，并對比前期24#-27#排架樁基沉樁情況，該區域沉樁入土深度最深達到了18m，主要入土土層為砂卵石層，其特性為：雜色，中密-密實狀為主，飽和，礫石成份以砂巖、灰巖、石英的塊石為主，磨圓度較好，卵石粒徑的變化較大，一般多在3cm～5cm之間，隨深度的增加，卵石粒徑變大，巖芯可見8cm～10cm的短柱狀塊石，其它部分為灰褐色中砂，角礫充填，場區普遍存在，層頂標高：20.70～28.70m,平均25.42m。由于砂卵石層較厚不宜采用振動錘，故選用液壓沖擊錘施工。本工程選用HHK-12A型液壓沖擊錘，具體性能參數如表1所示。

（2）起重船拋錨定位：起重船到達施工區域后，根據沉樁范圍和運樁船停靠位置，布置一對八字錨，錨位范圍內可以兼顧吊樁和沉樁。

（3）吊樁、定位：運輸船運至現場后與起重船并排停放，以利吊裝施工。鋼管樁頂部設置兩個吊耳用于鋼管樁起吊。利用周邊已有的鋼管樁（24排架和27排架及報廢的鋼管樁）作為支撐，采用型鋼焊接拼裝限位架，限位架為兩層，總高度不小于4米，由于樁基直徑為1米，限位架每個內口尺寸為1.05m×1.05m。鋼管樁吊出運輸船后移至限位架內，利用鋼管的自重，使樁尖插入覆蓋層中一定深度，確保穩樁安全，鋼管樁立樁穩定后，起重船小勾將吊籃吊至樁頂，工人將鋼絲繩卡環取下，后起重船再將沖擊錘吊至鋼管樁上，鋼管樁套入沖擊錘內2米。

（4）沖擊沉樁：沖擊錘套在鋼管樁上后，起重船適當下放吊鉤，使沖擊錘處于非受力狀態，啟動樁錘液壓控制系統，沉樁。在沉樁過程中，應根據貫入度情況控制撞擊體（錘芯）下錘高度，開始時錘降高度宜控制在40cm，隨之鋼管樁的下沉，起重船及時下放沖擊錘，當貫入度小于10mm時，適當提高錘降高度。如出現貫入度異常、樁身突然下降、過大傾斜、移位等現象，應立即停止沉樁，及時查明原因，采取有效措施。

（5）沉樁控制標準：沉樁控制標準以鋼管樁樁尖達到設計標高為主，貫入度為輔，控制貫入度為最后10擊平均貫入度在5mm/擊。當沉樁貫入度已達到控制貫入度，而樁端未達到設計標高時，應繼續錘擊貫入100mm或30-50擊。其平均貫入度不應大于控制貫入度，且樁端距設計標高不宜超過1m-3m，超過上述規定應會同設計單位研究解決。

（6）樁基檢測：樁基施工后，每根鋼管樁均進行高應變動力檢測，若檢測不合格，將在鋼管樁內增加樁芯樁施工。

其他如鋼靠船構件和鋼聯撐、墩臺等施工均為水工常規施工，在此不再復述。

5.結束語

目前，整個碼頭主體施工已結束，被撞段也已順利完成。

隨著長江通航船舶不斷增多，沿線在建工程安全風險與日俱增。本次事故就是一個鮮明案例，被撞碼頭在施工期間，為確保通航安全，現場設置了施工專用浮標，并專門配備了一艘航道維護船，用于提醒過往船舶，并起到水上施工警戒作用。但不可預估的事常有發生，本文結合真實的事故案例，對于該類事件的處理及相關施工進行總結，對未來相似案例提供借鑒。