芻議內河航道工程裝配式護岸施工工藝

王鵬

摘 要：在內河航道工程中，相較傳統的重力式護岸，裝配式護岸具有現場施工效率高、預制成品質量波動小、后期養護成本低的優勢，同時對成品預制、運輸、吊裝等工藝流程控制提出了較高的要求。

關鍵詞：裝配式;護岸;施工;工藝

隨著裝配化施工技術在內河航道工程中的不斷應用，給傳統的航道護岸工程建設帶來了技術革新，同時及時總結形成科學的裝配式護岸施工工藝，對于推廣裝配式技術在航道護岸工程中推廣應用具有積極的意義。本文以通揚線高郵段航道整治工程整體箱式裝配護岸結構的施工工藝為例，探討內河航道護岸工程裝配化施工技術的共性問題。

1工程概況

通揚線航道是《江蘇省干線航道網規劃》（2017-2035）確定的“兩縱五橫”干線航道網中的“三橫”，也是《全國內河航道與港口布局規劃》確定的高等級航道，《長江三角洲地區高等級航道網規劃》確定的“兩縱六橫”中的“三橫”。通揚線高郵段西起運東船閘下游遠調站末端（武安大橋上游約80m處），迄于高東線高郵與興化分界處，整治里程35.077公里。除城區鹽河段落約3公里航道護岸已按照三級航道標準建設外，其余航道現狀等級為五級。本次整治內容包括護岸工程37.86公里，航道疏浚約300萬方及相應的配套工程等。

2 設計理念

作為江蘇省交通品質工程樣板中裝配化施工技術的依托項目，在充分考慮裝配式護岸施工工藝、安全性、經濟性、生態性等因素影響下，通揚線高郵段航道整治工程實施了一種整體箱式裝配護岸。這種結構每段長12.04米，由4個標準節段連續布置組成。單個箱體長3米，寬2.5米，高3.5米，重12.45噸。結合生態航道發展要求，空箱臨水面間隔設置魚巢，為水生動物提供良好的棲息場所。

3 工藝流程

整體箱式裝配護岸結構，是一種新型護岸結構。本文以無地基處理段為基礎，簡述裝配式護岸的整體施工流程。

基槽開挖采用挖掘機按照1：1放坡分層開挖，首先將土方開挖至2.5m處，用GPS放出裝配式護岸基槽邊線，開挖至▽1.5m處，采用PHC樁對地基進行處理。再繼續開挖至基槽底設計標高以上30cm處，采用人工開挖至設計標高，回填碎石墊層，整平后安裝混凝土底板模板和鋼筋。

待底板混凝土強度達到設計強度80%后進行預制空箱安裝。

空箱由運輸船運至施工現場，采用40t全回轉浮吊船逐個連續安裝。

安裝完畢后，進行混凝土封底，隨后進行預制魚巢安裝、箱體間灌漿施工，最后進行箱內外土方回填并種植綠化。

4 關鍵工序

對裝配式護岸施工質量影響最大的三道關鍵工序是空箱預制、底板施工及空箱吊裝。

4.1關鍵工序1：空箱預制

空箱采用C60混凝土進行預制，對模板尺寸精度、平整度控制及場內養護等提出了極高的要求。經過反復試驗確定，項目采用6毫米厚的船用鋼板，組拼成預制模板平臺。經過紅外測距儀現場測量，多次使用后，模板尺寸偏差僅為2毫米，偏差率小于0.07 %，有效保證模板的整體強度和剛度，從而提高了箱體的外形尺寸精度。

模板驗收合格后，進行箱體混凝土澆筑，并采用高壓蒸汽養護。

空箱采用二維碼標識，強化質量溯源管理。施工、監理單位對預制箱體進行出廠全數檢驗。

4.2關鍵工序2：底板施工

箱體預制的同時，現場同步開展底板施工。裝配式護岸對空箱安裝位置的底板頂面平整度要求非常高，直接影響安裝效果。工程充分發揮一線施工班組的創新能力，采用大剛度的特制槽鋼作為底板上空箱安裝位置處的頂模，同時也作為趾坎的側模，提高底板平整度的同時也保證了趾坎的線形，從而保證了裝配式護岸的安裝精度。在空箱安裝前，按照空箱底部尺寸1：1的比例制作樣架，用于檢驗空箱安裝位置平整度并及時處理，從而有效解決空箱安裝位置底板平整度不易控制的難題。

4.3關鍵工序3：箱體吊裝

根據航道工程施工特點，采用加裝三根定位樁的40t全回轉浮吊船進行吊裝作業。預制空箱吊裝工藝流程圖如下：

4.3.1試吊裝

正式吊裝前，先進行試吊。試吊分為空載試吊和載荷試吊：

（1）空載試吊。空載試吊需將起重吊鉤起落三次，先檢查限位器是否靈敏可靠，之后將吊臂在最大工作幅度和最小工作幅度各運動三次，檢查限位器是否靈敏可靠，最后向左向右方向回轉吊臂三次，判斷回轉機構各運動部件和剎車是否運轉正常。

（2）載荷試吊。以預制空箱作為試吊構件，用四根φ24mm的鋼絲繩連接好預制空箱的四個角上的吊環，扣上卡環，將鋼絲繩收緊后掛在吊鉤上，慢慢吊起空箱，調離運輸船艙頂部20cm以上，分別做吊鉤起升、制動、變幅、回轉運動。各機構動作靈敏、制動性能可靠，結構和機構不應損壞，聯結無松動。試驗不少于三次，試驗結束后必須恢復力矩限制器和起重限制器的連接或動作數值。

試吊注意事項：①在天氣晴朗、風力小于5級的情況下進行試吊;②試吊前應對參與試吊的人員進行三級安全技術交底，明確分工，各負其責;③試吊過程中若出現異常現象，應立即停止試吊，待查明原因，并進行修復后，方可繼續試吊;④統一指揮，嚴格按照上述步驟進行，并做好試吊記錄。

4.3.2正式吊裝

主要的吊裝流程分為以下幾點：

（1）回轉吊臂至擬吊裝的預制空箱上方停機，放下吊鉤至可操作高度;

（2）用卡環將鋼絲繩扣在預制空箱頂部四個角上的吊環上，另一端掛在吊鉤上，使鋼絲繩水平夾角為60°;

（3）起升吊鉤，將空箱吊起20cm，觀察各裝置是否運行良好，確認無誤后，繼續起升吊鉤將箱體吊至適宜高度，確認空箱高度能夠安全通過船舷及圍堰后停止起升吊鉤;

（4）緩慢回轉吊臂，回轉至底板上方制動，調整吊臂仰角，使空箱垂直在安裝位置正上方，緩緩下降吊鉤使空箱下降至底板高程以上10cm;

（5）微調吊臂回轉角度和仰角，使空箱的四個角與底板上的安裝位置線一致，放下空箱;

（6）松勾，復核空箱安裝位置偏差，如不滿足要求，重新吊起空箱，調整位置，直至符合要求為止，確認偏位滿足要求后摘勾進行下一節空箱吊裝。

吊裝工程相關驗算。

首先，鋼絲繩、卡環驗算。

吊索上鋼絲繩選用4束φ24mm的6*37型鋼絲繩，捆綁空箱用的鋼絲繩為φ24mm的6*37型鋼絲繩，7.5t級卡環4副。

A1/B1型空箱為4.96m?鋼筋混凝土，按2.5t/m?計算重量為，4.96*2.5=12.4t;

A2/B2型空箱為4.98m?鋼筋混凝土，重4.98*2.5=12.45t;

取A2/B2型空箱作為計算對象，重12.45t，索具重量取1t，則重物合計為13.45t，G=13.45*10=134.5KN。

對空箱吊裝進行受力分析如下圖所示：

4F1*sinα=G，α=60°，則F1=134.5/（4*sin60°）=38.827KN。

選用φ24mm的6*37型鋼絲繩，其鋼絲破斷拉力總和為295KN，不均勻系數為0.82，則安全系數K1=0.82*295/38.827=6.2>5.0，符合吊重用繩的安全系數要求，故鋼絲繩選用滿足要求。

吊索上的4束鋼絲繩安全系數K1=0.82*295*4/134.5=7.2>7.0，符合捆綁吊索用繩安全系數要求。

以上每根鋼絲繩受力為38.827KN即3.88t，故選用7.5t級卡環能滿足要求。

其次，吊裝能力、吊裝半徑驗算。

吊臂至浮吊船船舷邊緣距離為5m，浮吊船與圍堰邊緣間隙取1m，圍堰寬度為3m，圍堰邊緣距空箱安裝中心線距離，無地基處理段為4m，有地基處理段為4.75m，故吊裝作業半徑最大為5+1+3+4.75=13.75m。800t運輸船最外側空箱中心線距吊臂回轉中心線距離為11.5m。吊裝預制空箱吊裝重量為13.45t（含索具），最大吊裝半徑為13.75m，因此選用的40t浮吊船起重性能能夠滿足預制空箱吊裝作業要求。且設置三根定位樁，確保浮吊船的穩定性。

4.3.3吊裝過程注意事項

吊裝前對現場作業人員進行安全技術交底。吊裝由專人指揮，并安排技術員對浮吊船傾斜角度實時觀測，確保浮吊船的穩定性。箱體通過預埋吊環與起吊設備連接，人工配合進行箱體落位過程的粗調。隨后利用千斤頂及鋼墊片進行精調，確保箱體安裝滿足設計要求。

在箱體安裝完成3-5段時，開始空箱封底、魚巢安裝、箱體間灌漿、土方回填等工序。

5 形成質量檢驗標準

工業化整體箱式裝配護岸作為一種新型護岸結構形式，《水運工程質量檢驗標準》（JTS 257-2008）并不完全適用，本項目綜合現有規范、省內其他裝配式護岸質量控制情況及現場施工實際，編制《工業化箱式裝配護岸質量檢驗標準》并及時進行修訂，經過現場檢測數據統計分析，各項指標控制良好。目前該項標準作為本項目裝配式護岸的質量檢驗依據使用，下一步將積極申報地方標準。

6 經濟、社會效益對比

6.1經濟效益對比

與傳統重力式護岸相比，工業化整體箱式裝配護岸在單位長度造價基本持平的情況下，工期及人工消耗大幅降低，也降低了后期養護難度，經濟效益顯著。

6.2社會效益對比

工廠集中預制，提高了預制空箱整體質量。空箱內填筑素土，降低混凝土用量，保護周邊環境。臨水側布置魚巢，體現了生態性，社會效益突出。

7 結語

整體箱式裝配護岸在江蘇省內尚屬首次應用，項目形成的檢驗標準也使裝配式護岸結構在省內航道工程中首次有了明確的驗收依據。

通揚線高郵段航道整治工程在裝配式護岸設計方案優化、施工方案落實及檢驗標準擬定等方面取得的成果，將為裝配式結構在航道工程中的應用推廣提供先行經驗。

參考文獻：

[1]通揚線高郵段航道整治工程施工圖設計[Z].

[2]通揚線高郵段航道整治工程裝配式護岸變更設計文件[Z].