鋼筋砼躉船水上拼裝施工工法

◎ 孫孟達 浙江海洋工程有限公司

沿海地區由于受到潮汐影響，潮差較大，為克服潮差給碼頭使用帶來的難度，部分碼頭設計一般采用撐墩式浮碼頭結構，該碼頭結構形式中鋼筋砼躉船又是重要組成部分。然而隨著社會經濟發展，對于浮碼頭結構要求也越高，不斷要求增加長度、寬度等尺寸，進而滿足實際功能使用要求；但考慮到在船臺和船塢尺寸（包括長度和寬度方向）無法滿足鋼筋砼躉船時，躉船施工就有了相應的難度，如何來尋求一種更經濟、合理、適用的方法，通過對碼頭工程中鋼筋砼躉船水上拼裝施工的實踐，取得了一套鋼筋砼躉船水上拼裝施工經驗，形成一套完整施工工藝，來解決實際施工難題[1]。

1.工藝特點和工藝原理

大型躉船無法直接在船臺或者在船塢內完成，采用分體制造、水上拼裝的施工方法。其特點是：小船臺（或小船塢）制造大躉船，降低大躉船制造對場地的較高要求，從而充分利用原有基礎場地結構，減少基礎建設投入，減少成本，比較經濟。躉船平面尺寸較大，現有船塢（或船臺）尺寸無法滿足施工要求，可以考慮將躉船分體制造、水上拼裝[2]。

改變以往船塢（船臺）傳統的施工要求，即：多少長、多少寬的船塢（船臺），只能造多少大的躉船，繼而采用將躉船分體制造，然后再拼裝成一艘大尺寸躉船的一種施工方法。其工藝是利用原有船臺（船塢）制造2艘分體躉船，然后選擇合適水域進行定位拼裝，然后澆筑接縫結構砼。

2.施工工藝流程及操作要點

某浮碼頭工程，碼頭尺寸50＊22＊4.5米，屬于該地區的戰備碼頭，主要用于擺渡裝甲車輛；該躉船結構尺寸在浙江省沿海地區屬于超寬型躉船結構，普遍船塢（或船臺）均不能滿足該躉船的制造要求。

通過對各種方案比選后，最終采用了鋼筋混凝土躉船水上拼裝施工工藝，使得該躉船制造成功進行，經過船舶檢驗局驗收合格，并順利進行安裝運行。具體施工工藝流程及操作要點如下：

2.1 工藝流程

躉船施工工藝流程見圖1，躉船拼裝施工工藝流程見圖2。

圖1 躉船施工工藝流程框圖

圖2 躉船拼裝施工工藝流程框圖

2.2 鋼筋砼躉船水上拼裝施工的操作要點

2.2.1 預埋鋼板埋設

在躉船預制時，在躉船端板預制時埋設4500＊1420＊10mm鋼板，并在鋼板外側設置橫向標尺標志，為躉船側面連接做準備；同時在每個船底現澆時，船底埋設50000＊1420＊10mm鋼板為底部連接做準備。在躉船下水或者出船塢前，按照設計好的壓板和止水帶寬度，焊接預埋螺栓（采用塞孔焊接）[3]。

2.2.2 止水帶材料確定

按照最不利位置進行選擇止水帶所需強度：

躉船設計吃水1.85米，考慮在施工過程中荷載增加因數，按照2.0米的水位進行計算止水帶所需承受壓力值：

P=ρhg=1＊103＊2.0＊9.8=19.6 Kpa。

同時根據現場情況，2艘躉船預埋鋼板基本重合，橡膠止水帶基本覆蓋在鋼板外側，因此根據止水帶各種參數并結合現場情況，擬選擇采用6mm的橡膠止水帶。

2.2.3 止水帶鋼壓板確定

止水帶在躉船連接施工時，內側水抽干后，受到水位差壓力，止水帶已經牢固的吸附在鋼板面上，因此鋼壓板考慮是在前期確保止水帶平整、順直情況下進行選擇，按照常規計算后選擇采用6mm的鋼板進行加工制作，同時配用φ16的螺栓進行固定[4]。

2.2.4 躉船水上拼裝控制

在水域內拋設固定錨，利用鋼絲繩將躉船與錨進行連接，在初步調節后在末端設置活動葫蘆進行安裝，以利于下一步精確調整；同時2艘躉船之間也采用鋼絲繩連接葫蘆進行連接固定（如圖2所示）。隨后，根據設計尺寸，利用活動葫蘆進行精確調整，直到調節至規范允許偏差范圍內，然后在躉船兩側及甲板面上進行加固定位，以防躉船錯位。具體施工方法如下：

①躉船水平壓載：躉船下水后由于結構非對稱，前、后沿線吃水線不平衡，因此在拼裝前先初步計算躉船達到平衡所需要的壓載重量：

M=ρνg=ρs(H1-H2) g

最后平衡根據現場測量人員隨時進行觀測調整，確保最后達到整體平衡。

②躉船平面位置控制：在躉船平衡調整后，首先利用2個躉船之間的系纜柱，用葫蘆緩慢將躉船逐漸拉攏，同時4頂錨位位置根據鋼絲繩繩索的松緊度來調節錨的受力度，對比調整前躉船位置。

等到躉船相鄰距離符合平面尺寸時，固定系纜柱鋼絲繩，利用圖示微調繩索進行精確調整，直至間距符合設計要求，然后用I30工字鋼如圖2所示進行固定及構件結構鋼筋連接。

2.2.5 止水帶安裝、固定及結構施工

在躉船縱橫向尺寸調節完成后，將派遣潛水員先進行兩個側面止水帶安裝，然后將多個潛水泵放置下去，進行抽水，同時根據水壓差原理，潛水員將底部的橡膠止水帶吸附在底板下側；等到里面水位下降后（適合施工人員施工時），同時安裝內側止水帶；并派遣相關施工人員進行端部鋼板、側面結構鋼筋及底部結構鋼筋焊接（在此項過程施工中，應配備足夠的施工人員進行施工，直至內側止水帶、內側結構鋼筋施工完成）；然后拼裝中間隔層加勁板和相關預埋鋼板進行焊接，最后按照從下到上的施工順序澆筑砼，直至甲板面層施工完成[5]。

2.3 鋼筋砼躉船水上拼裝施工的注意事項

（1）在選擇水上躉船拼裝時，應首先設計拼裝結構所需要的預埋鋼板位置及尺寸。

（2）選擇躉船拼裝水域時，應選擇合適的拋錨區域，以便于躉船定位。

（3）躉船拼裝時，應先調整好躉船吃水線，再控制平面尺寸，同時進行臨時加固。

（4）躉船在止水過程中，底部止水帶安裝前，應先注意內側抽水，以利用水壓力。；

（5）在結構鋼筋施工時，應注意勞動力投入情況，盡可能安排多的施工人員進行施工，提早進行加勁板安裝及連接處砼澆筑（宜在接縫砼澆筑時選擇添加早強劑）。

（6）砼結構完成后，應注意養護措施。

3.鋼筋砼躉船水上拼裝施工的質量控制

3.1 質量標準

（1）《鋼筋砼船舶建造規范》。

（2）《鋼筋混凝土船船體建造技術條件》JT/T308-1997。

（3）《港口與航道工程施工規范》。

（4）參《水運工程質量檢驗標準》JTS257-2019。

3.2 質量控制

3.2.1 壓載及躉船定位

切實按照事先設計的等高標尺及平面尺寸進行嚴格控制，允許誤差在±10mm，以確保分體躉船拼裝后結構滿足設計要求。

3.2.2 躉船止水帶安裝

根據結構情況選擇合理的止水帶及固定材料，安裝時做到止水帶平順、貼實，以確保拼裝處止水效果和后續工作施工。

3.2.3 鋼筋焊接

根據圖紙設計及相關規范要求，各種結構鋼筋應確保焊接長度及焊接質量。

3.2.3 結構砼澆筑

嚴格控制砼配合比，確保混凝土質量；在混凝土澆筑高度高差大于2米時，應采取相應措施，防止混凝土離析。

3.3 質量保證措施

3.3.1 確保工程質量的組織措施

確保工程質量才能維護公司應有的效益，也是施工企業立足于市場和企業發展的根本保證。通過建立質量管理體系，保證質量體系的有效運行，要加強職工的質量意識教育，健全各項質量管理措施，確保承建工程的質量。

表1 主要勞動力人員表

表2 主要機械設備表

①制訂施工管理方法和目標；

②建立健全質量管理體系；

③制訂相關質量責任制。

3.3.2 確保工程質量的技術措施

①嚴格按設計圖紙施工，嚴格按施工規范操作，嚴格按驗收標準驗收；

②認真做好測量放樣工作的復核、檢驗，確保定位準確、尺寸準確；

③配備必要的試驗設備，以滿足工程的試驗需要，確保工程質量；

④開展質量第一的競賽活動，同時進行質量教育，強化質量意識，提倡技術革新和新工藝、新方法，以提高工效和經濟效益。

3.4 鋼筋砼躉船水上拼裝施工的安全措施

（1）加強人員安全教育，建立健全各種安全制度，做好各項安全技術交底工作。

（2）施工作業平臺及通道應整體連接牢固，包括躉船四周位置應設置安全欄桿，并涂設明顯警告色，施工人員穿戴必須滿足水上作業安全要求。

（3）及時關注氣象預報，合理安排工作時間，遇有大風、暴雨天氣應停止施工，同時切斷現場電源，保護好各種電器設備。

（4）特種作業人員必須持證上崗。

（5）定期檢查各種設備的性能，及時發現各種隱患。

（6）平臺與躉船處必須設置明顯標志。

（7）應到相關部門辦理水上水下施工許可證。

3.5 鋼筋砼躉船水上拼裝施工的環保措施

（1）制定相應的環境保護制度，開工前及施工過程中，不斷宣傳、落實，不定期進行檢查、監督。

（2）加強環境保護的教育工作，讓每個員工都能夠自覺遵守環境保護制度，人人參與環保。

（3）對生產產生的廢物，盡快運出作業區，杜絕廢物亂堆放、廢水亂排。

（4）合理安排施工，盡量減少噪聲對周圍環境造成污染，正常施工下，盡量減少噪音。

（5）生活廢水設有污水池，做到衛生區內無污水、無污物，廢水不亂倒亂流。

（6）施工中嚴格遵守國家環保部門的有關規定，采取各項有效措施，并接受當地政府和有關部門的監督；

（7）施工場地內各種材料要堆放整齊，對特殊材料要進行特殊存放，以防污染。

4.總結

躉船分體制造、水上拼裝的設想來源于生活中的裝配式建筑：就像搭積木一樣建房子，將建筑所需要的構件在工廠生產完成，運送到施工現場，采用可靠的安裝方式和安裝機械組裝。這樣既解決了船臺和船塢尺寸問題，還能減少工期、減少運輸成本。另外在實際浮碼頭施工中的應用，更印證其可實現性，此工藝的成熟，意味著隨著今后浮碼頭尺寸的增加，鋼筋砼躉船可以也有能力比以往更加的大，還不會淘汰原先的施工場地，無論從場地還是工期和運輸都具有重要的意義。