止水圍堰技術(shù)在港口工程中的應(yīng)用分析

方斌、汪國(guó)喜

（江西省路港工程有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

港口工程的施工條件比較特殊，在水體流動(dòng)的影響下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)下沉、結(jié)構(gòu)裂縫等問(wèn)題，影響項(xiàng)目的正常開(kāi)展。而止水圍堰技術(shù)作為一種科學(xué)的施工手段，可以有效控制水體流動(dòng)，防止水體侵蝕施工區(qū)域，保障工程安全順利進(jìn)行。因此，能夠應(yīng)對(duì)不同類(lèi)型水體環(huán)境和工程要求的止水圍堰技術(shù)在港口工程中得以廣泛應(yīng)用。

1 止水圍堰技術(shù)的作用

1.1 防止水體滲透

碼頭建設(shè)、岸線(xiàn)加固等港口工程常常需要在水體中進(jìn)行施工，而水體的滲透會(huì)導(dǎo)致施工區(qū)域內(nèi)的土壤松動(dòng)，嚴(yán)重影響工程的穩(wěn)定性和安全性。止水圍堰技術(shù)能夠有效防止水體滲透，形成臨時(shí)性的水封墻，將施工區(qū)域與周?chē)w隔離開(kāi)來(lái)，確保施工區(qū)域的干燥，提供有利于施工的工作環(huán)境。

1.2 避免水流沖刷

在港口工程中，水流的沖刷是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，尤其在河口和海灣等區(qū)域，水流沖刷會(huì)導(dǎo)致岸線(xiàn)退化、堆場(chǎng)沖刷、巖土體崩塌等問(wèn)題。通過(guò)設(shè)置止水圍堰，可以減緩水流速度，保護(hù)工程設(shè)施免受沖刷損害，避免水流對(duì)港口工程的不利影響。

1.3 控制工程水位

港口工程施工中需要保持一定的水位，以便船舶進(jìn)出港口、貨物裝卸等操作。止水圍堰技術(shù)可以控制水位，滿(mǎn)足航道深度要求，確保港口正常運(yùn)營(yíng)。同時(shí)，在某些情況下，止水圍堰還具備臨時(shí)蓄水功能，可以滿(mǎn)足施工需要或緩解洪水等自然災(zāi)害對(duì)港口的影響[1]。

2 止水圍堰的分類(lèi)

2.1 土石圍堰

土石圍堰是一種常見(jiàn)的港口工程結(jié)構(gòu)，是由大量的土石料堆積而成的臨時(shí)或永久性防護(hù)結(jié)構(gòu)。在港口建設(shè)中，土石圍堰常用于圍封臨時(shí)工地、河道或海域開(kāi)挖施工的防護(hù)，也可用于構(gòu)建臨時(shí)碼頭或船塢。土石圍堰的構(gòu)造方式多樣，一般由塊石、碎石、砂土等材料堆填而成，其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可以有效抵御海浪、潮汐的侵蝕，保護(hù)附近的港口設(shè)施和土體免受水流沖刷和侵蝕。土石圍堰的優(yōu)點(diǎn)在于成本相對(duì)較低，施工相對(duì)簡(jiǎn)便快捷，適用于各類(lèi)港口工程的臨時(shí)或長(zhǎng)期防護(hù)需求（見(jiàn)圖1）。

圖1 土石圍堰

2.2 木籠圍堰

木籠圍堰也是常見(jiàn)的港口工程防護(hù)結(jié)構(gòu)，是由木質(zhì)材料制成箱體，再用鋼絲繩或鋼筋將箱體連接成整體的防護(hù)結(jié)構(gòu)。木籠圍堰的箱體通常采用鋸木或圓木制成，箱體內(nèi)填充塊石、碎石或混凝土等材料，形成堅(jiān)固的圍堰結(jié)構(gòu)。木籠圍堰在港口建設(shè)中常用于河道、船塢和碼頭的護(hù)岸、護(hù)坡、圍封工程等，可以有效抵御波浪、水流等外界侵蝕，保護(hù)港口設(shè)施免受損害。木籠圍堰具有較好的透水性能，不僅能減少水流沖擊帶來(lái)的損壞，還有利于植物生長(zhǎng)，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。但是，相較于其他圍堰結(jié)構(gòu)，木籠圍堰的使用壽命較短，需要定期維護(hù)和更換木質(zhì)部件（見(jiàn)圖2）。

圖2 木籠圍堰

2.3 鋼筋混凝土圍堰

鋼筋混凝土圍堰是一種常見(jiàn)的港口工程結(jié)構(gòu)，是由鋼筋混凝土材料澆筑和硬化而成的防護(hù)墻體。在港口建設(shè)中，鋼筋混凝土圍堰被廣泛應(yīng)用于碼頭、船塢、航道和港口設(shè)施的建設(shè)，用于防止波浪、水流和潮汐等外部力量對(duì)港口工程的侵蝕和損害。鋼筋混凝土圍堰的結(jié)構(gòu)由混凝土和鋼筋組成，混凝土是主要的承重材料，而鋼筋則起到增強(qiáng)混凝土抗拉強(qiáng)度的作用。鋼筋混凝土圍堰具有高強(qiáng)度、高耐久性和抗侵蝕能力，能夠承受較大的波浪沖擊和水流沖刷，保護(hù)港口設(shè)施免受損壞。此外，鋼筋混凝土圍堰還能夠抵御凍融、潮濕等環(huán)境的影響，保持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度（見(jiàn)圖3）。

圖3 鋼筋混凝土圍堰

3 鋼筋混凝土圍堰施工工序

3.1 人工筑島

在筑島工程中，為了確保結(jié)構(gòu)的性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用透水性較好且壓實(shí)度較高的砂類(lèi)土進(jìn)行填筑。案例項(xiàng)目的建設(shè)面積為10m×10m，邊坡坡度為1∶2，超過(guò)水面0.5m。為了防止水體侵蝕和保護(hù)施工區(qū)域，在周邊采用編織袋進(jìn)行圍堰處理。在施工過(guò)程中，對(duì)于河床傾斜的部位，特別加強(qiáng)鉆孔控制，以確保各個(gè)結(jié)構(gòu)部位連接穩(wěn)固，避免因連接不牢而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損壞和可能引發(fā)的其他問(wèn)題。

3.2 鋪墊木

在港口工程中，底部的鋼筋混凝土圍堰結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較小，但自重往往超過(guò)200t。由于底部的支撐面較大，在案例項(xiàng)目中采用墊木鋪設(shè)的方式進(jìn)行處理。墊木選用質(zhì)量性能較好的普通枕木，其截面尺寸為22cm×16cm，放置的間隔距離為0.7m。在進(jìn)行墊木鋪設(shè)的環(huán)節(jié)，需要確保每塊墊木的尺寸和質(zhì)量都符合要求，并且墊木之間的距離應(yīng)均勻一致，以確保支撐面穩(wěn)固可靠[2]。

3.3 模板及支撐

首先需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，掌握安裝區(qū)域的具體情況。在模板制作環(huán)節(jié)，可以選擇使用組合性鋼模板，確保圍堰內(nèi)外壁達(dá)到光滑、平順的效果，且要求上下口尺寸對(duì)正，有利于下沉作業(yè)順利完成。模板安裝結(jié)束之后，對(duì)尺寸、位置、標(biāo)高、傾斜度等方面進(jìn)行全面的檢測(cè)，各方面合格之后才能繼續(xù)施工。在安裝第二節(jié)模板時(shí)，不能直接設(shè)置在圍堰結(jié)構(gòu)上，防止因?yàn)樽灾剡^(guò)大而造成結(jié)構(gòu)損壞或出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題。

3.4 混凝土灌注、養(yǎng)護(hù)及拆除模板、墊木

第一，在灌注鋼筋混凝土圍堰時(shí)，應(yīng)采取對(duì)稱(chēng)、分層、均勻的方式進(jìn)行，避免因偏載引發(fā)的不均勻沉降問(wèn)題。同時(shí)，為了防止井壁出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷，并減少對(duì)井壁造成過(guò)大摩擦力，應(yīng)強(qiáng)化振搗處理，確保各個(gè)部位的強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。在振搗過(guò)程中，應(yīng)精細(xì)施工，確保混凝土的澆筑質(zhì)量。此外，對(duì)于底部位置，應(yīng)特別注重混凝土拌和質(zhì)量的控制，以確保整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在混凝土灌注完成后的10～12h 內(nèi)，應(yīng)進(jìn)行遮蓋養(yǎng)護(hù)，以確保各個(gè)部位的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。通常要求混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa 的標(biāo)準(zhǔn)，才能投入使用。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的70%時(shí)，即可開(kāi)始拆除模板[3]。

第二，在拆除模板的過(guò)程中，應(yīng)按照規(guī)定的施工順序進(jìn)行，確保模板拆除之后不會(huì)發(fā)生損壞的問(wèn)題。拆除墊木的環(huán)節(jié)，首先將下部的砂挖除，然后按順序進(jìn)行編號(hào)，并使用油漆書(shū)寫(xiě)標(biāo)記，確保施工順序準(zhǔn)確無(wú)誤。在拆除過(guò)程中，應(yīng)由專(zhuān)人統(tǒng)一指揮，按照分區(qū)、對(duì)稱(chēng)、同步的順序進(jìn)行，防止因?yàn)槠d而造成結(jié)構(gòu)損壞。在抽出墊木之后，及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的回填夯實(shí)處理，以確保施工區(qū)域的穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)。需要注意的是，一是回填的單層結(jié)構(gòu)厚度為20～30cm；二是回填材料不能從圍堰筑島材料中挖取，以免造成圍堰結(jié)構(gòu)歪斜失穩(wěn)[4]。

3.5 下沉

下沉是在圍堰結(jié)構(gòu)內(nèi)部采用人工挖土的方式進(jìn)行施工的一種方法。該方法借助設(shè)置在圍堰外部的提升設(shè)備，直接從圍堰內(nèi)部取出土方，以滿(mǎn)足施工要求。挖土作業(yè)應(yīng)從圍堰中間向四周展開(kāi)，并控制挖取厚度為每一層0.4～0.5m，逐層提升作業(yè)。在挖土作業(yè)過(guò)程中，嚴(yán)格遵循全面、對(duì)稱(chēng)、均勻的原則進(jìn)行施工，以避免一側(cè)挖土過(guò)多導(dǎo)致失去平衡，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，在挖土作業(yè)中，應(yīng)注重施工進(jìn)度的控制和協(xié)調(diào)，確保挖土作業(yè)按照預(yù)定計(jì)劃進(jìn)行。并隨時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查和監(jiān)測(cè)，以保障挖土作業(yè)的質(zhì)量和效率。

3.6 基底清理

進(jìn)行基底清理作業(yè)是為了給后續(xù)的封底施工提供良好的基礎(chǔ)。在該環(huán)節(jié)中必須按照基底設(shè)計(jì)要求，對(duì)圍堰底部進(jìn)行仔細(xì)清理，確保底部表面平整，沒(méi)有雜物和碎石。

3.7 封底與承臺(tái)施工

當(dāng)鋼筋混凝土圍堰下沉到距離設(shè)計(jì)標(biāo)高0.1m 的位置時(shí)即可停止抽水，讓圍堰利用自重下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高。在經(jīng)過(guò)2～3d 下沉后，即可達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。之后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)，確保8h 之內(nèi)累計(jì)下沉量不超過(guò)10mm 才能進(jìn)行封底施工。在封底環(huán)節(jié)，采用內(nèi)排水的方式將新老混凝土表面清理干凈，并進(jìn)行鑿毛處理，確保新老混凝土黏結(jié)性能合格。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的70% 之后，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置集水坑裝置，采用抽水過(guò)濾處理的方式，將內(nèi)部水分排出，并進(jìn)行封底作業(yè)。然后，進(jìn)行承臺(tái)施工，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)[5]。

3.8 圍堰拆除

施工人員在進(jìn)行圍堰拆除時(shí)需要遵循以下步驟。

第一，制訂圍堰拆除計(jì)劃。在拆除之前，應(yīng)進(jìn)行全面的勘測(cè)和評(píng)估，了解圍堰的結(jié)構(gòu)、材料及周?chē)h(huán)境，根據(jù)實(shí)際情況制訂詳細(xì)的拆除方案，明確拆除的順序、方法、工具和步驟，確保拆除工作安全高效進(jìn)行。

第二，做好安全防護(hù)工作。圍堰拆除是一項(xiàng)較為危險(xiǎn)的工作，涉及重物搬運(yùn)、鋼筋切割等高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)。施工人員必須佩戴符合規(guī)范的安全防護(hù)裝備，如頭盔、防護(hù)眼鏡、手套等，以確保人身安全。同時(shí)，對(duì)拆除現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理的封閉和警示管理，防止未經(jīng)授權(quán)人員靠近拆除區(qū)域，確保拆除作業(yè)安全進(jìn)行。

第三，解體和拆除圍堰結(jié)構(gòu)。根據(jù)拆除方案，按照從上至下、從外至內(nèi)的順序逐步拆除圍堰結(jié)構(gòu)。在拆除過(guò)程中，應(yīng)使用適當(dāng)?shù)墓ぞ吆驮O(shè)備，如鋼筋切割機(jī)、挖掘機(jī)等，確保拆除的效率和安全。特別是在拆除鋼筋混凝土圍堰時(shí)，要注意避免鋼筋飛濺和墜落，采取措施確保施工人員的安全。

第四，拆除完成后，施工人員應(yīng)及時(shí)清理拆除現(xiàn)場(chǎng)，清除殘留的建筑材料、鋼筋等。對(duì)于圍堰拆除產(chǎn)生的廢棄物，應(yīng)根據(jù)環(huán)保要求進(jìn)行分類(lèi)處理和回收利用，確保施工現(xiàn)場(chǎng)整潔環(huán)保。

4 結(jié)語(yǔ)

總體而言，港口工程止水圍堰技術(shù)作為一項(xiàng)重要的防水施工措施，在港口工程中能夠有效地控制水體流動(dòng)、保障施工順利進(jìn)行，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。在往后的相關(guān)港口工程建設(shè)中，還要繼續(xù)深化止水圍堰技術(shù)的研究和應(yīng)用，不斷提高其技術(shù)水平和施工效率，為我國(guó)港口工程建設(shè)提供更為強(qiáng)大的技術(shù)支持。