某電廠配套沉箱碼頭受損修復(fù)方案

胡順能+張光興+劉亞洲

摘 要：首先簡(jiǎn)要介紹了某電廠配套沉箱碼頭受損基本情況，接著闡述碼頭方和船東方提出的受損碼頭修復(fù)方案，并分別進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估，最后提出技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的碼頭修復(fù)推薦方案，可為同類工程提供參考。

關(guān)鍵詞：沉箱碼頭；修復(fù)；加固

中圖分類號(hào)：U656.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）11-0056-02

1 電廠配套沉箱碼頭受損情況

1.1 沉箱碼頭概況

某電廠“大代小”技改配套的3.5萬(wàn)噸級(jí)碼頭工程長(zhǎng)231.24m，重力式沉箱結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)由17個(gè)沉箱組成。設(shè)計(jì)高水位2.86m（采用秀英基面，下同），設(shè)計(jì)低水位0.15m，碼頭前沿頂面高程7.00m。沉箱坐落在厚度3.6m、底寬21.55m、頂面高程-13.4m的拋石基床上，拋石重10～100kg，拋石基床下為粉質(zhì)粘土。沉箱上部為現(xiàn)澆混凝土胸墻和卸荷板。沉箱單件長(zhǎng)15.36m、寬14.15m、高15.80m，重15507KN，混凝土工程量為632.94m3。沉箱由兩個(gè)縱隔板和三個(gè)橫隔板隔成12個(gè)內(nèi)艙；沉箱內(nèi)填充中粗砂，粘粒含量不大于5%。

1.2 沉箱碼頭受損情況

2008年3月，該碼頭受到一艘滿載3.55萬(wàn)噸煤炭的“泰和?！陛喛坎创a頭時(shí)碰撞，造成混凝土沉箱破損。事故發(fā)生后，中國(guó)船東互保協(xié)會(huì)會(huì)同某電廠碼頭方共同委托某海洋工程服務(wù)有限責(zé)任公司，對(duì)被撞沉箱的損壞情況進(jìn)行水下檢測(cè)、攝像及水下錄像。檢測(cè)結(jié)果顯示，船舶直接撞擊的沉箱為8#沉箱，出現(xiàn)了嚴(yán)重的破損，破損處被擊穿后形成一個(gè)破洞，破洞高為5.6m，上寬約1.2m，下寬約1.2m，中間寬約1.5m，同時(shí)破損周圍附著大量的海生物；被撞的孔洞周圍形成長(zhǎng)短不一的裂縫，現(xiàn)場(chǎng)檢出有四條裂縫，其中兩條為長(zhǎng)1.1m，另外一條長(zhǎng)為2.0m，橫向裂縫長(zhǎng)約為8m；被撞的8#沉箱與相鄰的7#、9#沉箱之間存在錯(cuò)位。沉箱受損位置及破損情況如圖1所示。

2 碼頭受損修復(fù)方案

8#沉箱碼頭受損而影響碼頭的安全及電廠的正常運(yùn)行，需進(jìn)行加固修復(fù)。該電廠和中國(guó)船東互保協(xié)會(huì)各自委托一家單位出具了修復(fù)方案，電廠委托某設(shè)計(jì)院編制的修復(fù)方案稱“方案一”，中國(guó)船東互保協(xié)會(huì)委托某科研院編制的修復(fù)方案稱“方案二”。

2.1 修復(fù)方案一

方案一修復(fù)思路：從沉箱補(bǔ)強(qiáng)、沉箱裂縫修復(fù)兩方面恢復(fù)其使用功能。沉箱補(bǔ)強(qiáng)通過(guò)對(duì)損壞的沉箱前沿外側(cè)4個(gè)艙格灌注水下混凝土，使其形成實(shí)心塊體；沉箱裂縫修復(fù)則采用水下壓力注漿的方法予以修復(fù)。

修復(fù)施工主要步驟如下：①拆除碼頭面層結(jié)構(gòu)，搭建恢復(fù)碼頭面使用功能用臨時(shí)鋼結(jié)構(gòu)；②為灌注沉箱修復(fù)水下混凝土，擬采取無(wú)聲破碎劑爆破技術(shù)拆除胸墻；③拆除胸墻混凝土后，用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)挖除沉箱頂部碎石層，再用抽砂船抽走箱格內(nèi)回填砂；④灌注水下混凝土前，先清除破損孔洞周邊破碎混凝土，調(diào)整鋼筋至合適狀態(tài)，潛水員打膨脹螺栓固定外側(cè)模板；⑤沉箱前艙格填芯混凝土采用水下自密實(shí)混凝土灌注，并按構(gòu)造配筋。采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土，用攪拌車將混凝土從攪拌站運(yùn)到碼頭，再通過(guò)混凝土輸送泵使混凝土通過(guò)串筒、承料漏斗，經(jīng)豎直導(dǎo)管到達(dá)艙底；⑥現(xiàn)澆胸墻混凝土，用混凝土攪拌車從攪拌站運(yùn)輸混凝土至現(xiàn)場(chǎng)，用混凝土泵車入倉(cāng)。

經(jīng)計(jì)算，該修復(fù)方案的投資約992萬(wàn)元。

2.2 修復(fù)方案二

方案二修復(fù)思路：修補(bǔ)沉箱破損孔洞，僅對(duì)破損孔洞所在艙澆注輕質(zhì)混凝土，其余11個(gè)艙進(jìn)行化學(xué)灌漿，裂縫內(nèi)灌漿處理。

修復(fù)施工主要步驟如下：①修補(bǔ)處沉箱表面清理（裂縫處與破損處周圍）；②裂縫表面封閉處理；③埋設(shè)注漿孔和出氣孔；④沉箱破損處鋼筋水下焊接補(bǔ)強(qiáng)；⑤在沉箱上植筋（螺栓）；⑥制作鋼板，在鋼板上鉆預(yù)留孔，并在一側(cè)焊接錨固鋼筋，鋼板防腐處理；⑦鋼板吊運(yùn)、固定在沉箱破損處；⑧沉箱頂部鉆灌漿孔和出（排）氣（水）孔；⑨沉箱內(nèi)灌漿；⑩裂縫內(nèi)灌漿。

經(jīng)計(jì)算，該修復(fù)方案投資約285萬(wàn)元。

2.3 兩方案技術(shù)評(píng)估

方案一和方案二修復(fù)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，修復(fù)費(fèi)用相差707萬(wàn)元。雙方最終請(qǐng)求海事法院鑒定。受海事法院委托，我公司組織技術(shù)、經(jīng)濟(jì)人員對(duì)兩方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估，分析其優(yōu)缺點(diǎn)。方案一、二技術(shù)評(píng)估見(jiàn)表1。

3 推薦的修復(fù)方案

3.1 修復(fù)方案設(shè)計(jì)原則

（1）確保工程修復(fù)后不影響碼頭的使用功能、不降低使用壽命；

（2）修復(fù)時(shí)對(duì)碼頭正常運(yùn)行的影響盡量??；

（3）方案經(jīng)濟(jì)合理，兼顧碼頭方和船東方的利益；

（4）對(duì)有破損或破損輕微的構(gòu)件，其破損不至于影響結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行，采取修補(bǔ)或補(bǔ)貼修補(bǔ)費(fèi)用的方法；

（5）方案可行，且具備本項(xiàng)修復(fù)施工能力的施工單位較多。

3.2 推薦修復(fù)方案

根據(jù)上述的修復(fù)設(shè)計(jì)原則，通過(guò)對(duì)碼頭破損程度、破損對(duì)安全的影響以及雙方修復(fù)方法的修復(fù)效果分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)水平，我公司提出破損的沉箱前壁洞口封堵及裂縫修復(fù)方案。

對(duì)沉箱前沿4個(gè)艙水下澆筑輕質(zhì)LC35混凝土，為了保證新老混凝土的結(jié)合，在破洞周邊鑿除約300mm的破損混凝土，并涂抹SHJ-W2601改性環(huán)氧水下粘結(jié)劑（雙組份）；沉箱裂縫修復(fù)采用潛水員水下修補(bǔ)及化學(xué)灌漿，潛水員沿裂縫走向騎縫鑿出深度不小于30mm和寬度不小于20mm的U形凹槽，并清洗干凈，采用水下植筋膠作為封縫材料一次或分次壓入U(xiǎn)形凹槽內(nèi)使其略高出槽面，并抹平修整，沿裂縫走向按500mm間距鉆灌漿孔埋設(shè)灌漿嘴，然后按豎向縫自下而上、水平縫自一端向另一端的順序進(jìn)行化學(xué)灌漿。在整個(gè)修復(fù)階段為了防止潮水涌入碼頭面，保證碼頭的正常運(yùn)行，需要在沉箱外側(cè)上口安裝鋼制圍柃，并在接口處用水玻璃砂漿密封。

推薦修復(fù)方案主要施工步驟如下：

（1）場(chǎng)外施工準(zhǔn)備：①施工船只、人員組織；②鋼桁架制作；③孔洞鋼模板、補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)加工。

（2）現(xiàn)場(chǎng)前期施工：①前軌、胸墻拆除；②卸荷板上部回填料挖除；③鋼桁架安裝，前軌鋪設(shè)；④安裝鋼制圍柃；⑤前壁外沿表面清除，查明其他裂縫。

（3）修復(fù)施工：①沉箱前艙格回填料清除；②利用鋼筋位置測(cè)定儀，測(cè)沉箱鋼筋位置，進(jìn)行推算模板膨脹螺栓、灌漿孔定位；③洞口破損邊緣鑿除、鋼筋調(diào)直，補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)焊接，孔洞模板安裝；④破損邊緣周邊涂抹粘接劑、沉箱4個(gè)前艙格砼澆筑；⑤裂縫水下植筋臟膠修補(bǔ)；⑥鉆灌漿孔，埋設(shè)灌漿嘴，裂縫灌漿；⑦拆除前軌、鋼桁架，胸墻砼澆筑，前沿防腐涂料；⑧卸荷板上部回填，安裝護(hù)舷，碼頭面恢復(fù)，碼頭前沿砂石料清理。

經(jīng)分析測(cè)算，該推薦方案修復(fù)投資約794萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

該碼頭受損修復(fù)工程受海事法院委托進(jìn)行技術(shù)評(píng)估，本著客觀、嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的態(tài)度對(duì)碼頭方和船東方的修復(fù)方案，進(jìn)行獨(dú)立客觀的評(píng)估。

我公司根據(jù)碼頭的損傷程度、破損對(duì)安全的影響以及對(duì)各修復(fù)方案的修復(fù)效果分析，在確保工程安全與修復(fù)效果的前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理，提出了修復(fù)質(zhì)量有保證、可供選擇的施工隊(duì)伍多、施工工序相對(duì)較少、施工工期較短的推薦修復(fù)方案，最終得到法院、碼頭方和船東方三方的認(rèn)可。

該沉箱碼頭修復(fù)處理方案可供類似工程參考。

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