港口航道工程沉箱施工技術(shù)

文/秦顏杰

1 項(xiàng)目實(shí)例

某碼頭項(xiàng)目的長(zhǎng)度為458m，位于西側(cè)區(qū)域的長(zhǎng)度為164m，位于東側(cè)區(qū)域的長(zhǎng)度為286m，項(xiàng)目的整體高程為5.5m。本項(xiàng)目屬于重力式沉箱式結(jié)構(gòu)，預(yù)制沉箱部分合計(jì)數(shù)量為42 件，具體型號(hào)為CX1-1，其箱體結(jié)構(gòu)均呈現(xiàn)為矩形，前端頂部加寬處理，下部則設(shè)置相應(yīng)的腳趾，參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 沉箱尺寸參數(shù)表

項(xiàng)目中采用的單個(gè)混凝土沉箱的土方量為1133.8m3，其鋼筋重量為159.6t，2 號(hào)泊位的沉箱混凝土其土方量為21542.2m3，其鋼筋重量為3032.4t。

沉箱預(yù)制主要分為四段，每段的高度分別為4.5m、4.5m、3.7m 以及4.5m。

本項(xiàng)目沉箱預(yù)制的現(xiàn)場(chǎng)主要設(shè)定了6 個(gè)3000t 以上的施工臺(tái)，同時(shí)配備2 臺(tái)塔式起重機(jī)，拌和站的數(shù)量實(shí)際上為一個(gè)，其面積為2m2，加工設(shè)備數(shù)量及施工材料均根據(jù)工程量做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。除此之外，在沉箱預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)中主要配置了模板、鋼筋、庫(kù)房、沉箱橫縱通道以及生活辦公區(qū)域等。

2 港口航道工程沉箱施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 沉箱出運(yùn)

在對(duì)沉箱進(jìn)行出運(yùn)操作期間，若發(fā)生了沉箱重心有大幅度偏移時(shí)，就必然會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的傾覆現(xiàn)象。為此，在施工操作期間，必須對(duì)臺(tái)車(chē)間和沉箱的相對(duì)位置來(lái)做出相應(yīng)的控制處理，具體的控制要點(diǎn)為：對(duì)沉箱平臺(tái)位置實(shí)施放線處理時(shí)，必須確保沉箱重心垂線能夠始終保持在橫移道的中心線上，偏差必須盡可能地控制在5mm 以?xún)?nèi)[1]；對(duì)預(yù)制平臺(tái)的平整度進(jìn)行檢查，確保其能夠保持在5mm 以?xún)?nèi)；在進(jìn)行出運(yùn)前沉箱預(yù)制情況的檢查過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)存在理論位置與實(shí)際位置有2cm 以上偏差時(shí)，就必須及時(shí)對(duì)其做出調(diào)整處理。在沉箱進(jìn)行落頂和頂升的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)盡可能地保持沉箱橫移和橫縱車(chē)同步，在這個(gè)過(guò)程中需要加強(qiáng)成品防護(hù)工作，盡可能地確保沉箱外墻與頂升位置能夠與中線最大程度接近，此時(shí)需要在千斤頂表面覆蓋一層木板，以免導(dǎo)致沉箱發(fā)生碰撞。在實(shí)施半潛駁側(cè)逐漸向岸邊靠近時(shí)，必須確保其定位裝置和碼頭的半潛駁裝置能夠?qū)崿F(xiàn)最大程度的重合[2]。針對(duì)半潛駁實(shí)施注水操作時(shí)，則需要確保沉箱已經(jīng)完全沉底，其底板應(yīng)當(dāng)相較于底座平臺(tái)高出20cm 左右，這就需要對(duì)定位情況實(shí)施測(cè)量，并及時(shí)對(duì)船位做出準(zhǔn)確合理的調(diào)整，以便岸上縱移臺(tái)車(chē)軌道軸線與船上軌道能夠得以重合，通過(guò)注水來(lái)提升半潛駁的整體穩(wěn)定性，再將半潛駁的岸上臺(tái)車(chē)進(jìn)行短軌連接處理。

2.2 沉箱移運(yùn)

沉箱混凝土達(dá)到了相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求之后，即可將臺(tái)座端頭封堵槽鋼移除，并運(yùn)用高壓水泵及時(shí)將預(yù)制填充砂沖洗干凈。為了更好地進(jìn)行氣囊的轉(zhuǎn)動(dòng)與安放處理，需要將臺(tái)座周?chē)奈搴习寮皶r(shí)清除，在將五合板以及充填物清除后，即可擺放氣囊的，具體的數(shù)量需要根據(jù)實(shí)際情況而確定。在完成全部擺放處理之后，即可用集中供氣系統(tǒng)對(duì)氣囊進(jìn)行供氣處理。在氣囊壓力表的度數(shù)達(dá)到了預(yù)設(shè)壓力值的80%時(shí)，停止充氣，并對(duì)氣囊的壓力值情況逐一檢查，確定是否全部已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。然后仍需調(diào)整氣囊壓力，直至沉箱底板超出了預(yù)制臺(tái)座工字鋼頂面5cm 位置即可停止操作。最后將沉箱底板下的工字鋼及時(shí)抽取出來(lái)，對(duì)底板范圍的雜物進(jìn)行清理，并及時(shí)對(duì)沉箱實(shí)施移運(yùn)。在對(duì)沉箱進(jìn)行移運(yùn)操作之前，必須首先對(duì)牽引系統(tǒng)以及出運(yùn)通道等實(shí)施檢查，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，并且無(wú)任何異物。此后將牽引系統(tǒng)啟動(dòng)，帶動(dòng)沉箱非常緩慢地向前方移動(dòng)。為了避免沉箱在移動(dòng)期間出現(xiàn)底板氣囊數(shù)量下降的問(wèn)題，單個(gè)氣囊受到的壓力迅速升高引起危險(xiǎn)。沉箱移運(yùn)期間，需要根據(jù)沉箱前方按照相應(yīng)1.0m 左右的間距提前配置充氣量較低的氣囊，當(dāng)?shù)装逶谝苿?dòng)到了該氣囊的上方之后停止移動(dòng)[3]，隨后對(duì)氣囊進(jìn)行充氣處理，在其達(dá)到了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后，再進(jìn)行牽引移動(dòng)處理，但必須確保沉箱底部的受力氣囊數(shù)量能夠保持不變。隨后將底板位置脫離的氣囊打開(kāi)及時(shí)排除多余氣體，完成相關(guān)操作之后，再將氣囊位置調(diào)整到沉箱的前方，為后面的操作做好準(zhǔn)備。按照上述步驟重復(fù)操作，直至沉箱能夠運(yùn)送到相對(duì)應(yīng)的位置。在沉箱達(dá)到預(yù)設(shè)位置之后，將氣囊從縱向轉(zhuǎn)換為橫向，并注意檢查沉箱底板與地面之間的高度情況，若距離在0.4m 以?xún)?nèi)，則需要及時(shí)補(bǔ)充氣壓，直至達(dá)標(biāo)。隨后取墊木放置于沉箱底部，將氣囊氣體排除之后抽出，橫向穿入沉箱的底部下方。

2.3 沉箱安裝

在沉箱達(dá)到目標(biāo)位置之后，通常為距離定位駁150m 的距離，隨后配合對(duì)打纜進(jìn)行拖動(dòng)，沉箱上人員則通過(guò)回收打纜的方式拖動(dòng)沉箱，主拖輪繼續(xù)綁靠沉箱，使得其能夠逐漸靠近定位駁，船長(zhǎng)配合操作接收沉箱。在沉箱逐漸靠近定位駁時(shí)，沉箱上工作人員需要及時(shí)將纜繩拋向定位駁，在定位駁上預(yù)先安排4 名工作人員，主要負(fù)責(zé)對(duì)沉箱進(jìn)行移動(dòng)，配合完成沉箱固定。運(yùn)用四角封固的處理方式對(duì)沉箱進(jìn)行固定，交叉帶纜，運(yùn)用Φ85mm 的丙綸繩作為纜繩來(lái)實(shí)現(xiàn)四條固定處理。沉箱在穩(wěn)定之后即可拖動(dòng)主拖輪將纜繩解開(kāi)。在完成沉箱的安裝操作后，配合人工安裝的處理方式乘潮汐完成安裝處理，在潮位逐漸接近2m 時(shí)，起重人員隨后即可做好相應(yīng)準(zhǔn)備，將沉箱壓載水調(diào)整到干舷3m 的位置，并適當(dāng)收放定位駁固定纜繩。在潮汐位置達(dá)到了2m 之后，即可向沉箱中壓水，沉箱的干舷高度為1.89m，內(nèi)壓水高度為12.5m，通常情況下，低潮位置為50cm 左右，這就需要確保其安裝的壓載水最多達(dá)到14.2m，而干舷高度的大約為0.48m，伴隨著潮位的下落，及時(shí)對(duì)倉(cāng)內(nèi)水位做出相應(yīng)的調(diào)整，確保沉箱能夠始終保持在浮著的狀態(tài)下。測(cè)量人員注意監(jiān)測(cè)沉箱準(zhǔn)線與前沿線之間的偏差情況，并及時(shí)通知安裝人員做出相應(yīng)的調(diào)整。

在對(duì)第二沉箱實(shí)施安裝處理期間，應(yīng)當(dāng)基于第一個(gè)沉箱的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確定位安裝，隨后對(duì)第二個(gè)沉箱進(jìn)行調(diào)整處理。在安裝沉箱操作期間，應(yīng)當(dāng)由起重人員來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的操控，經(jīng)由收放拉葫蘆的方式對(duì)前沿線位置進(jìn)行調(diào)整，使其能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在確定達(dá)標(biāo)之后，即可將閥門(mén)開(kāi)啟進(jìn)行水壓測(cè)試，測(cè)量人員則注意檢查沉箱準(zhǔn)線與前沿線偏差是否仍然在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2.4 沉箱安裝控制措施

2.4.1 在對(duì)沉箱進(jìn)行安裝期間，應(yīng)當(dāng)盡量選擇潮流流速相對(duì)較小或平潮的情況。

2.4.2 在保證沉箱就位之后，需要對(duì)高程和位置做出測(cè)量處理，定時(shí)對(duì)位移和沉降情況進(jìn)行觀察，結(jié)合測(cè)量結(jié)果來(lái)做出后續(xù)施工安排。

2.4.3 在駁船達(dá)到指定位置之后，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)位置進(jìn)行檢查，以防發(fā)生錨纜對(duì)基床造成破壞的情況。

2.4.4 在完成沉箱移位處理之后，需要安排專(zhuān)門(mén)的人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一調(diào)度指揮。在沉箱完成安裝后，必須隨水面高度對(duì)壓艙進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)盡量保證各艙能夠同時(shí)進(jìn)行抽加水處理，按照箱內(nèi)外水面高度來(lái)進(jìn)行非常緩慢的下沉操作。

3 沉箱預(yù)制施工難點(diǎn)與處置策略

3.1 氣泡

導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的問(wèn)題非常多，具體可以概括為：因模板表面涂刷了大量的脫模劑，加之其本身的濃度相對(duì)較高，當(dāng)在實(shí)施振搗操作過(guò)程中，這些脫模劑隨之產(chǎn)生相應(yīng)的改變，從而形成張力，使得混合料因此發(fā)生浸潤(rùn)問(wèn)題。但其內(nèi)部的氣體不能快速釋放，故而形成了大量的氣泡問(wèn)題。針對(duì)該情況，通過(guò)振搗的方式能夠及時(shí)將氣泡排除，但仍然會(huì)存在部分氣泡無(wú)法徹底排放的問(wèn)題，大量停留在模板的表面，從而因蒸汽蒸發(fā)而引起空隙。在對(duì)氣泡問(wèn)題進(jìn)行處理過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)從稀釋劑出發(fā)，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行稀釋劑的選擇，并適當(dāng)進(jìn)行脫模劑的噴涂，以此實(shí)現(xiàn)降低氣泡吸附能力，為后續(xù)振搗排除氣泡奠定基礎(chǔ)。

3.2 混凝土蜂窩麻面問(wèn)題

該問(wèn)題通常出現(xiàn)在混凝土振搗操作期間，在不同因素的共同影響下，致使模板孔眼的相應(yīng)位置發(fā)生了漿液溢出現(xiàn)象，這就會(huì)導(dǎo)致大量的空隙和泛砂等問(wèn)題。若粗骨料粒徑本身非常大，那么就會(huì)導(dǎo)致鋼筋的保護(hù)層厚度出現(xiàn)不合格的情況。針對(duì)上述問(wèn)題，在對(duì)模板拼接精度進(jìn)行嚴(yán)格控制期間，必須及時(shí)做好高質(zhì)量塊件的拼裝處理，以此控制出現(xiàn)接縫過(guò)多的現(xiàn)象；在進(jìn)行振搗的過(guò)程中，必須根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定振搗頻率，防止出現(xiàn)過(guò)振或漏振的情況。在進(jìn)行施工操作期間，還需要注意控制配合比參數(shù)，這也是減少蜂窩麻面的重要因素。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在港口航道施工操作期間，必須結(jié)合項(xiàng)目的特點(diǎn)，來(lái)進(jìn)行嚴(yán)格的施工操作，同時(shí)配合相應(yīng)的先進(jìn)工藝技術(shù)，來(lái)提升施工質(zhì)量，增強(qiáng)航道工程的可靠性與穩(wěn)定性，滿(mǎn)足水運(yùn)事業(yè)發(fā)展要求。