黃河水蝕地貌區(qū)浮臺碼頭建設(shè)施工技術(shù)分析

成曉乾

（山西二建集團有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

黃河是中華文明之源，更是民族之魂。2017年國家在“十三五”旅游業(yè)發(fā)展規(guī)劃中提出打造“黃河華夏文明旅游帶”和“黃土高原風(fēng)景道”，為具有世界性特色大河流域的黃河旅游打開了新局面。為充分發(fā)揮山西旅游業(yè)優(yōu)勢，適應(yīng)山西經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級和國家全域旅游示范省創(chuàng)建需要，根據(jù)2017山西省旅游發(fā)展大會精神，就充分發(fā)揮山西黃河深厚的文化底蘊和獨特的資源優(yōu)勢，構(gòu)建樂水旅游品牌體系，做好黃河水蝕地貌區(qū)域的保護和旅游開發(fā)，加快把黃河板塊旅游業(yè)培育成山西省旅游騰飛和轉(zhuǎn)型發(fā)展的新高地，以高端創(chuàng)意、策劃展現(xiàn)母親黃河、龍騰黃河、多彩黃河、生態(tài)黃河，做好黃河之魂這篇大文章，推動山西黃河板塊隆升崛起。

黃河旅游開發(fā)離不開在黃河上修建碼頭，采取常規(guī)的混凝土結(jié)構(gòu)形式不利于黃河生態(tài)的保護，混凝土結(jié)構(gòu)材料在施工過程中會不可避免地污染黃河水源，因此，為了減少對黃河水源的污染，促進黃河旅游業(yè)的發(fā)展，從施工材料、施工技術(shù)等方面進行研究，克服懸崖邊施工的難題，規(guī)劃施工路線，進行水路運輸，使碼頭施工順利完成。而HDPE聚乙烯材料不僅安裝簡單快速，且不會對水源造成污染，能夠在保護環(huán)境、水源的前提下實現(xiàn)旅游集散功能。本文就黃河水蝕地貌區(qū)浮臺碼頭的建設(shè)所采用的相關(guān)材料及施工技術(shù)進行分析。

1 工程概況

該工程為沿黃扶貧旅游公路及生態(tài)綠道（一期工程）臨縣境項目服務(wù)系統(tǒng)——杏林莊驛站游客服務(wù)中心，總建筑面積2396.22m2，杏林莊驛站配套工程在黃河水蝕地貌懸崖之上，按照設(shè)計在峽谷內(nèi)黃河邊上進行浮臺碼頭配套工程的施工，懸崖垂直落差約60m，懸崖均為水蝕浮雕地貌保護區(qū)，而浮臺碼頭與驛站游客服務(wù)中心之間則是由木棧道連接，木棧道長度約為180m。

2 工程建設(shè)內(nèi)容

該工程位于山西呂梁臨縣黃河一號旅游公路一側(cè)，工程屬于黃河一號旅游公路五大系統(tǒng)之一的服務(wù)系統(tǒng)，木棧道、浮臺碼頭的建成投運，可以使游客更加近距離地觀看水蝕浮雕，感受其中濃厚的文化底蘊，配合服務(wù)系統(tǒng)內(nèi)游客服務(wù)中心、休閑停車、觀景等設(shè)施，能極大地促進黃河旅游的發(fā)展。

浮臺碼頭（見圖1）的建設(shè)內(nèi)容包括：

圖1 浮臺碼頭建設(shè)的設(shè)計

（1）選距離渡口較近區(qū)域?qū)垡蚁└⊥策M行預(yù)拼裝；首先將單個浮筒通過耳環(huán)聯(lián)系在一起；讓4個浮筒組成一個平面，將短插銷以45°放入平面中的凹洞，用安裝浮筒的專用工具——轉(zhuǎn)矩扳手進行安裝[1]。轉(zhuǎn)矩扳手逆時針轉(zhuǎn)45°，使4個浮筒連接在一起。

（2）到達施工區(qū)域后牽引固定。

（3）正式拼裝施工，根據(jù)圖紙安裝欄桿。

（4）打樁、浮臺碼頭與渡口連接固定。

3 施工技術(shù)方案

3.1 材料要求

3.1.1 HDPE聚乙烯材質(zhì)浮筒

HDPE浮筒體（藍色）表面采用的是網(wǎng)紋方格及小凸粒設(shè)計，穩(wěn)固，四邊形造型；采用進口強韌高密度高分子量聚乙烯(HMW HDPE)，該材料具有以下特點：

（1）具有加強支撐筋條及水電槽，密度高且支撐力強，負載能力350kg/m2；

（2）在-60°C~80°C的溫度下皆能正常工作；

（3）產(chǎn)品安裝簡單、靈活、快速，既不耗人力、縮短施工時間，同時又節(jié)約成本，還可配置出客戶需要的多種形狀造型，正常使用狀況下浮筒主體壽命長達15年；

（4）添加了相應(yīng)的抗UV劑等輔料，符合GB9687-1988衛(wèi)生條件，具有不受海水侵蝕及不破壞環(huán)境等優(yōu)點；平均壁厚為7.52mm；HDPE浮筒具有良好的各種耐侯性及抗沖擊、抗破壞性，可防凍、抗海水及油漬等侵蝕[2]；產(chǎn)品還可附帶配套欄桿、纜樁、系船栓、游泳扶梯等設(shè)施，既方便大小船只停泊，又可隨水潮漲潮落而自動升降，保證人員上下船只平穩(wěn)及工程美觀大方。

3.1.2 短插銷

利用HDPE浮筒組裝成碼頭時，需要短插銷固定起連接的作用，短插銷與浮筒配套，也是采用高密度聚乙烯材料，具有良好的各種耐侯性及抗沖擊、抗破壞性，二者結(jié)合，更加安全可靠。

3.1.3 欄桿與抱樁器

為了游客的安全考慮，需要在浮臺碼頭上安裝欄桿，欄桿采用PE立柱和PPR管，該材料具有以下特點：質(zhì)量輕，20℃時密度為0.90g/cm3，重量僅為鋼管的九分之一，大大降低施工強度；屬非極性材料，耐腐蝕性能好，對建筑物不起化學(xué)作用，不會生銹和腐蝕；衛(wèi)生、無毒，在生產(chǎn)、施工、使用過程中無污染，屬于綠色材料[3]。

抱樁器用于浮臺碼頭固定使用，在固定之前經(jīng)過熱鍍鋅防腐處理，使鍍鋅層達到國際標準后根據(jù)圖紙安裝固定即可。

3.1.4 材料驗收

用于本次工程的HDPE聚乙烯材質(zhì)浮筒、短插銷、欄桿、抱樁器等原材料入場時必須經(jīng)過嚴格的檢驗，原材料的質(zhì)量、規(guī)格型號皆要準確無誤，為工程的質(zhì)量把好關(guān)。

3.2 施工工藝

3.2.1 技術(shù)路線

選擇建造位置→按照水位、河道布局設(shè)計碼頭→確定布局方案→選擇材料→道路準備→建造位置場地平整→碼頭定位樁施工→臨近渡口預(yù)拼裝→黃河擺渡行進→到達施工區(qū)域→預(yù)拼裝碼頭和定位樁組裝→正式拼裝→拼裝完畢→連接碼頭棧道。

3.2.2 研究試驗方法

項目部針對浮臺碼頭的施工展開了激烈的討論，開展科研小組研討專題會議，并編制施工專項方案。

研發(fā)人員根據(jù)現(xiàn)場黃河峽谷內(nèi)凹處的范圍，選定水流流速較緩的區(qū)域作為碼頭的施工地，按照施工地貌及大小確定碼頭的平面尺寸。平面尺寸確定好后根據(jù)拼裝浮臺碼頭的標準件位置確定固定樁位置，進行固定樁的施打工作。固定樁施工完畢后利用擺渡船將預(yù)拼裝的浮臺拖引至安裝位置，與固定樁連接拼裝。

3.2.3 創(chuàng)新點

（1）材質(zhì)采用高分子量高密度聚乙烯（HMW HDPE），為抗腐、防凍、抗氧化、抗紫外線的強化材質(zhì)，不受海水、化學(xué)品、藥劑、油漬及水生物的侵蝕；無污染、不破壞環(huán)境。

（2）由于工程所在地位置的特殊性，從懸崖向下輸送原材料等過于困難，所以需考慮水路運輸。在開陽碼頭完成預(yù)拼裝后，經(jīng)水路輸送6km后到達杏林莊游客中心渡口，到達施工區(qū)域，在輸送的過程中，要注意對成品的保護，達到質(zhì)量、安全雙保障。

3.2.4 場地準備

按照施工地貌及大小確定碼頭的平面尺寸，然后對施工地點進行場地平整，由于一側(cè)是較深的河流，所以平整的時候需要留出一定的緩沖地帶，確保施工安全。

由于工程所在地為黃河懸崖邊，水蝕浮雕峽谷整體坡度在60°以上，且無通道行進至懸崖底部浮臺安裝位置，浮臺碼頭施工過程中的人員及材料的運輸不能考慮常規(guī)思路，若在懸崖上修建臨時通道，需耗費大量的人力和財力，而且危險性過大，所以需要借助水路運輸至施工地點進行安裝[4]。

3.2.5 材料準備

該工程浮臺碼頭采用無污染、簡便、安全性可靠的HDPE聚乙烯材料。500mm×500mm×400mm HDPE聚乙烯浮筒150.5m2；高密度聚乙烯短插銷與浮筒配套；PE立柱和PPR管欄桿58.5m；定制抱樁器8套。

3.2.6 預(yù)拼裝

在道路和材料都準備齊全的情況下開始進行預(yù)拼裝，在拼裝的過程中，需要注意浮筒與短插銷之間的固定，把浮筒按圖紙尺寸組裝在一起，將浮筒各部件用短插銷鎖定結(jié)實，使其成為一個整體。

相對比傳統(tǒng)的碼頭，聚乙烯浮筒碼頭不僅更加美觀（如圖2），而且節(jié)省了人力、材料、縮短了工期，也更加安全。

圖2 聚乙烯浮筒浮臺碼頭拼裝效果圖

3.2.7 施工固定

到達施工區(qū)域后，正式進行施工，首先需要固定抱樁器，工程采用防腐鍍鋅鋼管樁固定，在一般水面較為平靜的環(huán)境下，鋼管樁之間的距離為10m，因此處水較深，在考慮安全的情況下，錨固加密到間距為7m。欄桿立柱粗100mm，高1000mm，每根立柱之間的間距為1.5~2m，立柱之間設(shè)有兩檔橫桿，采用的是直徑50mm的高強度PPR管，欄桿安裝位置在浮橋外側(cè)邊緣縮進500mm安裝。一切安裝完畢后，最后連接浮臺碼頭與木棧道，在連接的過程中，要注意浮臺碼頭與木棧道接觸的地方，連接完成后，要注意對成品的保護。

4 浮臺碼頭的推廣優(yōu)勢與效益分析

4.1 推廣優(yōu)勢

浮臺碼頭與傳統(tǒng)建設(shè)碼頭方法相比，優(yōu)勢十分明顯：

（1）材質(zhì)采用高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE），為抗腐、防凍、抗氧化、抗紫外線的強化材質(zhì)，不受海水、化學(xué)品、藥劑、油漬及水生物的侵蝕；無污染、不破壞環(huán)境。[5]

（2）浮筒體上部表面采用防滑花紋設(shè)計，安全穩(wěn)固；四角皆為圓弧鈍角造型，避免一般水泥、木制、鐵制設(shè)施所常見的危險，例如：滑倒、被碎木屑或銹釘刺傷等。

（3）具有較高承載力，筒體平穩(wěn)、耐久，承載力可達325kg/m2以上。

（4）除自然環(huán)境中不可抗力及人為的不當(dāng)使用外，幾乎不需花費保養(yǎng)、維修費用。

（5）組裝簡易、快速、靈活、造型多樣，整體采用模塊結(jié)構(gòu)，可配合各種景觀的需要，迅速更換平臺造型；外觀色彩亮麗，造型優(yōu)美，為景區(qū)錦上添花，增強宣傳效果；更可根據(jù)場地及氛圍的不同而與其他材質(zhì)產(chǎn)品（木、鋼材）建造出不同的建筑風(fēng)格。

（6）因水上浮動平臺其浮力的特性，碼頭可隨黃河水位起落而自動升降，旅客上下船只的安全、舒適性大增。

（7）施工區(qū)域在黃河水蝕浮雕保護區(qū)，無法在該處修建道路，采用水路運輸安裝，也節(jié)省了附近修建臨時道路的費用。

綜上所述，聚乙烯浮臺碼頭節(jié)省了人力、財力，并且更加環(huán)保、安全，符合國家低碳環(huán)保和綠色建筑的發(fā)展理念。

4.2 經(jīng)濟與社會效益分析

4.2.1 經(jīng)濟效益

在黃河水道上建造新型浮臺碼頭，根據(jù)現(xiàn)場峽谷地形進行設(shè)計，取代了傳統(tǒng)碼頭的建造方式，用聚乙烯拼裝結(jié)構(gòu)代替混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等形式，縮短施工工期，可比傳統(tǒng)碼頭工序節(jié)省工期8d，實現(xiàn)綠色建造。降低了現(xiàn)場施工難度，提高工人的施工效率和成品觀感，配合模塊化的拼裝方式可以按照實際情況進行變形拼裝，節(jié)省人工費4500元；并且不需要某些大型機械，機械費節(jié)省12000元；山路運輸費用節(jié)省15000元，鋼筋、混凝土等原材料節(jié)省30000元。

4.2.2 社會效益

材質(zhì)采用高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE），為抗腐、防凍、抗氧化、抗紫外線的強化材質(zhì)，不受海水、化學(xué)品、藥劑、油漬及水生物的侵蝕；無污染、不破壞環(huán)境，符合黃河生態(tài)保護要求，助力黃河高質(zhì)量發(fā)展。對保護環(huán)境做出重要貢獻，且該技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

5 結(jié)束語

綜上所述，黃河水蝕地貌區(qū)浮臺碼頭工程建設(shè)施工技術(shù)不僅克服了不利條件下施工路線等難題，還運用水路運輸，減少了人工，縮短了工期，并且使用HDPE聚乙烯材料浮筒節(jié)省了成本，提高了經(jīng)濟效益，實現(xiàn)了對黃河水源及環(huán)境的保護，極大地促進了黃河旅游業(yè)的發(fā)展。