摘要:對某碼頭泊位建設工程施工中采取的綜合技術措施和新工藝進行系統的介紹.這些工藝和綜合技術措施在碼頭泊位建設工程施工中取得了良好的效果。
　　關鍵詞:碼頭泊位；工程建設；施工工藝
　　
　　1工程概況
　　該碼頭建設工程共有2個泊位,總長度為537.2m。碼頭前沿設計水深為－15.8m（港區高程，下同），碼頭面標高＋3.75,港池寬度80m,為沉箱重力式結構,共由52個標準沉箱和3個異型沉箱組成,標準沉箱尺寸為10.2m×14.375m×17.9m。
　　碼頭基床形式為暗基床,沉箱內回填基砂和二片石,沉箱間結合腔在－2.6m高程以下填粒徑大于80mm的碎石,在－2.6m～＋2.1高程之間澆注C25水下混凝土。沉箱頂部面板間澆注接縫混凝土,面板上為20cm厚素混凝土面層。集裝箱橋吊前軌設在沉箱面板及接縫混凝土上,后軌道梁基礎為直徑1200mm的灌注樁,樁長40.6m,前后軌間距30m。錨碇、防風拉索等預埋件布置在結合腔處。沉箱臨水面設有雙鼓單板橡膠護舷,接縫臨水面有D形橡膠護舷。碼頭標準斷面如圖1所示。
　　
　　圖1碼頭斷面示意
　　2主要施工工藝和方法
　　2.1施工總體安排
　　總體施工順序為:根據現場實際情況,為了盡快實現陸域通道,形成流水施工,采取了由北向南順序進行施工。因最北端的異型沉箱基床最高,所以先安裝鄰近的標準沉箱。待與異型沉箱鄰近的標準沉箱回填完成后,再抓緊拋石、夯實、整平、安裝異型沉箱,隨著異型沉箱艙格回填和面板的安裝施工,就形成了陸上通道。這樣可以從陸上進行結合腔回填碎石、澆注水下混凝土、接縫混凝土和面板混凝土等工序的施工,既加快了進度,又節省了費用。水上拋石形成背后棱體,倒濾層拋理、土工布鋪設等施工由北向南逐步推進。
　　2.2主要工序施工工藝和施工方法
　　2.2.1炸巖
　　港池水下炸礁區域海底高程為－13.2～－16.1m。在爆破施工區內,距新澆混凝土最近距離約300m；距西防波堤最近距離約130m。
　　為保證防波堤的安全,距離防波堤80m范圍內采用日本進口抓泥船(16m3抓斗)分層抓巖。
　　根據爆破地震波對岸邊建筑物和海面船舶的影響,綜合確定每次齊發和總藥量的大小。在保證炸礁質量的前提下,盡量減小爆破振動,線裝藥量控制在3kg/m左右,單孔裝藥量根據鉆孔深度而定。
　　1)爆破參數設計
　　炮孔直徑D=90mm；藥包直徑d=70mm；孔距2m；排距2m；超深H0=1.5m,超寬B0=2m。
　　炸礁區為花崗巖侵入體,巖體完整性良好,呈強、中風化狀態。上部標貫擊數為30～50擊。由規范查表得出風化巖水下炮孔爆破單位耗藥量q值為1.53kg/m3。然后用膠質炸藥換算系數0.8,計算得出單位耗藥量為q=1.2kg/m3。
　　根據安全起爆藥量,采用單孔或幾個孔分組單獨連接網絡起爆,從而減小起爆振動。采用梅花形布孔方式,排間微差起爆,網絡連接示意如圖2:
　　
　　圖2爆破網絡示意
　　2)爆破地震波對建筑物的影響
　　起爆安全距離通過下式計算:
　　R=(K/V)1/α•Qm
　　式中:R為爆破地震波安全距離(m)；Q為藥量(kg)；V為地震安全速度V=2cm/s；m為藥量指數取1/3；K為與爆破點地形、地質條件有關的系數；a為衰減系數。K取200,α取1.5。
　　根據上式及給定的相關系數,通過計算得出安全起爆距離與藥量關系如表1。
　　表1安全起爆距離與藥量關系

　　根據裝藥量多少分別加工主(起爆)、副藥包,主藥包放置毫秒差同段塑料導爆管雷管2個,每個起爆雷管各屬于獨立起爆系統,以確保藥包的準確性。將條形主、副藥包連接起來,連接時主藥包距孔底應為藥包總長度的1/3。
　　3)爆破施工中存在問題及解決辦法
　　爆破施工中對已有建筑物如東側碼頭、防波堤有不利影響；對新安裝沉箱、新澆注混凝土以及對新開挖基槽邊坡等均有不利影響。
　　解決辦法是:
　　①加大安全系數。根據規范規定,重力式碼頭安全振動速度應為5～8cm/s,本次施工為了最大的安全保證,選擇V=2cm/s進行藥量計算；
　　②嚴格控制一次齊發總藥量；
　　③在危險區域分層爆破；
　　④加強監控,特別是對防波堤新開挖出的邊坡,由于地層組成為砂,為防止產生滑塌或地震液化,在防波堤上設立了4個觀測點,每天觀測一次位移和沉降情況。還在防波堤上設立了9個觀測斷面,每周觀測一次泥面和邊坡的變化情況。
　　2.2.2基床拋石、夯實
　　基床拋石采用方駁定位,小型自航鐵駁運料、方駁上反鏟卸船、民船拋填補齊相結合的施工方法。根據基床厚度和地質情況來確定預留夯沉量。一般預留分層拋石厚度的10%～20%。采用400t方駁配備30t履帶吊,吊掛夯砣進行基床夯實施工,夯錘的夯實沖擊能124kJ/m2,夯實遍數為2遍8夯次。
　　為了搶進度將反鏟移到整平方駁上,以替代人工用手推車下料的老方法,方駁采取縱向駐位,根據水深和潮流方向確定每次移船距離。整平方駁采用自航自卸鐵駁補料,大大提高了勞動效率。設計的倒坡值為0.3%,整平斷面的最大差值只有4.2cm,施工中加強倒坡的控制,下了三排道軌,雖然增加了整平時間,卻有效地保證了整平質量。
　　2.2.3沉箱接高
　　受滑道水深影響,碼頭工程沉箱只能在沉箱預制平臺上預制，9.7m高,分3層預制,高度分別為2.5m、3.6m、3.6m。經海上拖運至南側碼頭接高場地進行現場水上接高。沉箱接高頂高程為＋2.0m,受到潮水及波浪的影響,施工效率低,施工周期長。根據浮游穩定性計算,在－7.7m接高臺座上接高1段,2.7m高；在－10.4m接高臺座上接高2段,2.7m、2.8m高,沉箱接高完成后總高為17.9m,從第二個臺座上出運需200t起重船吊浮配合吊力170t。
　　冬期施工,現場無建筑物遮擋,給現場混凝土澆筑、澆注成型后覆蓋保溫養護帶來很大困難。綜合考慮自然氣溫條件、結構類型、工期限制、能源情況和經濟指標等因素,采用綜合蓄熱法養護施工。
　　沉箱外模板外掛30mm厚木板1層,木板外側為1層土工布、1層塑料布,通過50mm×50mm木方形成整體。混凝土澆注大盤底面用10#鉛絲綁扎2層土工布夾2層巖棉氈進行保溫。外桁架與外模之間及艙格底盤上安設2kW的電暖氣。
　　混凝土澆注完成后,在混凝土表面覆蓋1層塑料布,然后在接茬甩筋上覆蓋2層土工布。在內模底盤上安裝電暖氣,靠輻射熱直接對內模板進行加熱。艙內養護溫度控制不低于10℃。
　　采用抗凍早強外加劑,養護溫度為10℃時,2d時間混凝土強度即可達到10MPa以上。拆模后混凝土表面采用專門保溫架保溫,保溫架由10號工字鋼形成框架,30mm厚木板做面板,面板內側包塑料布1層、巖棉氈1層、阻燃土工布1層、電熱毯1層、阻燃土工布1層、塑料布1層,內側塑料布緊貼混凝土表面。艙格頂面覆蓋專門的保溫罩,保溫罩中間掛吊籃,安裝電暖氣。繼續進行保溫加熱,直到混凝土強度達到設計強度50%或10MPa以上,方可拆除保溫罩,鋼筋繼續維護。
　　在此次冬期工程施工中,我們采取的施工工藝和保溫措施是切實可行的,混凝土質量始終處于受控狀態,沒有出現混凝土通病,保證了工程質量。
　　2.2.4沉箱安裝
　　沉箱起浮采用980HP拖輪拖帶潛水方駁,安裝沉箱蓋板,并留出浮式泵入倉孔。因受沉箱接高臺座數量、工期等因素的影響,接高過程中沉箱采用了壓水載的方法保持穩定,而沉箱出運也由起重船吊浮送到存放場,所以相對順利。
　　沉箱安裝完成后穩定1d,經復核無誤后進行回填。沉箱內填料采用自航鐵駁配反鏟運拋,每個沉箱拋填量1366m3。
　　2.2.5安裝沉箱蓋板及現澆蓋板
　　蓋板安裝用200t起重船配600t方駁進行施工。為保證預埋件精度,帶有系船柱、門機車擋、電纜井的沉箱蓋板進行現場澆注。模板采用吊模形式。
　　2.2.6回填基砂振沖
　　本工程振沖處理為不加填料振沖加密,處理深度為15.0m,處理后的地基標準貫入試驗錘擊數大于15擊。該場地15.0m深度范圍內為人工填海中粗砂層,含少量卵石,松散。采用起重能力為20t履帶吊車,選用功率為75kW振沖器,1臺振沖器每小時振沖3根樁,每天振沖70根左右。
　　通過碼頭背后回填砂振沖密實處理施工,對不加填料振沖加密的砂土地基,施工中應注意以下幾個問題:
　　1)實際加密時間不足的問題:加密時間的長短是樁體密實程度的主要因素。但在實際施工中發現,振沖器未達到加密段頂頭時就達到加密電流,加密時間不足,導致樁體密實度達不到設計要求。因此,發現振沖器在明顯下降開始達到加密電流時,不能以自動裝置來控制時間,應由人工控制時間,使實際加密時間達到設計要求的30s。
　　2)振沖器工作電壓不足問題:振沖器用電是由高壓電線經變壓器再輸經監控臺,然后通過電纜輸入到振沖器中的。根據本工程實際場地配電箱位置,過長的電纜電損耗,使振沖器功率達不到額定值,影響加密效果,甚至會出現造孔“悶機”。為解決這一問題,根據計算及施工經驗,監控臺引出電纜長度最大不得超過100m。
　　3)振沖器造孔電流過大:根據振沖區域地質條件分析,振沖器下沉速度有時太快,孔壁基砂石容易坍塌。造成振沖器在造孔過程中電流過大,但按規范要求不能超過空振電流的2倍。
　　3結語
　　1)嚴格控制一次爆破最大藥量,合理連接爆破網絡,能夠保證結構物的安全；
　　2)在冬期施工中,采取的施工工藝和保溫措施是切實可行的,混凝土質量始終處于受控狀態；
　　3)根據本工程施工經驗,回填基砂石振沖完成后,間距6m的樁可同時施打,間距小于6m的樁應進行跳打。