拦水坝现浇沉箱工程的施工技术

司惟

摘 要：沉箱结构在港航工程中运用较多，主要以预制形式为主，并利用浮力进行水下安装形成码头或防波堤堤头主体结构。而在港珠澳大桥岛隧工程沉管预制厂拦水坝结构中采用干法现浇沉箱技术形成类似干坞坞墙结构，并对现浇沉箱下部及沉箱之间进行抗滑止水处理。下文主要阐述港珠澳大桥岛隧拦水坝工程干法现浇沉箱的施工技术，为类似的港航工程沉箱干法施工提供参考与借鉴。

关键词：拦水坝 现浇沉箱 钢筋模板

1.工程概况

拦水坝A、B区属于港珠澳大桥岛隧工程的沉管预制厂干坞主体工程，主要用于为深浅坞进行挡水的挡水结构拦水坝的坝基基础为中风化基岩，拦水坝的两个区域都采用C30现浇钢筋混凝土重力式沉箱结构，沉箱结构段长度约为19m，宽度为8m，沉箱底板上设置有嵌入岩层的凸榫结构，用于防渗抗剪；拦水坝前沿设置防渗注浆孔，上部结构完成后进行防渗注浆；相邻的两个沉箱之间设置了宽度为30mm的结构缝，并且结构缝之间设置Z9-30型橡胶止水带。拦水坝沉箱的端部均采用现浇C30素砼拦水坝结构与现有岩质山体连接，从而形成完整闭合的挡水结构。

2.拦水坝基础施工2.1坝基开挖及清理

根据拦水坝沉箱的止水要求，坝基开挖及清理采用挖掘机配合人工进行清理，清理要求至完整风化岩面，并将上面附着碎土石用水冲洗干净，后根据岩层标高使用C15混凝土做找平层。

2.2锚杆与注浆施工

拦水坝A区有部分沉箱底部需要进行锚筋注浆施工。钻机采用XRS415型号的潜孔钻，同时制浆机、注浆机配套放置，制浆机采用NL20型号，本工程注浆机采用的是型号为ZPS-3型注浆机。以工程测量点位为依据，实现钻机就位，确保钻机放置稳定，同时确保钻机的垂直度和水平度。钻机设备潜孔钻钻头采用φ100mm，钻孔深度为2550mm；要保证开孔直径不小于100mm，开孔时要轻加压、慢速、放置将孔开斜。注浆时注浆孔采用小孔径孔口封闭自上而下分段循环灌浆的方法注浆，当注浆口压力维持在0.2M pa，吸浆量不大于40L/min，且进浆量明显减少时，则代表注浆完成。

3.拦水坝现浇沉箱工程施工技术要点

3.1钢筋工程

本工程钢筋加工采用集中工厂下料以及加工的方式，在施工现场实现分层绑扎工作。上层钢筋在胎具上绑扎完后，采用150t履带吊整体吊装底层钢筋对接。沉箱钢筋按照分层高度进行分层绑扎。各层钢筋笼绑扎按规范要求预留搭接长度35d，相邻钢筋接头错开70d。上层钢筋采用整体钢筋笼吊装的方式，该工艺有以下优点：钢筋绑扎在固定的吊具上，使每层钢筋连接定位准确；减少钢筋绑扎、吊装占用整个工序的时间，提高上层沉箱施工效率；减少高空作业时间，提高施工的安全性。在钢筋吊装时，通过分析吊装钢筋的重量，选择起重设备，拦水坝沉箱最重吊装重量为坞墩沉箱钢筋重量，沉箱尺寸为21.5m×8m，A、B 区拦水坝沉箱主要沉箱尺寸为19m×8m。

3.2模板工程

（1）模板的安装。模板的安装模板的拆除采用一台150t履带吊和2台80t的履带吊进行模板的安装与拆除。

（2）底层模板安装。底层模板采用履带吊进行安装，等到沉箱钢筋绑扎完成之后，开始进行内模以及外模的安装，底层模板的底托支撑在预制的混凝土垫块上。要确保混凝土垫块的高度与沉箱底板钢筋保护层厚度应当是相同的，在安装底层模板之前需要先进行施工放样，从而对各底托立柱的位置以及混凝土垫块安放的位置进行合理的确定。同时以沉箱底板的厚度为依据，利用Ф25钢筋安放于砼垫块上并焊牢固定于底板钢筋笼上，值周对各个支撑点进行测量，最后进行底托的安装。底层内模直接支承于底托上，调正内模位置和垂直度后用拉杆和套在拉杆上的塑料管与外模或相邻内模相连。

（3）上层模板安装。底层模板使用一台150t履带吊进行吊装。上層模板外模直接支承于外工作平台上，内模支承于工作平台的骨架上。等到钢筋笼安装完成之后将钢筋辅助架吊出，按照先安装内模、后安装外模的方式进行模板的安装。

（4）模板拆除。对于侧模板，需要等到混凝土强度能够达到其表面和棱角不会因为模板的拆除而出现损坏的情况，才能够进行拆除；对于芯模，需要等到混凝土强度能够确保其构件和空洞表面不会出现坍塌或者裂缝的情况下才能够进行拆除；对于已经拆除侧模的沉箱，需要等到混凝土强度达到设计强度要求之后，才能够将其运出场外。

3.3混凝土工程

（1）混凝土生产。混凝土生产拌制在120m3/h搅拌站进行，按配料单进行配料，不得任意更改。混凝土搅拌应计量准确，搅拌均匀，各项匀质性指标应符合设计要求。混凝土的组成材料必须称量。混凝土拌和机搅拌均匀。混凝土搅拌完毕后，应检测拌和物的坍落度，确保检查结果满足配合比的设计要求。

（2）混凝土运输。本工程混凝土运输采用搅拌车，在运输混凝土之前需要使用水将搅拌车湿润，但是严禁存在积水的情况。在运输混凝土的过程中需要确保混凝土避免出现离析或者泌水和坍落度损失较大等现象。卸料前，运输车罐体应快速旋转搅拌20s以上，方可卸料。水工工程混凝土从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间不宜超过表1规定。

（3）混凝土浇筑。沉箱砼浇筑一般采用砼泵车泵送入模。浇筑混凝土采用插入式振动棒振捣的方式进行浇筑。混凝土应分层入模、分层振捣，分层厚度按30～50cm控制。在混凝土浇筑作业中，必须对混凝土自由下落高度进行严格的控制，最高不能超过2m，超过2m要使用串筒或流槽，以免混凝土产生离析。插入式振捣器的振捣顺序宜从近外模板处开始，先外后内，移动间距控制在300～400mm；距模板边控制在50～100mm，并应尽量避免碰撞钢筋和预埋件。插入式振捣器宜垂直插入混凝土中，并快插慢拔，上下抽动，确保振捣的均匀性，振捣器应插入下层混凝土中50～100mm，保证上下层结合成整体。沉箱浇筑高度较大，应连续浇筑，并随浇筑高度的上升分层减水。

（4）拆模养护。混凝土达到设计强度的50%以上时，才可以进行拆模；用一台150t履带吊和2台80t履带吊进行模板的拆卸；拆模过程中注意模板轻拿轻放不要损坏模板，导致模板变形严重。养护采用喷洒养护剂覆盖塑料薄膜进行养护，养护时间不少于14d。当气温低于5℃时，应覆盖保温，不得向混凝土面洒水。

3.4箱内回填

拦水坝箱内进行碎石土回填，通过碎石运输车和挖掘机相互配合进行拦水坝沉箱箱内回填。当拦水坝沉箱顶标高与地面标高相差为12m，采取分段回填（根据分层高度），同时考虑在箱后修筑挖掘机工作平台。工作平台标高6m。沉箱内回填碎石土的内摩擦角要大于30度，含泥量不超过10%。回填中应避免施工设备碰撞沉箱顶面造成损坏，沉箱内填石时应避免损坏沉箱结构。沉箱内回填的顶面高差允许偏差应为+100mm，-100mm。如图1为箱内回填断面示意图。

4.结论

综上所述，通过干法现浇沉箱结构同样能够有效的形成坞区挡水结构，并能够降低施工难度，提高施工工效，节约资金，取得良好的施工效果，可以说通过干法现浇沉箱结构是一种优越的水工主体结构形式，并在更多的港航工程中得到了更多的应用。为保证施工效果，需严格按照施工规范和要求进行施工，严格控制每一道施工工序，把握施工重点（本案例中尤其是拦水坝底部及沉箱间的止水处理），确保施工质量。

参考文献：

[1]王锐劲，苏海防，陈云.深圳大铲湾码头大型沉箱预制技术[J].华南港工，2007（4）：45-46.

[2]郭振宏，张德林.码头工程大型沉箱预制模板与钢筋制作的质量控制[J].黑龙江水利科技，2012（2）：67-68.