浅谈重力式大型沉箱结构码头施工技术要点

李庆森

【摘 要】随着我国经济的不断发展，对外贸易的不断加强，许多企业原材料、成品运输考虑到水运成本相对较低，相继往沿海地区迁移。近些年来，我国沿海和内河航运能力也在不断提升。重力式沉箱结构码头也得到了不断的发展与进步，重力式沉箱结构码头研究不仅需要满足当前需要，也要不断适应航运和港口发展的要求，以不断提升我国的港口吞吐能力，向深水港口方向发展做出重要贡献。目前我国30万吨甚至以上深水码头工程选择沉箱结构的案例已经比较多了，单个沉箱重量也由原来的百吨级发展到后来的千吨级，目前单个沉箱重量在2000吨甚至3000吨已经比较常见。本文主要对重力式码头沉箱的施工技术进行分析，主主要针对一些施工过程中的控制质量控制要点。希望在大型沉箱施工技术方面注重过程管控，从技术细节出发，严格控制每一个施工阶段，使工程品质效益双双创收。

【关键词】重力式大型沉箱结构;施工技术;施工过程;质量控制

1、前言：

我国水运事业不断发展，各地对水运枢纽的需求，对港口码头的额吞吐量需求越来也大，随着对外开放的不断加强，进出口贸易量不断增涨，以上情况都迫切的要求港口建设不断向深水码头发展。重力式码头在我国的应用非常广泛，随着码头发展的不断大型化，深水化发展，以及施工设备的发展，施工能力的增强，重力式码头在大型、深水码头中也得到了广泛的推广和运用。重力式码头主要有方块、扶壁、沉箱、圆筒等结构，大型、深水码头结构选型是，沉箱和圆筒结构综合优势最强，运用也比较普遍。本文主要分析重力式沉箱码头施工的几个要点。

1.1、大型沉箱预制施工

沉箱预制中比较核心的问题是模板工艺的选择，模板工艺以及模板制作的好坏从很大程度上决定了沉箱预制的施工方法和施工质量的保障，也从一定程度上决定了安全管理的可控程度。随着近些年模板制作工作的不断发展以及施工设备的不断进步，我认为，采用分层定型钢模不仅能从质量和进度上得到保障，而且安全方面也相对可控。模板的加工制作根据沉箱浇筑分层的情况进行设计。模板设计中几个主要的控制要点：底角做45°倒角;前后趾斜面根据尺寸情况分布排气孔并设置反压板;沉箱分段衔接位置直接粘贴止浆条做止浆处理;采用圆台螺母固定和支立外模和外挂施工平台;内模板充分考虑拆模问题。

沉箱预制浇筑施工过程中，常规的施工控制要点不做主要阐述，比如钢筋绑扎质量控制;保护厚度控制等。笔者认为，其一是重视混凝土配合比的设计。沉箱预制的浇筑质量首先要严格进行混凝土配合比的设计，混凝土的初凝时间，粘稠度，以及施工缝、表观质量的控制起决定性的作用。其二是保证振捣质量和分层浇筑厚度。施工过程中的振捣一定要按要求执行，并且每一层振捣都应插至底部，这样能避免同一层混凝土浇筑时出现不规则的施工缝。其三是做好每次层混凝土之间的凿毛，对于施工缝的处理一定要谨慎，万一出现渗水现象，将对安装造成很大的隐患，同时也影响和沉箱的抗腐蚀性，对质量造成影响。其四，根据后续施工工艺，选择合适的预埋。比如隔仓间预留透水孔、预埋进水阀门、为上部结构施工预埋孔洞安装模板支架等。这些都需要在沉箱预制之前考虑，并在预制过程中实施。

1.2、基槽和基床施工

重力式沉箱码头基槽的质量情况关系到整体施工的完成，基槽开挖首先应该按设计要求的尺寸进行开挖，确保尺寸和深度满足设计要求，然后对图纸进行核验，如图纸与设计要求不符合，应报请设计单位重新核算。在基槽开挖过程中，要尽量避免回淤，开挖完成后及时验收抛石，同时可以通过基槽与停泊水域或者港池开挖的平行施工控制，开挖边坡控制等措施有效控制回淤。

基床施工主要分为块石抛填、打夯、二片石整平施工。基床抛石完成后，应对各部分进行测量，每一段之间高差尽量控制在30cm以内，然后在按设计要求进行夯实，夯实后再次测量夯实后的标高，需要补抛、补夯的一定要进行补抛、补夯，夯实完成后按设计规范要求进行验收。笔者认为，施工过程中典型断面的施工特别重要，它可以让技术人员推算出该工程的抛石漂移量、夯沉量等主要指标，准确把握整平二片石的厚度。基床施工的质量控制除了夯实质量控制以外，二片石后的厚度也是决定基床质量的好坏，二片石厚度过厚或者过薄都可能对沉箱安装后的沉降或平整度形成影响，控制在25cm左右二片石厚度不管从施工难度还是施工效率都比较合适，同时也能很好的保证施工质量，笔者认为，大型沉箱基床施工由于沉箱自身重量比较大，不建议采用极细平，二片石细平即可。另外，如果是沉箱结构与后方陆域回填相连的，还应设置根据后方陆域形成回填的侧压力情况，基床施工时设置合适的倒坡，以保证沉箱受到后方侧压力后不会出现前倾。

1.3、沉箱出运安装施工

预制出运安装施工是重力式碼头施工过程中非常重要的部分，也是整个工程的重点和难点。沉箱出运安装的方案选择和设计是能否顺利进行的核心。沉箱的单体重量、尺寸、浮游稳定性、浮游稳定吃水、干舷高度、是否需要助浮等沉箱本身的特质决定方案的选型，设备的选择以及出运安装方式的选定。笔者认为利用半潜驳出运安装是比较安全可靠的安装方式，沉箱出运安装的大致流程可以分为：基床整平验收→沉箱上驳（半潜驳）→拖航至下潜坑水域→半潜驳下潜→沉箱出驳→沉箱移运至安装位置→通过压水→测量人员复核沉箱位置→沉箱沉放→定位方驳离开→1-2个潮水后测量人员验收沉箱位置→下一件沉箱。

沉箱出运安装除了主要策划以外，几个过程环节是比较重要的。其一是沉箱上驳，不管是利用什么方式移动沉箱上驳，都需要考虑上驳码头标高与所选船型、当地潮水规律、以及施工队伍的上驳能力和速度来确定，这就要求在预制场建设过程中，尤其要侧重对出运码头的选择。其二是沉箱出驳，沉箱出驳主要考虑的是水域的水深条件，可以通过船舶型深、沉箱吃水、潮水、出驳水域底标高等计算需要的水深条件，如水深条件不足，需要设置下潜坑。其三是研究关注当地潮流、潮水、风力、涌浪情况，选择适合操作的条件进行出驳。其四是沉箱安装前对基床的验收以及确认基床面是否有回淤的情况，基床有回淤的情况，安装前一定要安排清理。

1.4、回填工程及混凝土胸墙工程施工

重力式大型沉箱码头工程中回填工程主要是指箱内回填和后方棱体回填，沉箱安放完成后，经历1-2个潮水，沉箱基本趋于稳定后，先进行沉箱箱内回填，一般选用回填中粗砂或回填块石，在完成箱内回填后，继续观测沉箱沉降位移情况，视情况进行后方棱体回填。上述的施工顺序一定不能倒置。并且后方棱体回填过程要根据沉箱的观测数据指导施工，棱体回填不能向着沉箱推填，一旦造成圆弧滑动，沉箱位移量过大，造成质量事故。

混凝土胸墙施工的控制要点与常规混凝土工程控制方法一致，其中与其他工程混凝土不一样的是，要充分考虑后方棱体回填对沉箱沉降位移的影响，尽量等沉箱位移相对稳定后再组织实施混凝土胸墙的施工。

2、结论

重力式大型沉箱码头建设发展随我国港口建设能力和建设需求的不断增加，逐渐大型、深水化，施工质量的过程把控在港口建设中扮演者重要的角色。而重力式大型沉箱码头建设过程中，影响工程质量的环节众多，比如沉箱预制是否优质、基槽开挖是否达标、基床沉降变化量的大小尤其是不均匀沉降、沉箱安装的精准程度等等都将对工程的整体质量造成重大的影响，这些施工技术要求和过程的控制一环扣一环，每一个环节都将对下一步的施工造成影响甚至对整个工程质量造成隐患。上述一些施工技术问题和施工要点并未涵盖沉箱码头建设的所需的所有控制要点。笔者认为，大型沉箱码头的所有施工技术是我们比较常用的一些技术措施，但是随着沉箱的大型化发展，对施工技术细节和过程的控制就显得尤其重要，并且沉箱施工涉及的技术问题比较多，在一个项目的建设周期里，要把每一个细节都处理到位，需要项目建设的每一个技术人员和管理人员持之以恒的去把握每一个细节，确保工程质量，铸造精品工程。

参考文献：

[1]重力式码头设计与施工规范JTS167-2-2018

[2]洪海冲.浅谈重力式沉箱码头在施工过程中的质量控制.中国水运（下半月），2012（11）.

[3]周讯，大型重力式沉箱码头施工过程中的质量问题与质量控制.化工管理，2013（6）.

[4]韩传强.重力式码头的施工技术要点分析[J].中华民居，2012

（作者单位：中铁广州工程局集团有限公司）