沉箱围堰拆除施工技术总结

赵春磊

(山东港通工程管理咨询有限公司，山东 烟台 264000)

本论文结合参与过沉箱围堰拆除工程的施工经验，在施工过程中若因施工准备不足、吊索具受力不够、周边环境影响考虑不周全等，均会造成不必要的财产损失及人员伤亡问题。因此，施工前期准备、吊索受力、现场周围环境等因素是在沉箱围堰拆除施工的准备过程中要控制的重点，在此总结中纳入研究的重点内容。

1 工程概况及工程特点

1.1 工程概况

沉箱围堰结构采用重力式沉箱结构，围堰总长90.77 m，单体沉箱长9.3 m,宽8.1 m，高9.4 m，重480 t。在前期新建沉箱围堰施工过程中，为便于后期沉箱围堰的拆除工作，特采取沉箱结合腔侧面涂刷2遍沥青漆，内侧回填细砂，底部铺设土工布，靠陆侧结合腔内回填级配碎石。保障围堰止水采取临海侧腔内设置止水钢板，并用C25混凝土水下浇筑封堵，沉箱预制时预埋的钢导管进行沉箱底部块石基床低压升浆。

1.2 本工程特点及难点

(1)围堰间各腔内混凝土及止水板钢板相连，沉箱拆除过程时应重点考虑。

(2)沉箱底部有旋喷止水桩相连，沉箱拆除时施工过程中应重点考虑。

(3)沉箱底部有吸附力，沉箱拆除时施工过程中应重点考虑。

(4)沉箱注浆管存在漏水现象，增加沉箱的自重力，吊索受力设计计算时应重点考虑。

2 操作要点

2.1 沉箱结合腔混凝土及止水钢板相连处理方式

沉箱围堰结合腔处理主要考虑，结合腔混凝土与沉箱混凝土间涂刷两遍沥青漆效果，二者之间有一定的黏结力，且黏结力最大部位在于沉箱之间止水钢板与结合腔连接部位。经与多位施工经验丰富的专家论证，需在止水钢板两侧钻孔，将结合腔混凝土与止水钢板剥离即可。

地质钻机找准位置就位后，开始调整钻杆进行钻孔，钻进深度达4～5 m时，孔口开始串水，如图1所示。且水中含有粗颗粒石子，再继续往下钻进时开始出现卡钻现象。为便于查找原因，在不同的沉箱间结合腔混凝土处各钻1～2个孔，发现都出现类似问题。后经研究发现：

图1 孔内串水

(1) 地质钻机依靠钻头在高速旋转液压的条件下将混凝土表面磨成粉尘，并利用高压气体将粉尘吹出孔外，当出现串孔或孔内出现大范围松散物质时，气体不能将粉尘吹出孔外导致发生卡钻现象。

(2) 当串水中含有粗颗粒石子时，证明结合腔局部出现松散混凝土夹层，即浇筑水下结合腔混凝土时浆液大部分被海水冲刷流失。

处理方法：

(1) 引进液压返浆式地质钻机。优点：钻进松散混凝土夹层时，采取液压式将松散混凝土磨碎，再通过循环泥浆将磨碎后的混凝土返至孔外。缺点：工程造价高，施工进度极慢，且在本工程中钻孔还要受潮水影响。故本工程暂不考虑此方案；

(2) 根据施工现场情况，直接采用现场钻机进行钻孔，孔内出现串水时立即停止钻进。沉箱起吊时先提升沉箱西侧，当吊力达到250～300 t时沉箱止水钢板从结合腔混凝土中撕裂，如图2所示。

图2 结合腔松散混凝土夹层

2.2 沉箱内细砂清除

本工程沉箱内回填细砂，根据以往施工经验适宜采用抽砂泵进行抽砂。高潮时，抽砂船靠拢沉箱南侧，将抽砂泵置于沉箱内开始抽砂；低潮时，需另加水泵向沉箱内灌水，为确保抽砂泵能抽到砂子，灌水量必须大于抽砂泵的水量。经现场多次查验，发现以下问题：

(1) 沉箱内因预埋注浆管较密，向沉箱内搁置抽砂泵或往外拔抽砂泵时，施工难度较大。

(2) 因回填的细砂中含杂物较多，如石头、袋子等杂物，导致抽砂泵水龙头被堵塞，只能抽到水。

(3) 抽砂过程中发生断电后，易发生堵管现象。

因诸多原因造成沉箱内抽砂施工进度缓慢，后经调查发现，22 m长臂挖掘机前壁正好为10 m，而沉箱仓格深度为8.9 m，采用长臂挖掘机开挖时能将沉箱内细砂清除干净。长臂挖掘机需乘低潮时进行开挖，由后八轮装车直接运出场外存放，且每个低潮只能完成1个仓格，若完不成时仓格内将灌满水，第二次开挖时需先将水排干后才能进行开挖，否则挖斗内只能挖到极少的砂子或清底不干净，增加沉箱的自重。

3 起重船选择

(1)根据现场实际情况，后排沉箱中线距离码头岸线为20.2 m<起重船跨距26.2 m，满足要求；

(2)现场实际高度44.4 m(含钢丝绳60/2 m、沉箱9.4 m、码头面至最低水面高度5.0 m)<起重船吊高50 m，满足要求；

(3)沉箱自重480 t，外加残余部分的水、砂、盖板、水泵等51 t，总重531 t<起重船吊力700 t,满足要求。

4 实践中的经验和教训

4.1 沉箱结合腔止水处理

(1)沉箱侧面涂刷沥青漆。本工程沉箱安装前，在沉箱侧面涂刷2遍沥青漆作隔离，隔离效果较好。今后类似工程可采取此方案进行混凝土间隔离。

(2)沉箱结合腔混凝土。本工程沉箱安装时，沉箱缝宽较大，浇筑混凝土时大量混凝土浆液从缝间流失造成松散混凝土夹层。今后工程建设中需严格控制沉箱安装缝宽，并在结合腔两端根据现场实际情况安放已缠好2～3层土工布的钢管，达到止浆效果后，方可浇灌M20水泥砂浆。亦可在结合腔间填充黏性土，再打设旋喷止水桩，从而达到止水效果。

(3)结合腔间设置止水钢板。根据施工现场在结合腔间设置的止水钢板，止水效果较为明显。今后类似工程可采取此方案进行止水。

4.2 沉箱底部隔离处理

本工程基床整平完成后，在其顶面铺设一层土工布，沉箱安装时直接坐底于土工布上，进行沉箱底部块石基床注浆时，土工布隔离效果较好，沉箱底部基本没有粘水泥浆等杂物。但沉箱底部铺设土工布后，沉箱与块石间的摩擦系数大大减弱，经多次实验模拟证明摩擦系数为0.3，采用此种工艺时，需经验算沉箱围堰稳定后，方可采纳。

4.3 沉箱拆除

本工程沉箱基床呈阶梯形布置，块石基床注浆及沉箱拆除施工难度极大，同时东侧堵头方块亦给沉箱拆除带来极大的难度。因此，建议今后工程建设中沉箱基床最好处于同一标高，且沉箱最好呈“Z”字形平面布置，后期沉箱拆除时，可将中间拐角处沉箱作为突破口进行拆除。

5 结 论

本文通过反馈和总结了沉箱围堰拆除施工中各个环节控制要点，及施工中总结解决措施，同时总结了沉箱围堰拆除施工过程中的经验和教训，具有较强施工可操作性，为后续施工奠定了坚实的基础。