重力式码头沉箱加高方案比对分析

◎ 冯江鸿 广州港股份有限公司

1.工程背景

茂名港博贺新港区通用码头工程位于广东茂名滨海新区博贺新港区内，项目建设2个10万吨级、1个3.5万吨、1个7万级通用泊位（水工结构均为10万吨级）及工作船泊位，码头岸线长1208m，主码头前沿水深-16.0m，工作船泊位前沿水深-8.5m。在建设过程中，因工作船泊位使用功能升级，前沿水深需进一步升级(由-6.0m加深至-8.5m)，原有已预制沉箱CX-01结构随之也需进一步加高。沉箱CX01已于2018年预制完成并放置于港池寄存区内，尺寸为长17.45m×宽16.35m×高9.0m，纵向设有3个仓格，横向设有4个仓格，仓格尺寸为4.5m×3.9m，结构升级后CX01沉箱底高程由-6.5m加深至-9.0m，CX01沉箱高度由9.0m接高至10.7m,同时调整CX01沉箱的前后安装方向，将沉箱前趾调向陆侧安装，调整后CX01沉箱临海一侧仓格内填充素混凝土，陆侧两排仓格回填10-100kg块石。

2.方案比选

方案一：浚深基槽并预制1.7m高实心块体放置于沉箱基床上方，沉箱CX-01放置于实心块体上部，上部浇筑胸墙结构；

方案二：浚深基槽放置沉箱，预制1.7m高带卡槽实心块体置于沉箱顶部，上部浇筑胸墙结构；

方案三：浚深基槽，并对原有沉箱接高1.7m后安放，上部浇筑胸墙结构

从结构稳定、施工难度及造价成本等方面进行分析，以上三种方案各有优劣。

方案一：（1）预制块体放底部，不需对原预制沉箱进行改造，保持原沉箱安装高程，上部结构位于施工水位以上，上部结构施工难度小，施工周期快；块体采用陆上预制结构施工难度小，质量易保证。（2）预制块体体积、重量大，水下安装施工精准度不易控制，从而可能会出现安装块体表面平整度不够，沉箱底板与块体接触不均匀，发生应力集中损坏沉箱结构或沉箱底面出现前倾的风险，影响沉箱结构的稳定性。

方案一

方案二

方案三

沉箱接高模板安装示意图

沉箱接高示意图

方案二：（1）预制块体放顶部，不需对原预制沉箱进行改造，上部结构位于施工水位以上，上部结构施工难度小；块体采用陆上预制结构，施工难度小，质量易保证。（2）预制块体放顶部，与沉箱接触位置设置镶嵌槽，结构稳定性好；预制块体搁置于沉箱壁顶部，沉箱壁与块体接触接触不均时可能会出现局部损害沉箱外壁顶部的情况。（3）基槽浚深后，方案二的沉箱安放顶标高为+0.0m，当地设计高水位（当地理论基准面，下同）为3.20m，设计低水位：0.26m，极端低水位为-0.44m。因此，沉箱CX-01安装时施工潮水位基本上始终高于沉箱顶面，沉箱安装不到位时需再次抽干仓格水重新起浮安装，不易对沉箱安放时的精准度进行调整，沉箱安放质量很难控制。

方案三：（1）沉箱结构接高的结构整体性好，内部回填和上部结构施工难度小，沉箱安装精准度易控制。（2）沉箱CX-01寄存在港池内，接高施工均为水上作业，受风浪条件影响明显，施工安全风险影响因素多，且施工工期不易控制。（3）新老混凝土接触需特殊处理，寄存区内钢筋绑扎和混凝土浇筑等均需借用船泊作业平台，造价成本相对较高。

综上所述，方案一施工难度小但结构稳定性差，方案二结构稳定性好但沉箱安装精度不易控制，方案三结构稳定性好，但水上作业工期长、造价成本高。经过最终比选，沉箱加高采用了结构质量控制更好的方案三。

3.沉箱接高方案简介

CX01沉箱寄存时间长久，沉箱顶部钢筋腐蚀严重，首先在退潮期间时段凿出沉箱原竖向钢筋，凿除混凝土露出钢筋长度约50cm，采用单面焊焊接钢筋，焊接后涂上水泥浆保护。沉箱接高采用海上寄存区现浇的方式分三块进行，接高前将护舷口浇筑与沉箱齐平，方驳履带吊配合施工钢筋绑扎与模板装拆，滚装船拖运混凝土运输车及汽车泵至海上施工现场，直接泵送混凝土入模，前4仓钢筋焊接绑扎完成后装模浇筑到顶面，浇筑时分层厚度不大于50cm，接着施工后4仓和中间4仓浇筑到顶面。新旧混凝接触面用止浆条进行封堵，原有护弦口部位采用钢模板封堵。沉箱浇筑完成侧模拆除后，利用交通船+浮排采用专用防水砂浆对螺母孔洞进行修补，用运输驳船拖运淡水至施工现场覆盖土工布洒水养护，养护强度达到设计要求后对水位变动区的混凝土进行硅烷防腐处理。

沉箱隔舱内模板采用可伸缩的整体式钢模板，模板安装加固时向外张开，混凝土浇筑完成后向内收缩，与混凝土分离后整体拆除。内模下部加固采用顶撑杆，顶部加固采用内模与内模，内模与外模间的顶拉杆。

具体工艺流程如下：

施工准备→架设工作平台→护舷口加高→清理与凿出搭接的混凝土→钢筋焊接绑扎装模→沉箱分块加高→混凝土养护→硅烷防腐

4.结语

茂名港博贺新港区通用码头工程因使用功能升级等原因，前沿水深和沉箱结构需要浚深和加高升级，根据现场实际情况和施工条件，不同方案间均有优劣。通过施工方案的比较，确定出更符合现场实际、质量更容易保障的最优方案，这既保证了质量，又保证了工程的顺利实施，为今后类似大型沉箱加高和码头升级改造积累了一定的工程经验。