码头升级改造技术分析——天津港大港港区建材码头升级改造工程实践

中交一航局第一工程有限公司，天津 300456

天津港大港港区建材码头升级改造工程位于天津南港工业区北部港区，项目要求将原建材码头（5#～6#泊位）改造为1个4万t级通用泊位。该项目不改变建材码头前沿线的位置，主要建设内容为更换SC1000H橡胶护舷39组和1000kN系船柱15个，码头前沿疏浚2.64万m3及码头承台下方削坡1.87万m3。在码头后方堆场新增10kV变电站1座，并配置相应配套设施，为码头前沿新增插座箱供电，以此满足停靠船舶的用电需求。

该项目开工时间为2020年3月13日，交工时间为2020年5月29日，总计77d。合同金额为1297.699万元。

1 施工工艺及实际效果

1.1 港池挖泥及岸坡削坡工艺选择

因为码头改造需要靠泊更大的船舶，同时周边2个泊位也在营业中，所以港池内挖泥采用较小型机动的船舶进行作业。港池挖泥采用8m3全回转式抓斗船进行码头前沿基槽的开挖，根据抛泥区距离计算，配置2艘1600m3开底驳作为淤泥的转运船舶；基槽开挖采用分段分层、梅花布设的开挖形式进行，设计浚深为-13.5m。

岸坡开挖采用专用的削坡器，削坡器前端配置铰刀头及高压水枪，铰刀通过铰刀臂与卷扬的协同作业放置于岸坡位置，刀头前端自带测深探头，削坡器利用卷扬及台车控制平面位置及高程。削坡器作业时铰刀臂靠在桩间进行削切，淤泥通过吸泥管排至抓斗船作业区域，由抓斗船挖出倒运自航驳转运外排。

施工效果：施工水域属于有掩护的作业区域，但是南港工业区的气象条件在3—5月并不理想，削坡器从3月8日开始进场，截至5月10日完成作业，受5级以上大风天气影响，并未施工18d，风力对削坡器影响较大。经过测深及计算后，实际工效为600～700m3/d。

削坡器无制动装置，需要配置起锚艇，协作单位为江苏建航单位工程有限公司。实际削坡效果在轨道梁方向近岸侧差距不大，但是码头岸线方向离岸侧差距较大（离码头前沿越远效果越差）。码头前沿16m以下削坡效果较好，作业范围最多可达20m。削坡厚度在2m以下为宜，一次性削坡厚度可达1m以上。设备自带测深探头，经过水坨及测深仪的复核，误差可为30～50mm。削坡器可削切硬质黏土，对部分硬质土块效果较好。

1.2 系船柱及护舷更换

施工需要将原靠船设施拆除后，采用化学植筋的方式按照图纸位置进行埋设后安装。拆除原靠船设施后，复核系船柱及护舷的高程和平面位置，新埋螺栓位置采用水钻淘孔。因护舷更换作业位置受水位波动影响较大，故采用房建常用的高处作业平台进行施工作业。

（1）护舷及系船柱拆除。经过码头承载力和码头混凝土强度核查，采用气焊切割、风镐凿毛、25t汽车吊调运形式进行拆除，主要质量控制要点为标高和平面位置的控制。在系船柱拆除过程中发现之前码头的预埋管路与新安装的系船柱有冲突，鉴于水工码头经验，建议设计平移一个水平筋的间距，申请设计变更并经由设计验算，系船柱整体向海侧平移20cm。

（2）化学植筋钻孔。系船柱螺杆采用M56，Q235a全牙螺杆，因规范要求拓孔孔径≤1.2d（d为直径），故洗孔使用外径62mm的水钻进行，根据规范要求洗孔深度≥672mm（12d）即可。钻孔效率上，单台钻机约6～8孔/台班，约12～16孔左右更换一次钻头。护舷螺杆采用M39，2cr13全牙不锈钢螺杆，采用46mm钻头，钻孔深度≥468mm。单台钻机约8～12孔/台班，约30～40孔左右更换一次钻头。护舷钻孔作业施工受水位影响较大，根据水位及码头高程核算，468个孔中有164个需要赶潮作业，垂直作业高差达到2m。同时为平衡进度要求和成本，项目采用3500元/台的高处作业平台进行施工，4台设备同时作业，减少吊车的使用。

（3）植筋。植筋胶采用德国喜利得品牌产品，该工程设计要求A类植筋胶。根据《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145—2013）规定，确定合理的植筋参数以及孔深、孔径、拉拔试验的具体要求等。植筋胶使用前必须经过混凝土黏结性试验检测，送检天津市质量监督检验站第24站；钢筋（螺杆）必须经过试验合格，主要检测项目为使用钢材的屈服强度；清孔，要做到三吹两刷，清刷完毕后必须使钻孔洞内清洁干燥，水位变动区使用热喷枪速干；插入钢筋时要边旋转边插入，且要注意向一个方向旋转，以使胶体与钢筋充分黏结。关于植筋胶的使用，厂家有详尽的使用说明书，涉及具体清孔、环境、温度要求等内容，不在此赘述。

（4）系船柱及护舷安装。系船柱及护舷安装过程中均需要放置定位板，要制作两种定位板，钻孔使用比钻头直径大2～3mm，植筋直径比螺杆直径大2～3mm，要保证植筋的相对位置和垂直度，使其顺利安装。系船柱及护舷安装精度要求分别如表1、表2所示。安装前准备好委托加工的系船柱及护舷进场报检，系船柱厂家为塘沽金瑞通有限公司，护舷厂家为烟台泰鸿橡胶有限公司，两家公司均具备深化图纸和现场服务能力。系船柱按定位盘位置调整标高，测量复核后进行吊装作业，螺栓采用富锌环氧底漆涂抹后填充冷补沥青砂。冷补沥青砂不用现场加热，特别适合修复性工作。码头面层设计要求使用环氧树脂砂浆，后变更为CGM300高强无收缩灌浆料，主要涉及抗冻性及强度，使用时采用小型拌和机加水拌制即可使用，自流平后需要进行养护。

表1 系船柱安装精度要求

表2 护舷安装精度要求

2 施工期间作业要点及注意事项

（1）水上水下作业许可。在船舶进入现场前，需要按照2019年更新的水上水下作业许可证程序办理许可证，通航安全保障方案需要业主组织专家论证，材料准备周期约为14d。

（2）作业前复测水深。在业主交桩校核后，应组织水深测量，并根据测深结果核对图纸，测深时应采用测深仪对比水坨进行校核，避免仪器与潮位对测量结果产生干扰。工前测量一定要精细，测量的数据不仅是对工程量的复核与质量控制的参照，而且可以作为第三方最终检测数据不准确时的依据。

（3）削坡器作业。沉降位移观测点标志埋设在码头面层，使用长度为20cm、直径为12mm的螺纹钢。埋设时选择在码头结构结合部位，观测点设置两排，每排不少于5个，第一排距离码头前沿45m，第二排距离码头前沿70m。位移观测采用边角坐标法，观测的平差计算利用简易平差法进行，观测边坡采取矩形法施工。施工开始前观测初始状态2d，施工期间每天观测1次，施工结束后观测5d。观测过程中如果发现观测曲线变陡、变形速率加快等异常现象，应增加每天观测次数，且局部加密观测点，并应立即停止施工，研究工程措施。线性控制量为沉降≤10mm/d，位移≤+4mm/d，总位移＜+30mm。

（4）系船柱钻孔。钻孔时水平筋并不影响施工效率和垂直度，但是立筋影响钻孔时的效率及垂直度控制；需要提前制作定位盘，定位盘半径比水钻尺寸大1个立筋的尺寸，便于调整位置。作业时定位盘靠膨胀螺丝固定，避免偏位。系船柱安装对精度要求较高，如果钻孔相对位置误差超过5mm，就需要二次拓孔，因此一定要保证钻孔的相对位置。

（5）植筋胶检测。植筋胶入场后需要进行混凝土黏结性检测，按照《混凝土结构工程用锚固胶》（JG/T 340—2011）执行，该项内容往往容易被忽视。

（6）拉拔试验。拉拔试验要在试验前对试验仪器的量程进行校核，该工程忽视了这点，首次做的试验螺杆预留长度只有20cm，由于长度不够又重新做了一次试验。其余的按照非破坏性试验的具体要求执行，如检测数量、分级加载等要求，具体可查阅《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145—2013）中第9章“锚固施工与验收”。

3 结束语

码头改造施工的施工周期通常比较短，使用的工艺多，且材料多而杂，检测内容涉及单位多，同时业主方提供的图纸往往不能完全满足现场的实际情况。因此，施工单位需要安排经验丰富的管理人员同时从工艺选择、材料筹备、机械设备投入、试验检测周期等方面深入策划，保障施工质量、进度、安全的可控。此外，在施工过程中，还应针对策划过程中可能产生的交接桩、材料更换、周边营业影响、预埋管路位置等问题做好合同索赔工作。