船闸引航道增设系船设施施工工艺分析

2021-12-09李晶晶江阴船闸管理所

珠江水运 2021年20期

李晶晶江阴船闸管理所

作为水上运输通道，江阴船闸北通长江，南连锡澄运河，是连接苏南苏北以及长江沿线诸城市的重要口门。近来，随着经济的不断发展，水运量逐年增加，同时船舶大型化等因素使江阴船闸老闸已经不能满足现有的通过要求。在由黄田港迁址夏港河后，江阴船闸从规模和年通过量上都得到较大提升。与此同时，船闸的附属设施建设等也需要随船舶通过量的增加进行调整。为此，在下游引航道增设系船设施。

1.工程建设背景

江阴船闸于2015年12月22日通过交工验收投入试运行，船闸位于江阴市夏港镇新夏港河水利套闸处，船闸下闸首距长江主航道1.5km。江阴船闸为Ⅲ级船闸，船闸的建设规模为2＊180＊23＊4m（线数＊闸室长＊口门宽＊最小槛上水深）。

江阴船闸为双线船闸，两线船闸共用引航道，下游停泊段长575m，西侧均布靠船墩，东侧为锚泊区。左侧紧邻远调停泊段布置了报港站，顺岸长度195.4m，引航道局部向左加宽45m,用于报港船舶临时停靠。为有序地调度过往船舶进出船闸，在入江口门左岸布置有报港站，作为船闸、航道、海事、水上公安等职能部门联合办公之用，由江入河船舶过闸前须在此完成相关手续后方可进入远调段靠泊待闸。

目前在江阴船闸下游左侧引航道内船舶不是顺暗停靠，而是垂直于岸边停靠，原靠船设施间距26.6m使多数船舶无法使用靠船设施。下游未设专用待闸锚地，船舶在报港站待泊水域和远调站待闸。

2.基础资料

2.1 气象

本区属中亚热带北部向北亚热带南部过渡的湿润性季风气候区，受季风环流影响，雨量充沛，日照丰富。年内春夏秋冬四季分明，热量充裕，冬天寒冷夏天湿热。主要气象特征如下。

2.1.1 降水

降雨年际变化比较大，如降雨青阳站1954年全年降雨量达1457mm，而1978年全年仅降雨554mm；降雨分布也不均匀，5～9月平均降雨量为680mm，约占全年总量的65%左右。

2.1.2 风况

全年受季风气候的影响，历年主导风险为东北东和南南东风，夏季主导风向为南南东，秋季主导风向为东北东，历年最大风速达18.1 m/s，平均风速为3.3 m/s，年平均≥8级风天数平均为7天。

2.2 特征水位

锡澄运河内的水文为内陆平原河网特征，河道水源主要由江、湖及与之相连的河道补充。在锡澄运河中段青阳镇设有青阳水位站，其资料年限较长，可以代表锡澄运河的水位特征。据青阳镇水位站的资料统计，锡澄运河内河水位特征值如下：

多年最高水位：3.20m（1991.07.02）；多年最低水位：0.47m（1968.03.25）；多年平均水位：1.30m。

长江肖山水位站位于锡澄运河如江口（黄田港）下游约5km，可代表长江江阴河段水位特征。主要潮位特征值如下：

多年最高潮位：5.31m；多年最低潮位：-1.11m；平均涨潮历时：3小时41分；平均落潮历时：8小时45分。长江每年6～9月为主汛期，11月～次年4月为工程区内的枯水期。

2.3 工程地质

2.3.1 地貌地形

本工程区属于长江三角洲冲积湖平原，地面标高在2.05～6.50m之间。闸址区地层主要由上覆第四系人工填土和冲积、湖积相的粉质粘土、粉土、粉砂、细砂组成。

2.3.2 地质构造

根据现场地质调查，勘区地层上部由较厚的第四纪土层覆盖，未发现活动断裂迹象，场地稳定性良好。

2.3.3 工程地质条件

江阴船闸闸址地表普遍分布人工填土，厚度变化较大，以杂填土为主，左侧鱼塘现为电厂粉煤灰堆场，分布一层饱和软土，厚度1.3～7.2m，平均3.21m，底板埋深一般小于3.5m。勘区粉质粘土普遍分布，厚度变化不大。饱和砂性土在勘区均有分布，厚度变化较大。

3.设计方案

3.1 设计原则

遵守交通部有关的工程技术规范、规程及规定，贯彻科学、经济、合理的原则，节省工程投资。确保建筑物的安全，不降低原有建筑物技术标准和结构安全度。主要技术的可行性、经济合理性、施工的方便性，尽量不影响船闸营运生产和周边建筑物的安全。

3.2 具体设计方案

2019年江阴船闸在下游引航道内左侧增设部分靠船设施，在原有扶壁结构基础上增设靠船墩，将扶壁式结构改造成靠船墩形式。开挖扶壁后方回填土，施工期间开挖后方回填土和浇筑混凝土时，注意不得破坏附近的各种管线；开挖深度为4.1m，长3.5m，宽2.6m，并绑扎钢筋，浇筑大体积混凝土，再纵横向植筋，另其与原有扶壁式结构钢筋相互搭接，加固稳定其结构。在每两个原靠船墩中心线三等分处增设靠船墩，每两个原靠船墩之间增设2个靠船墩，每个靠船墩增加2个系船钩，从下游往上游方向依次按顺序布置，共33个靠船墩。另增设10根系船钢管桩，用于长江口处的海事办公船舶固定用，桩的位置由海事部门确定，钢管桩直径1.2m。

4.施工要求

4.1 总体要求

本工程在水位正常时进行施工，注意避开洪水时期施工。同时由于本工程在不停航时进行，要注意合理安排工序和流水节拍，保证施工和通航安全，抓紧施工进度，保证工程按时完成。

4.2 大体积混凝土施工

4.2.1 基本规定

（1）大体积混凝土的设计强度等级宜为C25～C50，并可采用混凝上60d或90d的强度作为混凝土配合比设计、混凝土强度评定及工程验收的依据；本工程中混凝土采用C25强度等级。

（2）大体积混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；混凝土浇筑体里表温差不宜大于25℃；拆除保温覆盖时混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于20℃。

（3）大体积混凝土配合比设计除应满足强度等级、耐久性、体积稳定性等设计要求外，还应满足施工工艺要求。

（4）大体积混凝土制备及运输，需要根据预拌混凝土供应运输距离、运输设备、供应能力、材料批次、环境温度等调整预拌混凝土的有关参数。

4.2.2 施工准备

大体积混凝土供应能力应满足混凝土连续施工需要，不低于单位时间所需量的1.2倍。在浇筑混凝土前应进行检修和试运转，其性能和数量应满足大体积混凝土连续浇筑需要。

4.2.3 混凝土浇筑

根据所用振捣器作用深度及混凝土的和易性确定混凝土浇筑层厚度应，整体连续浇筑时宜为300mm-500mm,应避免振捣过程中的过振和漏振。

整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑，应缩短间歇时间，并应在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。

4.2.4 混凝土养护

大体积混凝土应采取保温保湿养护。在每次混凝土浇筑完毕后，除应按普通混凝土进行常规养护外，应专人负责保温养护工作，并应进行测试记录并保持混凝土表面湿润。

混凝土浇筑完毕后，在初凝前进行覆盖或喷雾养护工作。在冬季气温较低时，需要对混凝土进行保温养护，保温材料可采用塑料薄膜、土工布、麻袋、阻燃保温被等，同时应现场监测混凝土浇筑体的里表温差和降温速率，当实测结果不满足温控指标要求时，应及时调整保温养护措施。最后，大体积混凝土结束后，地下结构应及时回填土。

4.3 系船钢管桩

4.3.1 施工工艺

施工流程图如图1。

图1 系船钢管桩施工工艺流程图

4.3.2 钢管桩制作级吊运安装

钢管桩于专业厂家制作，通过水运至施工场地，打桩船锤击沉桩。钢管桩的制作、调运、沉桩和验收应严格按照《港口工程桩基规范》（JTS167-4-2012）及《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205）的规定执行。

4.3.3 钢管桩制作

钢管桩所采用刚才为Q355，质量符合《低合金高强度结构钢》（GB1591）的规定。采用螺旋焊缝，所有焊缝不仅需要对外观进行检查，还用采用超声波进行内部探伤检查。钢管桩外表及外露钢构件表面均应表面除锈，钢管桩外表面防腐：防腐底层采用80μm富锌漆，中间层采用120μm环氧云铁防锈漆，面层为200μm聚氨酯漆。涂层防腐范围：桩顶面以下13m。在吊运及沉桩过程中应尽量壁面破坏涂层。