某电厂配套沉箱码头受损修复方案

    胡顺能+张光兴+刘亚洲

    摘 要：首先简要介绍了某电厂配套沉箱码头受损基本情况，接着阐述码头方和船东方提出的受损码头修复方案，并分别进行技术经济评估，最后提出技术可行、经济合理的码头修复推荐方案，可为同类工程提供参考。

    关键词：沉箱码头；修复；加固

    中图分类号：U656.1 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）11-0056-02

    1 电厂配套沉箱码头受损情况

    1.1 沉箱码头概况

    某电厂“大代小”技改配套的3.5万吨级码头工程长231.24m，重力式沉箱结构，主体结构由17个沉箱组成。设计高水位2.86m（采用秀英基面，下同），设计低水位0.15m，码头前沿顶面高程7.00m。沉箱坐落在厚度3.6m、底宽21.55m、顶面高程-13.4m的抛石基床上，抛石重10～100kg，抛石基床下为粉质粘土。沉箱上部为现浇混凝土胸墙和卸荷板。沉箱单件长15.36m、宽14.15m、高15.80m，重15507KN，混凝土工程量为632.94m3。沉箱由两个纵隔板和三个横隔板隔成12个内舱；沉箱内填充中粗砂，粘粒含量不大于5%。

    1.2 沉箱码头受损情况

    2008年3月，该码头受到一艘满载3.55万吨煤炭的“泰和海”轮靠泊码头时碰撞，造成混凝土沉箱破损。事故发生后，中国船东互保协会会同某电厂码头方共同委托某海洋工程服务有限责任公司，对被撞沉箱的损坏情况进行水下检测、摄像及水下录像。检测结果显示，船舶直接撞击的沉箱为8#沉箱，出现了严重的破损，破损处被击穿后形成一个破洞，破洞高为5.6m，上宽约1.2m，下宽约1.2m，中间宽约1.5m，同时破损周围附着大量的海生物；被撞的孔洞周围形成长短不一的裂缝，现场检出有四条裂缝，其中两条为长1.1m，另外一条长为2.0m，横向裂缝长约为8m；被撞的8#沉箱与相邻的7#、9#沉箱之间存在错位。沉箱受损位置及破损情况如图1所示。

    2 码头受损修复方案

    8#沉箱码头受损而影响码头的安全及电厂的正常运行，需进行加固修复。该电厂和中国船东互保协会各自委托一家单位出具了修复方案，电厂委托某设计院编制的修复方案称“方案一”，中国船东互保协会委托某科研院编制的修复方案称“方案二”。

    2.1 修复方案一

    方案一修复思路：从沉箱补强、沉箱裂缝修复两方面恢复其使用功能。沉箱补强通过对损坏的沉箱前沿外侧4个舱格灌注水下混凝土，使其形成实心块体；沉箱裂缝修复则采用水下压力注浆的方法予以修复。

    修复施工主要步骤如下：①拆除码头面层结构，搭建恢复码头面使用功能用临时钢结构；②为灌注沉箱修复水下混凝土，拟采取无声破碎剂爆破技术拆除胸墙；③拆除胸墙混凝土后，用长臂挖掘机挖除沉箱顶部碎石层，再用抽砂船抽走箱格内回填砂；④灌注水下混凝土前，先清除破损孔洞周边破碎混凝土，调整钢筋至合适状态，潜水员打膨胀螺栓固定外侧模板；⑤沉箱前舱格填芯混凝土采用水下自密实混凝土灌注，并按构造配筋。采用导管法灌注水下混凝土，用搅拌车将混凝土从搅拌站运到码头，再通过混凝土输送泵使混凝土通过串筒、承料漏斗，经竖直导管到达舱底；⑥现浇胸墙混凝土，用混凝土搅拌车从搅拌站运输混凝土至现场，用混凝土泵车入仓。

    经計算，该修复方案的投资约992万元。

    2.2 修复方案二

    方案二修复思路：修补沉箱破损孔洞，仅对破损孔洞所在舱浇注轻质混凝土，其余11个舱进行化学灌浆，裂缝内灌浆处理。

    修复施工主要步骤如下：①修补处沉箱表面清理（裂缝处与破损处周围）；②裂缝表面封闭处理；③埋设注浆孔和出气孔；④沉箱破损处钢筋水下焊接补强；⑤在沉箱上植筋（螺栓）；⑥制作钢板，在钢板上钻预留孔，并在一侧焊接锚固钢筋，钢板防腐处理；⑦钢板吊运、固定在沉箱破损处；⑧沉箱顶部钻灌浆孔和出（排）气（水）孔；⑨沉箱内灌浆；⑩裂缝内灌浆。

    经计算，该修复方案投资约285万元。

    2.3 两方案技术评估

    方案一和方案二修复方案各有优缺点，修复费用相差707万元。双方最终请求海事法院鉴定。受海事法院委托，我公司组织技术、经济人员对两方案进行技术经济评估，分析其优缺点。方案一、二技术评估见表1。

    3 推荐的修复方案

    3.1 修复方案设计原则

    （1）确保工程修复后不影响码头的使用功能、不降低使用寿命；

    （2）修复时对码头正常运行的影响尽量小；

    （3）方案经济合理，兼顾码头方和船东方的利益；

    （4）对有破损或破损轻微的构件，其破损不至于影响结构安全运行，采取修补或补贴修补费用的方法；

    （5）方案可行，且具备本项修复施工能力的施工单位较多。

    3.2 推荐修复方案

    根据上述的修复设计原则，通过对码头破损程度、破损对安全的影响以及双方修复方法的修复效果分析，结合国内现有技术水平，我公司提出破损的沉箱前壁洞口封堵及裂缝修复方案。

    对沉箱前沿4个舱水下浇筑轻质LC35混凝土，为了保证新老混凝土的结合，在破洞周边凿除约300mm的破损混凝土，并涂抹SHJ-W2601改性环氧水下粘结剂（双组份）；沉箱裂缝修复采用潜水员水下修补及化学灌浆，潜水员沿裂缝走向骑缝凿出深度不小于30mm和宽度不小于20mm的U形凹槽，并清洗干净，采用水下植筋胶作为封缝材料一次或分次压入U形凹槽内使其略高出槽面，并抹平修整，沿裂缝走向按500mm间距钻灌浆孔埋设灌浆嘴，然后按竖向缝自下而上、水平缝自一端向另一端的顺序进行化学灌浆。在整个修复阶段为了防止潮水涌入码头面，保证码头的正常运行，需要在沉箱外侧上口安装钢制围柃，并在接口处用水玻璃砂浆密封。

    推荐修复方案主要施工步骤如下：

    （1）场外施工准备：①施工船只、人员组织；②钢桁架制作；③孔洞钢模板、补强钢筋网加工。

    （2）现场前期施工：①前轨、胸墙拆除；②卸荷板上部回填料挖除；③钢桁架安装，前轨铺设；④安装钢制围柃；⑤前壁外沿表面清除，查明其他裂缝。

    （3）修复施工：①沉箱前舱格回填料清除；②利用钢筋位置测定仪，测沉箱钢筋位置，进行推算模板膨胀螺栓、灌浆孔定位；③洞口破损边缘凿除、钢筋调直，补强钢筋网焊接，孔洞模板安装；④破损边缘周边涂抹粘接剂、沉箱4个前舱格砼浇筑；⑤裂缝水下植筋脏胶修补；⑥钻灌浆孔，埋设灌浆嘴，裂缝灌浆；⑦拆除前轨、钢桁架，胸墙砼浇筑，前沿防腐涂料；⑧卸荷板上部回填，安装护舷，码头面恢复，码头前沿砂石料清理。

    经分析测算，该推荐方案修复投资约794万元。

    4 结语

    该码头受损修复工程受海事法院委托进行技术评估，本着客观、严谨、实事求是的态度对码头方和船东方的修复方案，进行独立客观的评估。

    我公司根据码头的损伤程度、破损对安全的影响以及对各修复方案的修复效果分析，在确保工程安全与修复效果的前提下，力求经济合理，提出了修复质量有保证、可供选择的施工队伍多、施工工序相对较少、施工工期较短的推荐修复方案，最终得到法院、码头方和船东方三方的认可。

    该沉箱码头修复处理方案可供类似工程参考。

    参考文献：

    [1] 魏邦武.海口救助基地码头修复工程施工简介[J].中国高新技术企业，2010，（7）：148-150.

    [2]交通运输部.重力式码头设计与施工规范.（JTS 167-2-2009）[S]

    [3] 交通运输部.港口水工建筑物修补加固技术规范.（JTS 311-2-2011）[S]

    [4] 交通运输部.港口设施维护技术规程.（JTJ/T 289-1997）[S]

    [5] 建设部.轻骨料混凝土技术规程（JGJ51-2002）[S]