外海无掩护深水孤立墩码头施工关键技术

    崔海涛　张科升　韩斌武

    

    摘要：本文结合大连液化天然气项目码头工程，对外海无掩护深水孤立墩式码头施工中的基础挖泥、渣礁、抛石、整平以及上部结构施工的关键技术进行总结和阐述，以期对类似工程项目的设计和施工提供借鉴和帮助。

    关键词：外海无掩护；孤立墩；码头；施工

    中图分类号：U655.1 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）03-0068-02

    1工程概况

    本工程主要包括液化天然气专用泊位一个，引桥一座，火炬栈桥一座及海水排出管。其中码头泊位包括3大区，分别是系缆墩、靠船墩、工作平台。

    2施工关键技术

    2.1基础挖泥、炸礁

    首先利用抓斗式挖泥船将各墩基础顶层覆盖淤泥清除，然后根据设计对基槽的具体要求，按照规范规定的方式，确定炸礁参数和成孔深度、孔距及单位耗药量。由于水深和水流均较大，普通钻爆船套管无法准确定位，因此施工时对炸礁船进行了改造。炸礁完成后采用挖泥船进行清碴至设计标高。

    2.2基床抛石

    施工中作业船舶均采用GPS全球定位系统根据已建立的相对坐标控制系统进行测量定位，采用方驳加挖掘机进行基床抛石，施工区域水流为东西流，涨潮西流，退潮东流，定位位置根据水流流向和流速确定，抛石方驳顺流驻位。在抛石完毕后，采用GPS定位，测量水砣进行抛石验收，并采用SDH-13D型水深测深仪进行检查验收，主要是检查有无高点。

    2.3基床整平

    整平总体分为3个阶段，第一阶段进行基床整体检查，查看有无高点，并对顺道与基床间空隙进行填充，第二阶段进行粗平，采用方驳装15cm左右的地瓜石，利用反铲挖掘机根据潜水员水下指令进行供料，粗平后复测顺道，第三阶段为细平，石料采用6-9cm二片石。

    2.4沉箱拖运安装

    （1）定位方驳驻位：因本工程施工水域水流速度较大，沉箱安装时，需定位方驳辅助定位，定位方驳驻位于上流，与水流方向垂直，根据水流阻力计算，按本区域最大流速考虑0.85m/s，此时水流阻力为9t左右，定位方驳锚机拖带力必须在10t以上；带在定位方驳与沉箱间缆绳选用φ80聚丙纶（破断力为51.7t）。根据对流速资料的分析，沉箱安装工作选择在最低潮或涨潮时，水位在+2m～+3m之间进行，此时，流速小于0.5m/s。

    （2）沉箱拖靠定位方驳：沉箱利用两艘拖轮浮拖至安装现场，帮靠至定位方驳上，采用两条φ80聚丙纶缆绳与方驳交叉连接。

    （3）200t起重船驻位：沉箱与定位方驳间连接完毕后，200t起重船驻位于水流下流，前缆带于安装好的沉箱上或下锚，后缆下锚，并带两口缆于沉箱上。安装时调节方向，吊船在沉箱安装过程中应保持50t左右吊力，测量利用GPS及全站仪控制沉箱安装轴线及中心线。待沉箱落于基床后，停止压水，如果安装位置不满足规范要求，通知200t起重船起钩至100t，通过沉箱偏移规律，通过200t起重船变幅或移位调整沉箱位置。待沉箱位置满足要求后，200t起重船缓慢落钩，沉箱落稳后再次进行位置测量，符合要求后进行箱内压水，不符合要求，再次起钩安装。

    2.5块体预制

    本工程上部设计块体217块，其中根据重量需要700t起重船安装的103块，需要200t起重船安装的114块，但考虑到一个安装批次中既有需要700t安装块体又有200t吊船安装块体，如果同时调遣两组船到现场或全部用700t吊船安装，会有较大的成本浪费，因此在块体预制前，根据每个墩块体的重量及起重船情况进行优化，将小块合并为大块，或将重量超出起重船起重能力的块体，预留标高或坑槽，以减少重量，引桥上面板则大板分成小板，控制块体重量在25t左右，采用50t汽车吊进行陆上安装。

    2.6预制块体安装

    块体安装前，利用水准仪精确测量沉箱外隔墙顶标高，根据测量数据确定沉箱顶垫层标高，并在沉箱内外隔墙及仓格上施放标高控制点，以保证垫层的平整度，并根据块体安装位置，在块体一侧预埋挡块，为安装时提供方便。

    采用全站仪利用块体安装坐标布设安装基线，起重人员根据基线吊安相应的块体，块体安装完成后，底脚根据测量基线检查，顶口利用全站仪校核检查。

    二层块体安装前一层块体顶面必须进行找平处理，保证块体间接触紧密，并预留挡块，安装方法相同。

    2.7上部现浇砼

    砼浇筑前对模板、支架、钢筋和预埋件位置进行检查验收，验收合格后，利用水上砼拌和船或地泵进行浇筑；浇筑时，注意分层、均匀下灰、连续浇筑，由于受浇注设备限制，砼坍落度较大，施TA砼顶面，必须将表面浮浆刮掉，进行二次振捣二次抹面，并根据情况适当均匀撒一些碎石，减少顶面松顶及裂纹。对于永久暴露在外的砼表面采取拉毛处理，对于浇注完成后覆盖的砼表面，采取木抹搓平处理。

    对于一次性浇注砼方量较大的结构，如平台墩现浇砼设计一层砼方量570m3，综合考虑拌合船及地泵的施工能力，采取分段施工措施，保证一次砼浇注量不超过300m3。

    2.8码头钢栈桥倒运安装

    利用千斤顶将钢桥顶起，然后利用叉车将平移车放入梁底，千斤顶卸劲钢桥落在平移车上，通过牵引车将钢桥拖至码头前沿200t起重船吊距范围内，200t起重船起吊装驳，方驳采用1500t方驳，有效使用面积为55×11m，每驳装2榀运至现场。

    现场钢桥安装采用700t吊船起吊安装，安装前测量人员测量两个支座的实际位置情况，施工员根据实际位置情况指挥起重工采用不同厚度木楔进行做缝，施工准备就绪，起重工指挥起重船缓慢靠近安装位置，待钩头位于安装轴线正上方后落钩，距离支座30cm时停止落钩，精确调整钢桥位置然后通知吊船迅速落钩进入支座槽内，然后缓缓落在钢桥橡胶盆式支座上。

    3施工经验与教训

    （1）深水开敞重力墩式码头引入地泵、塔吊及施工便桥技术，减少水上方驳支拆模板、拌合船浇注砼，变水上施工为陆上施工是非常必要的。

    （2）上部结构施工中必须针对图纸、现场实际及现有船机配置，优化设计，将小块合并成大块，水上现浇改为陆上预制，以及在不影响结构安全的情况下改变块体或现浇砼的形状，方便施工。

    （3）三维建模有助于技术人员进行模板设计、计算该结构的质量特征等，值得推广，在模板设计和改制过程中，应尽量多地考虑模板的周转通用问题，优先设计组合片式钢模板，以减少模板用钢量。

    （4）在模板设计时要充分考虑外伸钢筋或预埋件与模板肋带间的冲突问题，并将模板支立加固方案确定后再进行模板设计制作，尽量避免现场开孔、修改模板或调整外伸筋。

    （5）海上拌合船浇注的大塌落度钢筋砼面层施工工艺仍需要提高，虽然面层表面进行了割缝处理，但在系靠缆墩面层表面仍出现了不规则的裂纹，影响观感质量。

    （6）施工时必须通盘考虑各施工工艺，不能头痛医头脚痛医脚，上道工序必须考虑下道工序如何施工，下层施工必须考虑上层怎么施工，这样才能保证在施工时在施工时预埋螺栓等预埋件以保证下道施工方便。如一层块体安装前，利用水准仪精确测量沉箱外隔墙顶标高，根据测量数据确定沉箱顶垫层标高，并在沉箱内外隔墙及仓格上施放标高控制点，以保证垫层的平整度，并根据块体安装位置，在块体一侧预埋挡块，为安装时提供方便。二层块体安装前一层块体顶面进行找平处理，保证块体间接触紧密，并预留挡块，为二层块体安装提供方便。

    （7）施工中引进新材料、新设备的力度还不是很大，如鑿毛工作量较大，且预制块体外伸钢筋较多，全部采用人工电镐凿毛，并将钢筋凿出调直，费工费时，再有类似工程应引进收口网免拆模板，在满布插筋的位置用作模板，有很大的使用优势。

    （8）预制块体较多，吊装应首先考虑采用倒丁字吊杆（俗称马腿）的方法或其他免吊环的吊装方法，以减少吊环、吊耳的用钢量。