芻議內(nèi)河航道工程裝配式護岸施工工藝

王鵬

摘 要：在內(nèi)河航道工程中，相較傳統(tǒng)的重力式護岸，裝配式護岸具有現(xiàn)場施工效率高、預制成品質(zhì)量波動小、后期養(yǎng)護成本低的優(yōu)勢，同時對成品預制、運輸、吊裝等工藝流程控制提出了較高的要求。

關(guān)鍵詞：裝配式;護岸;施工;工藝

隨著裝配化施工技術(shù)在內(nèi)河航道工程中的不斷應(yīng)用，給傳統(tǒng)的航道護岸工程建設(shè)帶來了技術(shù)革新，同時及時總結(jié)形成科學的裝配式護岸施工工藝，對于推廣裝配式技術(shù)在航道護岸工程中推廣應(yīng)用具有積極的意義。本文以通揚線高郵段航道整治工程整體箱式裝配護岸結(jié)構(gòu)的施工工藝為例，探討內(nèi)河航道護岸工程裝配化施工技術(shù)的共性問題。

1工程概況

通揚線航道是《江蘇省干線航道網(wǎng)規(guī)劃》（2017-2035）確定的“兩縱五橫”干線航道網(wǎng)中的“三橫”，也是《全國內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃》確定的高等級航道，《長江三角洲地區(qū)高等級航道網(wǎng)規(guī)劃》確定的“兩縱六橫”中的“三橫”。通揚線高郵段西起運東船閘下游遠調(diào)站末端（武安大橋上游約80m處），迄于高東線高郵與興化分界處，整治里程35.077公里。除城區(qū)鹽河段落約3公里航道護岸已按照三級航道標準建設(shè)外，其余航道現(xiàn)狀等級為五級。本次整治內(nèi)容包括護岸工程37.86公里，航道疏浚約300萬方及相應(yīng)的配套工程等。

2 設(shè)計理念

作為江蘇省交通品質(zhì)工程樣板中裝配化施工技術(shù)的依托項目，在充分考慮裝配式護岸施工工藝、安全性、經(jīng)濟性、生態(tài)性等因素影響下，通揚線高郵段航道整治工程實施了一種整體箱式裝配護岸。這種結(jié)構(gòu)每段長12.04米，由4個標準節(jié)段連續(xù)布置組成。單個箱體長3米，寬2.5米，高3.5米，重12.45噸。結(jié)合生態(tài)航道發(fā)展要求，空箱臨水面間隔設(shè)置魚巢，為水生動物提供良好的棲息場所。

3 工藝流程

整體箱式裝配護岸結(jié)構(gòu)，是一種新型護岸結(jié)構(gòu)。本文以無地基處理段為基礎(chǔ)，簡述裝配式護岸的整體施工流程。

基槽開挖采用挖掘機按照1：1放坡分層開挖，首先將土方開挖至2.5m處，用GPS放出裝配式護岸基槽邊線，開挖至▽1.5m處，采用PHC樁對地基進行處理。再繼續(xù)開挖至基槽底設(shè)計標高以上30cm處，采用人工開挖至設(shè)計標高，回填碎石墊層，整平后安裝混凝土底板模板和鋼筋。

待底板混凝土強度達到設(shè)計強度80%后進行預制空箱安裝。

空箱由運輸船運至施工現(xiàn)場，采用40t全回轉(zhuǎn)浮吊船逐個連續(xù)安裝。

安裝完畢后，進行混凝土封底，隨后進行預制魚巢安裝、箱體間灌漿施工，最后進行箱內(nèi)外土方回填并種植綠化。

4 關(guān)鍵工序

對裝配式護岸施工質(zhì)量影響最大的三道關(guān)鍵工序是空箱預制、底板施工及空箱吊裝。

4.1關(guān)鍵工序1：空箱預制

空箱采用C60混凝土進行預制，對模板尺寸精度、平整度控制及場內(nèi)養(yǎng)護等提出了極高的要求。經(jīng)過反復試驗確定，項目采用6毫米厚的船用鋼板，組拼成預制模板平臺。經(jīng)過紅外測距儀現(xiàn)場測量，多次使用后，模板尺寸偏差僅為2毫米，偏差率小于0.07 %，有效保證模板的整體強度和剛度，從而提高了箱體的外形尺寸精度。

模板驗收合格后，進行箱體混凝土澆筑，并采用高壓蒸汽養(yǎng)護。

空箱采用二維碼標識，強化質(zhì)量溯源管理。施工、監(jiān)理單位對預制箱體進行出廠全數(shù)檢驗。

4.2關(guān)鍵工序2：底板施工

箱體預制的同時，現(xiàn)場同步開展底板施工。裝配式護岸對空箱安裝位置的底板頂面平整度要求非常高，直接影響安裝效果。工程充分發(fā)揮一線施工班組的創(chuàng)新能力，采用大剛度的特制槽鋼作為底板上空箱安裝位置處的頂模，同時也作為趾坎的側(cè)模，提高底板平整度的同時也保證了趾坎的線形，從而保證了裝配式護岸的安裝精度。在空箱安裝前，按照空箱底部尺寸1：1的比例制作樣架，用于檢驗空箱安裝位置平整度并及時處理，從而有效解決空箱安裝位置底板平整度不易控制的難題。

4.3關(guān)鍵工序3：箱體吊裝

根據(jù)航道工程施工特點，采用加裝三根定位樁的40t全回轉(zhuǎn)浮吊船進行吊裝作業(yè)。預制空箱吊裝工藝流程圖如下：

4.3.1試吊裝

正式吊裝前，先進行試吊。試吊分為空載試吊和載荷試吊：

（1）空載試吊。空載試吊需將起重吊鉤起落三次，先檢查限位器是否靈敏可靠，之后將吊臂在最大工作幅度和最小工作幅度各運動三次，檢查限位器是否靈敏可靠，最后向左向右方向回轉(zhuǎn)吊臂三次，判斷回轉(zhuǎn)機構(gòu)各運動部件和剎車是否運轉(zhuǎn)正常。

（2）載荷試吊。以預制空箱作為試吊構(gòu)件，用四根φ24mm的鋼絲繩連接好預制空箱的四個角上的吊環(huán)，扣上卡環(huán)，將鋼絲繩收緊后掛在吊鉤上，慢慢吊起空箱，調(diào)離運輸船艙頂部20cm以上，分別做吊鉤起升、制動、變幅、回轉(zhuǎn)運動。各機構(gòu)動作靈敏、制動性能可靠，結(jié)構(gòu)和機構(gòu)不應(yīng)損壞，聯(lián)結(jié)無松動。試驗不少于三次，試驗結(jié)束后必須恢復力矩限制器和起重限制器的連接或動作數(shù)值。

試吊注意事項：①在天氣晴朗、風力小于5級的情況下進行試吊;②試吊前應(yīng)對參與試吊的人員進行三級安全技術(shù)交底，明確分工，各負其責;③試吊過程中若出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停止試吊，待查明原因，并進行修復后，方可繼續(xù)試吊;④統(tǒng)一指揮，嚴格按照上述步驟進行，并做好試吊記錄。

4.3.2正式吊裝

主要的吊裝流程分為以下幾點：

（1）回轉(zhuǎn)吊臂至擬吊裝的預制空箱上方停機，放下吊鉤至可操作高度;

（2）用卡環(huán)將鋼絲繩扣在預制空箱頂部四個角上的吊環(huán)上，另一端掛在吊鉤上，使鋼絲繩水平夾角為60°;

（3）起升吊鉤，將空箱吊起20cm，觀察各裝置是否運行良好，確認無誤后，繼續(xù)起升吊鉤將箱體吊至適宜高度，確認空箱高度能夠安全通過船舷及圍堰后停止起升吊鉤;

（4）緩慢回轉(zhuǎn)吊臂，回轉(zhuǎn)至底板上方制動，調(diào)整吊臂仰角，使空箱垂直在安裝位置正上方，緩緩下降吊鉤使空箱下降至底板高程以上10cm;

（5）微調(diào)吊臂回轉(zhuǎn)角度和仰角，使空箱的四個角與底板上的安裝位置線一致，放下空箱;

（6）松勾，復核空箱安裝位置偏差，如不滿足要求，重新吊起空箱，調(diào)整位置，直至符合要求為止，確認偏位滿足要求后摘勾進行下一節(jié)空箱吊裝。

吊裝工程相關(guān)驗算。

首先，鋼絲繩、卡環(huán)驗算。

吊索上鋼絲繩選用4束φ24mm的6*37型鋼絲繩，捆綁空箱用的鋼絲繩為φ24mm的6*37型鋼絲繩，7.5t級卡環(huán)4副。

A1/B1型空箱為4.96m?鋼筋混凝土，按2.5t/m?計算重量為，4.96*2.5=12.4t;

A2/B2型空箱為4.98m?鋼筋混凝土，重4.98*2.5=12.45t;

取A2/B2型空箱作為計算對象，重12.45t，索具重量取1t，則重物合計為13.45t，G=13.45*10=134.5KN。

對空箱吊裝進行受力分析如下圖所示：

4F1*sinα=G，α=60°，則F1=134.5/（4*sin60°）=38.827KN。

選用φ24mm的6*37型鋼絲繩，其鋼絲破斷拉力總和為295KN，不均勻系數(shù)為0.82，則安全系數(shù)K1=0.82*295/38.827=6.2>5.0，符合吊重用繩的安全系數(shù)要求，故鋼絲繩選用滿足要求。

吊索上的4束鋼絲繩安全系數(shù)K1=0.82*295*4/134.5=7.2>7.0，符合捆綁吊索用繩安全系數(shù)要求。

以上每根鋼絲繩受力為38.827KN即3.88t，故選用7.5t級卡環(huán)能滿足要求。

其次，吊裝能力、吊裝半徑驗算。

吊臂至浮吊船船舷邊緣距離為5m，浮吊船與圍堰邊緣間隙取1m，圍堰寬度為3m，圍堰邊緣距空箱安裝中心線距離，無地基處理段為4m，有地基處理段為4.75m，故吊裝作業(yè)半徑最大為5+1+3+4.75=13.75m。800t運輸船最外側(cè)空箱中心線距吊臂回轉(zhuǎn)中心線距離為11.5m。吊裝預制空箱吊裝重量為13.45t（含索具），最大吊裝半徑為13.75m，因此選用的40t浮吊船起重性能能夠滿足預制空箱吊裝作業(yè)要求。且設(shè)置三根定位樁，確保浮吊船的穩(wěn)定性。

4.3.3吊裝過程注意事項

吊裝前對現(xiàn)場作業(yè)人員進行安全技術(shù)交底。吊裝由專人指揮，并安排技術(shù)員對浮吊船傾斜角度實時觀測，確保浮吊船的穩(wěn)定性。箱體通過預埋吊環(huán)與起吊設(shè)備連接，人工配合進行箱體落位過程的粗調(diào)。隨后利用千斤頂及鋼墊片進行精調(diào)，確保箱體安裝滿足設(shè)計要求。

在箱體安裝完成3-5段時，開始空箱封底、魚巢安裝、箱體間灌漿、土方回填等工序。

5 形成質(zhì)量檢驗標準

工業(yè)化整體箱式裝配護岸作為一種新型護岸結(jié)構(gòu)形式，《水運工程質(zhì)量檢驗標準》（JTS 257-2008）并不完全適用，本項目綜合現(xiàn)有規(guī)范、省內(nèi)其他裝配式護岸質(zhì)量控制情況及現(xiàn)場施工實際，編制《工業(yè)化箱式裝配護岸質(zhì)量檢驗標準》并及時進行修訂，經(jīng)過現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，各項指標控制良好。目前該項標準作為本項目裝配式護岸的質(zhì)量檢驗依據(jù)使用，下一步將積極申報地方標準。

6 經(jīng)濟、社會效益對比

6.1經(jīng)濟效益對比

與傳統(tǒng)重力式護岸相比，工業(yè)化整體箱式裝配護岸在單位長度造價基本持平的情況下，工期及人工消耗大幅降低，也降低了后期養(yǎng)護難度，經(jīng)濟效益顯著。

6.2社會效益對比

工廠集中預制，提高了預制空箱整體質(zhì)量。空箱內(nèi)填筑素土，降低混凝土用量，保護周邊環(huán)境。臨水側(cè)布置魚巢，體現(xiàn)了生態(tài)性，社會效益突出。

7 結(jié)語

整體箱式裝配護岸在江蘇省內(nèi)尚屬首次應(yīng)用，項目形成的檢驗標準也使裝配式護岸結(jié)構(gòu)在省內(nèi)航道工程中首次有了明確的驗收依據(jù)。

通揚線高郵段航道整治工程在裝配式護岸設(shè)計方案優(yōu)化、施工方案落實及檢驗標準擬定等方面取得的成果，將為裝配式結(jié)構(gòu)在航道工程中的應(yīng)用推廣提供先行經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]通揚線高郵段航道整治工程施工圖設(shè)計[Z].

[2]通揚線高郵段航道整治工程裝配式護岸變更設(shè)計文件[Z].