■陳 航
(福建省莆田涵江港口建設(shè)發(fā)展有限公司,莆田 351100)
福州港羅源灣港區(qū)可門作業(yè)區(qū)1#~3# 號(hào)泊位工程(圖1)位于福建省連江縣下宮鄉(xiāng),羅源灣港區(qū)南岸,為在建的神華福建羅源灣港儲(chǔ)電一體化項(xiàng)目的配套工程。工程面海背山,原設(shè)計(jì)為1 個(gè)4 萬t 級(jí)、2 個(gè)5 萬t 級(jí)多用途泊位, 水工結(jié)構(gòu)按30 萬t 級(jí)散貨船設(shè)計(jì),現(xiàn)已提級(jí)擴(kuò)能改造為2 個(gè)30 萬t 級(jí)通用散貨泊位,可同時(shí)靠泊2 艘30 萬t 級(jí)散貨船,年設(shè)計(jì)通過能力共2668 萬t。
圖1 工程平面形象示意圖
碼頭為連片式布置,總長度911 m,頂面高程+10.35 m,前沿設(shè)計(jì)底高程-24.2 m,其中790 m 采用重力式沉箱結(jié)構(gòu), 剩余121 m 為高樁梁板式結(jié)構(gòu)。重力式沉箱結(jié)構(gòu)采用48 件大型沉箱,CX1 型沉箱共40 件,尺寸19.66 m×20.9 m×26.7 m(長×寬×高,下 同), 重5247 t;CX1B 型 沉 箱 尺 寸 為23.9 m×21.16 m×26.7 m,重達(dá)5334.5 t;CX2 型沉箱7 件,尺寸10.0 m×13.05 m×18.5 m,單件重1134 t。
羅源灣位于福建省東北部, 水域總面積188.6 km2,內(nèi)灣口寬僅950 m,通往灣口的可門水道寬約1.8 km、長7.2 km,是一個(gè)典型的口小腹大的港灣,周邊掩護(hù)條件好波浪小。 施工區(qū)域漲潮歷時(shí)較短,約5.7 h,落潮歷時(shí)較長,約6.7 h。潮流的旋轉(zhuǎn)性不強(qiáng),基本為往復(fù)流,只在轉(zhuǎn)流時(shí)有很短的旋轉(zhuǎn)流性質(zhì)。 漲潮流速大于落潮, 漲潮時(shí)最大流速為0.90 m/s,落潮時(shí)最大流速為0.80 m/s。
港區(qū)屬正規(guī)半日潮,潮位基準(zhǔn)面為理論深度基準(zhǔn)面,最高潮位+8.05 m;最低潮位-0.21 m;平均高潮位+6.58 m;平均低潮位+1.60 m;平均海平面+4.06 m;最大潮差7.64 m;最小潮差2.27 m;設(shè)計(jì)高水位+6.99 m(高潮累積頻率10%);設(shè)計(jì)低水位+0.64 m(低潮累積頻率90%)。
據(jù)連江縣實(shí)測資料統(tǒng)計(jì): 多年平均風(fēng)速為2.2 m/s,最大風(fēng)速為40 m/s,全年除了10—11 月常風(fēng)向以東北風(fēng)為主,其余各月常風(fēng)向都是以東南及東南偏南風(fēng)為主,頻率13%,強(qiáng)風(fēng)向?yàn)槲鞅逼?,最大風(fēng)速為40 m/s,全年≥7 級(jí)風(fēng)日數(shù)平均31.3 d,以7 月份為最多,平均5.1 d。影響本處的臺(tái)風(fēng)以7—9月為最多,臺(tái)風(fēng)引起的最大增水為0.5~1.0 m。
港區(qū)水深條件良好,航道具備通航30 萬t 級(jí)船舶的水深條件, 碼頭前沿大部分水深-25 m 以上,可以滿足大型船舶回轉(zhuǎn)要求。 工程場地屬丘陵、海灣灘涂與淺海地貌單元連接地帶,場地地層按巖土性質(zhì)自上而下分9 個(gè)工程地質(zhì):淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、淤泥質(zhì)土、粗砂、凝灰熔巖殘積砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化凝灰熔巖、強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖、中風(fēng)化凝灰熔巖。
項(xiàng)目位于羅源灣灣內(nèi),施工水域內(nèi)及周邊存在大量海帶、紫菜及鮑魚養(yǎng)殖場;擬建碼頭中部區(qū)域現(xiàn)為山體和在用農(nóng)用碼頭;擬建沉箱出運(yùn)碼頭位置存在陸島碼頭及農(nóng)用碼頭等建筑物;臨近4#、5# 泊位已經(jīng)建成投產(chǎn)。
工程設(shè)計(jì)最低基槽開挖標(biāo)高為-61.2 m, 基床斷面形式如圖2 所示,基床頂標(biāo)高為-24.2 m,沉箱高度高達(dá)26.7 m,設(shè)計(jì)高水位+6.99 m(全年最高水位+8.05 m)。 故基槽開挖、基床拋石時(shí)最大水深達(dá)68 m 左右,基床整平施工最大水深超過30 m。深水作業(yè)給施工帶來較大挑戰(zhàn),對施工船機(jī)設(shè)備及人員要求高,施工難度大。
圖2 基床斷面示意圖
碼頭1# 及3# 泊位兩端的基槽軟土開挖層厚度大,中部2# 泊位基槽炸礁量大、巖層厚,炸礁方量約26 萬m3(圖3);基床前沿為軟土開挖換填形成底座,后沿為炸礁形成底座(圖4)。由此形成碼頭基床縱向呈兩端厚、中間薄,最厚處37 m,最薄處1.5 m;基床橫向呈外側(cè)厚、內(nèi)側(cè)薄的特點(diǎn),同一斷面基床前沿厚度比后沿超過10 m。由于基床厚度相差過大,如何控制好基床差異沉降,把握好基床夯實(shí)和整平預(yù)留沉降是關(guān)鍵。
圖3 基床縱立面厚度及土質(zhì)差異分析
圖4 基床橫斷面厚度及土質(zhì)差異分析
工程基槽挖泥總量約為206 萬m3,炸礁工程量約26 萬m3。挖泥主要集中在碼頭東西兩端,炸礁則集中在碼頭中部2#泊位。 在選擇挖泥船時(shí),綜合考慮起重能力、卷揚(yáng)機(jī)容繩量等要求,最終確定采用13 m3抓斗式挖泥船。 施工時(shí), 抓斗船由東往西分層、分段進(jìn)行開挖,炸礁船在中部區(qū)域分層進(jìn)行爆破作業(yè)。 抓斗船沿碼頭岸線方向分段、分層、分條施工以形成流水作業(yè)。 根據(jù)施工船舶尺寸等實(shí)際數(shù)據(jù)確定分段分條等情況,分段長度約70~80 m,分層厚度以2 m 控制,分條寬約15~20 m,施工中條與條之間的搭接為2 m,段與段之間的搭接為10 m。為避免超挖與漏挖,邊坡按設(shè)計(jì)要求分臺(tái)階進(jìn)行開挖。炸礁施工由2000 t 升降式平臺(tái)炸礁船進(jìn)行水下爆破,采用13 m3和18 m3的抓斗船進(jìn)行清渣, 由1000 m3駁船直接外運(yùn)棄渣。 水下鉆孔巖層厚度小于10 m的一次性鉆至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高(加超鉆深度),超過10 m 采用分層爆破,爆破工藝采用毫秒微差延期爆破法。 針對薄基床處(8#~14#斷面)的特殊情況(巖層厚、藥量大、工期緊),且綜合考慮總藥量與單段藥量的限制、基槽底臺(tái)階的形成,對此段采取分3 層的方式進(jìn)行施工:第一層厚度4 m,炸清礁后,標(biāo)高降至水面以上,施工不受潮水影響;第二層厚度6~8 m,單孔藥量250 kg 以內(nèi);第三層厚度8~10 m,單孔藥量250 kg 以內(nèi)[1]。
拋石施工前探摸檢查基槽底部,確認(rèn)基槽內(nèi)無含水率小于150%或重度大于12.6 kN/m3且厚度大于0.3 m 的回淤沉積物。 本次施工選用2000 t 開底駁作為拋填主要設(shè)備,局部區(qū)域需要細(xì)拋的,通過方駁進(jìn)行。
由于工程所處海域潮差大(最大潮差7.64 m),且工期緊、拋石總量大,為此分別設(shè)置了高潮和低潮的石料裝船碼頭以加快拋石進(jìn)度。 由于施工水深大,漲退潮期間拋石作業(yè)經(jīng)過多次驗(yàn)證,極易發(fā)生不同程度的石料漂移現(xiàn)象,因此拋石施工盡量在平潮時(shí)段進(jìn)行,以減少水流對塊石拋投及測深水坨的影響。 同時(shí),施工所用石料均取自陸域后方山體爆破開采出來的規(guī)格塊石,便于挑選,施工前篩取規(guī)格和質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求的石料集中堆放,驗(yàn)收合格后方可運(yùn)送上船。 拋基槽底部時(shí),控制石料規(guī)格,挑選級(jí)配良好、重量靠近設(shè)計(jì)上限甚至更大規(guī)格的石料進(jìn)行拋填,確保石料有效落底,保障基床質(zhì)量。
5.3.1 夯實(shí)工藝創(chuàng)新優(yōu)化
根據(jù)原設(shè)計(jì),基床夯實(shí)采用爆夯工藝,在基床第一層采用爆夯工藝施工時(shí), 即遭到當(dāng)?shù)貪O民阻工,隨后對爆夯施工藥量進(jìn)行限制(單炮50 kg),但控爆嚴(yán)重影響爆夯施工的質(zhì)量和進(jìn)度,所以爆夯施工無法繼續(xù),故而考慮將夯實(shí)工藝優(yōu)化為重錘夯實(shí)。
項(xiàng)目基床厚度在1.5~37 m 之間,按照規(guī)范,基床錘夯每層夯實(shí)的厚度不宜大于2 m,按平均12 層計(jì)算,每100 m 段基床每層夯實(shí)時(shí)間10 d,則完成全部5 段(除薄基床外)約500 m 的基床夯實(shí)所需要的工期為:10×12×5=600 d,可見2 m 的分層厚度將導(dǎo)致施工進(jìn)度完全無法滿足要求。 而且船位頻繁移動(dòng)需要耗用大量的時(shí)間,從而造成施工成本顯著提高,施工效率低下[1]。按照J(rèn)TS167-2-2009《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》,夯擊能較大時(shí),分層厚度可適當(dāng)加大[3],但由于工程施工水深大,使用過往普通夯錘施工(4~6 t),亦較難保證夯錘落點(diǎn)的精度及夯實(shí)效果,對施工質(zhì)量不利。 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)本著“大質(zhì)量、低落距”的原則進(jìn)行工藝優(yōu)化,并結(jié)合中交四航局的相關(guān)技術(shù)研究成果,本次超厚基床夯實(shí)施工采用大分層超重錘夯實(shí)工藝,取夯錘重為16.17 t,錘底面直徑1.6 m, 這是迄今為止水下拋石基床夯實(shí)施工中重量最大的夯錘。 同時(shí),基床分層夯實(shí)厚度加厚至4 m,夯錘落距為4.5 m,夯沉率按15%控制,不計(jì)阻力沖擊能達(dá)357 kJ/m2,夯擊能遠(yuǎn)大于規(guī)范的120 kJ/m2,能較好地保證夯實(shí)效果。 同時(shí),為最大限度地減少能量損失,減小水的阻力,防止“倒錘”的發(fā)生,夯錘設(shè)計(jì)成圓臺(tái)型,底部為圓角,在垂直方向設(shè)置4 個(gè)縱貫泄水孔。
5.3.2 工藝試驗(yàn)驗(yàn)證
因該工藝尚屬技術(shù)創(chuàng)新,中交四航局科研課題《深水碼頭厚基床密實(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究》 在本項(xiàng)目實(shí)施了現(xiàn)場驗(yàn)證工作。 根據(jù)壓阻式壓力傳感器工作原理,由于水深代表了水壓強(qiáng),若傳感器周圍壓強(qiáng)(或壓力)有變化,能從傳感器的讀數(shù)中反映出來。 根據(jù)這一原理,將傳感器放入密封裝有液體、可自由壓縮的容器中,如圖5 所示。 該軟氣囊能敏銳傳遞壓強(qiáng)變化, 裝置上下用薄鋼板進(jìn)行保護(hù)和平衡受力,當(dāng)軟氣囊中的液體受到擠壓時(shí),氣囊內(nèi)液體的壓強(qiáng)產(chǎn)生變化,其里面的傳感器能感受到壓力變化,通過監(jiān)測容器內(nèi)壓強(qiáng)增量情況換算夯擊力大小[1]。通過該試驗(yàn),測量不同夯擊能、不同分層厚度、不同水深情況下的基底附加壓力,驗(yàn)證了大分層超重錘夯實(shí)工藝的作用效果。
圖5 試驗(yàn)實(shí)施方式示意圖
5.3.3 工藝實(shí)施及效果
錘夯船采用經(jīng)過改造的6 m3抓斗式挖泥船,起重機(jī)采用單根鋼絲直接起吊夯錘進(jìn)行錘夯,單鋼絲起重力可達(dá)20 t 以上,夯錘實(shí)物如圖6 所示。 夯實(shí)范圍按照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行,基床頂層前沿部分按沉箱底寬加寬2 m、后沿部分加寬1 m,基床頂面以下各層按照應(yīng)力擴(kuò)散線各邊加寬3 m 的范圍進(jìn)行夯實(shí)(圖7)。
圖6 夯錘實(shí)物圖
圖7 基床重錘夯實(shí)分層示意圖
施工后期,項(xiàng)目委托潛水公司對重錘夯實(shí)后的基床進(jìn)行水下探摸檢查并進(jìn)行水下攝像。 根據(jù)水下攝像情況,重錘夯實(shí)后的基床表面基本拼裝,塊石的緊密程度較好, 塊石的大小基本在30~50 cm 左右,未發(fā)現(xiàn)缺損、坑洞等明顯異常。 整體平均夯沉率為15.2%,分層最小夯沉率為15.04%,分層最大夯沉率為15.41%,較為均勻,證明夯實(shí)效果良好[2]。 功效方面,單排夯實(shí)時(shí)間在2~3 min,20 排/h,有效夯實(shí)面積達(dá)到80 m2,按照一天施工16 h 計(jì)算,單天可夯實(shí)面積1280 m2,因需夯2 遍,故折算后每天可完成夯實(shí)面積640 m2,即夯實(shí)量為2560 m3,如船機(jī)性能較好,則可全天候進(jìn)行施工,施工工效將更高[2]。在項(xiàng)目工期緊,無法實(shí)施爆夯施工的情況下,通過采用大分層超重錘夯實(shí)法加固碼頭基床,達(dá)到預(yù)期效果,施工效率已經(jīng)越來越接近爆夯施工的效率,再一次印證了該工藝在碼頭基床中的應(yīng)用是成功的,并逐步走向成熟,進(jìn)一步明確了拋石基床大分層超重錘夯實(shí)施工技術(shù)在重力式碼頭工程中的應(yīng)用方向,為碼頭建設(shè)施工提供了良好的借鑒。 該工藝優(yōu)化,項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)以《深水厚拋石基床大分層重錘夯實(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究》為課題申報(bào),獲評(píng)中國水運(yùn)建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(證書編號(hào):SD 16-2-4-01)。
大水深下的整平施工對潛水員要求高,也加大了測量控制及石料下放定位的施工難度。 施工時(shí),在基于成本考量及大型現(xiàn)代化整平工作船還未普遍鋪開使用的前提下,采用傳統(tǒng)潛水員水下作業(yè)的工藝對基床進(jìn)行整平。 潛水員著重潛裝備施工,整平石料由鋼筋籠精確定位下放,特制大重量的測砣替代測桿用以測量控制。 在預(yù)留倒坡控制方面,基床縱橫向厚度相差過大,依據(jù)過往工程經(jīng)驗(yàn)及多方研討結(jié)果,施工時(shí)根據(jù)基床厚度變化情況,將設(shè)計(jì)1%的倒坡按1%~1.5%控制,優(yōu)化為厚基床倒坡,薄基床倒坡為0.8%, 這樣使得倒坡隨著基床厚度變化而逐漸平緩過渡。
5.4.1 籌備期的各細(xì)節(jié)優(yōu)化
項(xiàng)目沿用傳統(tǒng)潛水員水下作業(yè)的工藝對基床進(jìn)行整平施工的主要船機(jī)設(shè)備有: 采用500 t 方駁作為整平工作船;400 t 平板駁作為細(xì)平材料二片石的運(yùn)輸船; 整平工作船上配備CAT320 挖掘機(jī)輔助施工;考慮深水作業(yè)的安全性,取消了傳統(tǒng)水下分級(jí)自然減壓的方式, 船上配備專業(yè)L5 甲板減壓倉1 套,并有專業(yè)潛水醫(yī)生操作使用;工作船邊沿設(shè)拋填二片石的鋼筋籠及其移動(dòng)的浮排,主要裝備如圖8 所示。
圖8 施工裝備示意圖
由于本次潛水作業(yè)水深大,對潛水員及整平質(zhì)量控制水平提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。 為此,施工前對具體實(shí)施細(xì)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化,具體如下:(1)優(yōu)化石料來源渠道,穩(wěn)妥保障整平二片石質(zhì)量。 二片石對整平施工質(zhì)量及后期碼頭沉降控制均起到不可忽略的作用,為確保石料質(zhì)量穩(wěn)妥可靠,經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)研討,并得到建設(shè)單位的大力支持和協(xié)調(diào),二片石取自陸域后方碎石加工場,采用圓錐破碎機(jī)第一道破碎振篩工序產(chǎn)出的規(guī)格塊石,塊石粒徑優(yōu)良,含泥量低。 項(xiàng)目所處區(qū)域陸域后方大規(guī)模開山取石,碎石生產(chǎn)線布設(shè)多套,同樣有力的保障了二片石的供應(yīng)。 (2)優(yōu)化測量控制,提高測控便捷性和精度。 整平船通過船上GPS 定位系統(tǒng)進(jìn)行定位,鋼軌安放及基床驗(yàn)收采用全站儀加測砣進(jìn)行控制。 由于施工水深大, 采用傳統(tǒng)的測桿太重太長難以操作,因此改用測砣進(jìn)行測量,測砣采用?6 mm 鋼絲繩與船上特制滑道連接, 測砣底部焊接30 cm×30 cm×2 cm 鋼板,通過漲退潮現(xiàn)場試驗(yàn)以確定測砣重量適中且能夠保證鋼絲繩錘直 (測砣重量約25 kg)。在鋼絲繩另一端設(shè)置配重以拉直鋼絲繩,操作時(shí)通過滑道沿船頭船尾移動(dòng)測砣, 方便省力,主要測控輔助工具如圖9 所示。 鋼絲繩在使用過程中需勤復(fù)核丈量,避免因鋼絲繩的變形伸長而造成讀數(shù)不準(zhǔn),發(fā)生變形的鋼絲繩須及時(shí)替換。 測量盡量趁低平潮時(shí)進(jìn)行以減少水深的影響。 (3)優(yōu)化整平鋼軌及刮耙,提高水下操作便捷性。 此次基床整平施工寬度21.9 m,布設(shè)3 道鋼軌,間距11 m。 為提高著重潛裝備的潛水員在水下的作業(yè)效率,方便施工,減輕搬挪材料的重量,整平鋼軌材料由槽鋼[12對抱焊接優(yōu)化為直徑?135 mm、單根長6 m 的鍍鋅鋼管,底部焊接鋼板坐落于支墩上。 支墩由袋裝碎石 鋪 平, 碎 石 面 擺 放25 cm×25 cm×10 cm 和20 cm×20 cm×5 cm 的2 種規(guī)格的預(yù)制砼墊塊,鋼軌放在墊塊上,主要輔材如圖10 所示。 由于2 道鋼軌間距較長(沿基床軸線方向布設(shè),共布設(shè)3 條,間距11 m),刮耙材料采用長度14 m,直徑?150 mm 的鍍鋅鋼管,鋼管對接位置焊接3 道縱向鋼筋進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 但由于在施工中出現(xiàn)因鋼管太長剛性不夠而導(dǎo)致鋼管中部向下彎曲,彎曲的位置整平出的基床標(biāo)高不能通過驗(yàn)收要求。 為此對刮耙進(jìn)行改造,采用?14 mm 與?18 mm 鋼筋在鋼管上部焊接1 道加勁桁架以增強(qiáng)刮耙整體剛性,并在鋼管內(nèi)部填充塑料泡沫加大浮力用以減輕刮耙整體重量。
圖9 測量輔助設(shè)備
圖10 鋼軌及刮耙等輔助材料
5.4.2 細(xì)調(diào)不同土質(zhì)區(qū)段的預(yù)留倒坡控制
基床設(shè)計(jì)倒坡為1%,但基床厚薄相差較大,將出現(xiàn)沉降不均勻的問題,需視基床厚度與土質(zhì)情況調(diào)整預(yù)留沉降量。 根據(jù)過往工程基床整平施工經(jīng)驗(yàn),經(jīng)項(xiàng)目各方詳細(xì)研討,對基床頂面預(yù)留沉降量及倒坡進(jìn)行調(diào)整,并按表1 進(jìn)行控制。
表1 基床頂面標(biāo)高及倒坡控制表
5.4.3 整平過程關(guān)鍵控制因素
(1)前期施工中,局部成片較低區(qū)域需補(bǔ)拋,作業(yè)人員為追求進(jìn)度多次乘平潮,指揮挖機(jī)散拋二片石到指定區(qū)域。 但隨后檢查發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)石料落至指定區(qū)域,其余均漂出1~2 個(gè)沉箱位之遠(yuǎn),造成已整平好的基床超高了。 通過這種教訓(xùn)也驗(yàn)證了深水下基床整平補(bǔ)拋石只能通過鋼筋籠對石料進(jìn)行定點(diǎn)拋填,且鋼筋籠箍筋間距須結(jié)合二片石粒徑進(jìn)行必要的加密。 (2)須勤復(fù)測剛軌標(biāo)高,深水下的鋼軌時(shí)常因各種原因影響,存在倒塌、偏位、沉降等現(xiàn)象,隨之造成整平驗(yàn)收數(shù)據(jù)偏離較大,帶來不必要的返工和工期延誤。 (3)驗(yàn)收時(shí),在偏差允許范圍內(nèi),數(shù)據(jù)應(yīng)能反映出整體基床向碼頭中部略微傾斜靠攏的趨勢,這樣能夠使隨后安裝的沉箱之間縫隙小呈緊挨的態(tài)勢。 由于碼頭兩端區(qū)域開挖深、拋石層厚,存在后期沉降大的風(fēng)險(xiǎn),驗(yàn)收時(shí)基床縱橫向傾斜度滿足要求但整體基床標(biāo)高略高,可適當(dāng)放寬驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。 (4)在驗(yàn)收程序上,按照規(guī)范要求是在1個(gè)橫斷面的前軌、中軌及后軌合計(jì)測4 個(gè)點(diǎn),作業(yè)人員時(shí)常會(huì)存在投機(jī)取巧的現(xiàn)象,即在測點(diǎn)的位置石料補(bǔ)填飽滿能夠滿足要求,但其他區(qū)域就間隔投放石料造成基床不飽滿。 驗(yàn)收時(shí)應(yīng)隨機(jī)多抽檢幾個(gè)區(qū)域以杜絕作業(yè)人員這種偷工現(xiàn)象,保證基床整平的飽滿質(zhì)量。
(1)整平施工期間,基床夯實(shí)工序同時(shí)進(jìn)行,由于夯實(shí)施工采用了超重錘作業(yè),根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及潛水員水下的切身體驗(yàn),整平及錘夯2 個(gè)工作面最少應(yīng)錯(cuò)開150 m 以上,以防錘夯時(shí)沖擊波對潛水員身體造成不利影響。 受限于此,應(yīng)做好現(xiàn)場施工調(diào)度,確保2 個(gè)工作面都能同時(shí)開展,同時(shí)岸上山體爆破施工沖擊波也會(huì)對潛水員造成影響,應(yīng)與各方做好溝通,爆破前提前通知潛水員離開水下。 (2)受場地條件限制(岸上沉箱堆放區(qū)1 次只夠堆放約25 件沉箱)及沉箱安裝用的8000 t 半潛駁高昂的船機(jī)費(fèi)用,計(jì)劃半潛駁分2 次進(jìn)場來完成所有安裝工作以控制船機(jī)成本,即1 次進(jìn)場安裝約25 件。 但由于工序搭接上的偏差,整平施工進(jìn)度偏慢,而大型半潛駁早已定下進(jìn)場的施工日期,半潛駁進(jìn)場后仍有大半基床未能整平完成。 鑒于以上情況,安排部分沉箱寄存至已錘夯過的基床上,與已整平完成的基床距離約4 個(gè)沉箱位(80 m 左右),這樣在后續(xù)的整平施工中,可安排整平船于該“空隙”內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。 整平完成后通過沉箱拖輪將寄存的沉箱抽水上浮,橫移至已整平好的基床上,隨后整平船可再次穿插至未整平的基床上繼續(xù)作業(yè),直至全部完成,現(xiàn)場工序安排如圖11 所示。 沉箱寄存區(qū)域基床受到沉箱自重的預(yù)壓,可一定程度提高基床密實(shí)度并減少后期沉降, 且寄存的沉箱橫移前可趁低潮對沉箱頂4個(gè)邊角進(jìn)行測量,提前了解基床的高差情況,指導(dǎo)下一步的整平施工。
圖11 水上各工序施工安排
根據(jù)后期監(jiān)測數(shù)據(jù)分析碼頭的沉降、位移變形情況:大部分沉箱在箱內(nèi)回填期間沉降量較接近,符合一般性沉降規(guī)律,最后逐漸趨于平緩。 沉降在回填完成后1~2 個(gè)月內(nèi)完成, 回填期間沉降量最大,回填完成后又逐漸穩(wěn)定,均在100~160 mm 之間。 其中,沉箱累計(jì)最大沉降為厚基床處的2#沉箱25.9 cm,沉降量與基床厚度比例不足1%,驗(yàn)證了經(jīng)過超重錘夯實(shí)后的基床密實(shí)性較好,達(dá)到了夯實(shí)效果,厚基床區(qū)域較薄基床沉降量大,整平施工分不同厚度基床預(yù)留的20~30 cm 沉降量及倒坡能夠滿足沉降需求。
沉箱內(nèi)回填塊石先填前倉或后倉造成的前沿和后沿不均勻沉降會(huì)引起沉箱頂部位移。 總體來看,沉箱有向前位移的趨勢,這也符合重力式碼頭受墻后回填擠壓沉箱向前位移這一特點(diǎn),回填完成后又逐漸趨于穩(wěn)定,說明沉箱的位移已經(jīng)逐漸進(jìn)入穩(wěn)定階段。 工程累計(jì)最大位移為42#沉箱20.5 cm,沉箱安裝施工中預(yù)留的20~25 cm 位移預(yù)留量同樣能滿足需求[1]。
(1)現(xiàn)行的拋石基床錘夯施工規(guī)范中,基床分層厚度僅為2 m 1 層,施工效率低下,尤其在深水、厚基床的工況下,因其夯錘輕、船舶尺寸小,施工質(zhì)量、進(jìn)度均不能得到很好的保證。 采用大分層超重錘的施工工藝,不僅有效保證基床夯實(shí)效果,在工效、環(huán)保等方面也具有優(yōu)勢,值得推廣和借鑒。 (2)項(xiàng)目3 個(gè)泊位同時(shí)動(dòng)工,工作面較寬。 施工組織時(shí),應(yīng)合理劃分施工段落, 各施工工序形成良性循環(huán),避免施工干擾。 超重錘錘夯與整平施工錯(cuò)開距離的確定,需做好溝通安排以保證潛水安全;在整平施工進(jìn)度容易出現(xiàn)滯后的情況下,應(yīng)及時(shí)做好沉箱臨時(shí)寄放的措施,避免船機(jī)窩工,在不利的條件下改善局面;重潛施工應(yīng)盡量配備專業(yè)減壓倉及潛水醫(yī)生以避免潛水員長時(shí)間水下自然減壓所存在的其他風(fēng)險(xiǎn)。 (3)在類似工程中,存在基床厚度厚薄不均勻且相差較大的項(xiàng)目時(shí),應(yīng)結(jié)合經(jīng)驗(yàn),多研究討論以確定合適的倒坡及預(yù)留沉降。 該項(xiàng)目在后續(xù)施工及持續(xù)的測量觀測中,驗(yàn)證了預(yù)留的倒坡及沉降是可行的,能夠滿足質(zhì)量要求。 (4)在可預(yù)見的未來較長一段時(shí)間內(nèi),潛水員下水整平這一傳統(tǒng)工藝仍將繼續(xù)沿用,該項(xiàng)目的基床整平作業(yè)水深已基本達(dá)到重力式碼頭的峰值,本文所述細(xì)節(jié),希望能為類似工程提供一些參考。