何 平 林松林（中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116083）

某沉箱結(jié)構(gòu)臨時圍堰拆除施工技術(shù)

何 平 林松林
（中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116083）

港口與航道工程施工中由于受作業(yè)面、施工場地、施工工序等要素的影響，經(jīng)常需要修建臨時措施項目。本文結(jié)合某工程的臨時圍堰拆除，談一談沉箱結(jié)構(gòu)臨時圍堰拆除的施工技術(shù)，以期與同行共同探討學(xué)習(xí)。

施工技術(shù)；沉箱結(jié)構(gòu)；臨時圍堰；拆除技術(shù)

1 工程概況

國內(nèi)某大型船塢工程的臨時主圍堰采用沉箱重力式、兩側(cè)為土石壩結(jié)構(gòu)的組合形式。其中沉箱圍堰總長約420m（共21個沉箱，單個重量為1680t）、土石壩總長約350m，沉箱下的基床和土石壩均采用高壓旋噴樁止水。拆除時需將沉箱內(nèi)棱體清除、沉箱上部結(jié)構(gòu)拆除、沉箱內(nèi)回填砂清理、沉箱拆除起浮，起浮后將沉箱調(diào)至浮游穩(wěn)定狀態(tài)，將沉箱四周（含底部）粘結(jié)的殘渣清除，最后將沉箱拖運(yùn)至相鄰碼頭安裝。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 特點(diǎn)分析

（1）該圍堰經(jīng)現(xiàn)場實測，前沿回淤嚴(yán)重，配合圍堰沉箱拆除施工，應(yīng)同步進(jìn)行海床的清淤工作；（2）可利用施工作業(yè)天數(shù)少；（3）圍堰采用高壓旋噴樁形成止水芯墻，內(nèi)棱體拆除過程，在內(nèi)外水壓差的作用下是否會產(chǎn)生剪切破壞，引起圍堰滲流量的加大，從而增加棱體拆除的施工難度；（4）在沉箱起浮過程中，高壓旋噴體是否能被破壞，消除底部與基床的粘結(jié)，使沉箱順利起浮。

2.2 施工穩(wěn)定性計算

結(jié)合以往工程經(jīng)驗，挖除圍堰沉箱內(nèi)棱體是沉箱起浮的關(guān)鍵，圍堰的穩(wěn)定性驗算（按無內(nèi)棱體考慮）：假設(shè)圍堰沉箱后方棱體全部拆除，主要作用荷載有：沉箱和填料的自重、靜水壓力和波浪力作用。選擇最不利狀況——基礎(chǔ)標(biāo)高低、極端高水位情況驗算：沉箱與基床水平縫沉箱后趾的抗傾穩(wěn)定性、沉箱與基床水平縫的抗滑穩(wěn)定性。為了貼近實際情況，計算時材料重度標(biāo)準(zhǔn)值（γ）鋼筋混凝土沉箱C40選為24 kN/m3，沉箱內(nèi)填料（砂、石渣和水）及沉箱上部結(jié)構(gòu)（漿砌石、土）選為1424 kN/m3；每延米極端高水位自重作用Gi為3250.78 kN，GiXi為21942.76 kN·m，圍堰穩(wěn)定性驗算結(jié)果如下：根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》JTS167-2-2009 2.5碼頭穩(wěn)定性驗算：

（1）作用效應(yīng)組合。持久組合：極端高水位（永久作用）+波峰壓力（主導(dǎo)可變作用）

（2）碼頭沿基床頂面的抗滑穩(wěn)定性驗算

2113kN/m＞1590kN/m，抗滑穩(wěn)定性不滿足要求。

（3）碼頭沿基床頂面的抗傾穩(wěn)定性驗算

15233kN·m/m＜16254kN·m/m，抗傾穩(wěn)定性滿足要求。

驗算結(jié)論：若圍堰拆除前棱體全部挖除，碼頭沿基床頂面的抗滑穩(wěn)定性驗算結(jié)果不滿足要求，碼頭沿基床頂面的抗傾穩(wěn)定性驗算結(jié)果滿足要求。驗算結(jié)果表明圍堰拆除前棱體不可以全部挖除，最大棱體挖除標(biāo)高應(yīng)按原設(shè)計?。洪_挖至-8.5m（原設(shè)計為干施工狀態(tài)前水拋棱體頂寬10m，標(biāo)高-8.5m）。

2.3 施工方案選取

根據(jù)本工程實際情況，沉箱在圍堰內(nèi)側(cè)（棱體下）有后趾，如果后方棱體不全部挖除，沉箱將很難起浮，根據(jù)召開的專家會的討論結(jié)果，確定了如下的施工工藝：（1）后方棱體分層開挖，第一層開挖至-8.5m，同時進(jìn)行圍堰沉箱沉降位移觀測，預(yù)警信號為某個沉箱變位量超過1cm/d或連續(xù)位移累計超過10cm時，超過預(yù)警信號時暫停開挖由各相關(guān)單位協(xié)商；如未超過預(yù)警信號，繼續(xù)開挖第二層至-9.5m，此時如果滲流量增大，要維持性抽水保證棱體開挖具備干施工條件，開挖第二層的同時將沉箱后趾上部范圍棱體開挖，石料不外運(yùn)直接用挖機(jī)攤平作為剩余內(nèi)棱體。（2）1～3#沉箱根據(jù)現(xiàn)場情況，其后方棱體一次性清理干凈（清至設(shè)計標(biāo)高），以保證沉箱起浮，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定情況需時刻監(jiān)測。

3 施工工藝流程及主要施工方法

3.1 施工工藝流程。施工準(zhǔn)備→船塢抽水→沉箱后棱體挖除及換填砂→船塢注水（塢門關(guān)閉）→沉箱上部結(jié)構(gòu)拆除→沉箱內(nèi)渣挖除→沉箱抽砂→沉箱起浮→沉箱交付→挖泥船掃淺→驗收。

3.2 主要施工方法

（1）沉箱后棱體挖除。待形成棱體開挖干施工條件后，按專家意見對棱體進(jìn)行開挖。第一階段：將-8.5m以上全部挖除，由1#退挖至21#沉箱，同時進(jìn)行圍堰沉箱沉降位移觀測，實際觀測均未超過預(yù)警信號。第二階段：未超過預(yù)警信號后，繼續(xù)開挖第二層至-9.5m，此時關(guān)鍵為維持抽水，保證棱體開挖干施工條件，開挖第二層的同時將沉箱后趾上部范圍棱體開挖，石料不外運(yùn)直接用挖機(jī)攤平作為內(nèi)棱體。兩階段同時進(jìn)行，分層分臺階進(jìn)行。棱體開挖后期，滲流量明顯增加，增加抽水泵，維持抽水，保證開挖。棱體開挖過程中，每天進(jìn)行沉箱位移觀測，實際觀測均未超過預(yù)警信號，未發(fā)現(xiàn)明顯位移，最大位移累計7cm，但滲流量明顯增大，達(dá)2.5萬方/日。（2）圍堰內(nèi)注水。棱體挖除后，船塢注水一次至標(biāo)高±0m，將塢門關(guān)閉，開始堵口圍堰拆除。（3）上部結(jié)構(gòu)拆除及沉箱內(nèi)挖渣（填砂）。上部結(jié)構(gòu)主要由粘土、漿砌塊石構(gòu)成， 采用挖掘機(jī)直接拆除，裝入自卸汽車將其運(yùn)走。由于挖機(jī)為短臂挖機(jī)，沉箱內(nèi)排石渣及砂（無注漿管）只向下挖除4m，沉箱外排（帶注漿管）向下挖除2m，剩余采取泵抽。（4）沉箱內(nèi)剩余填砂抽除。在吸砂口處增加高壓水沖裝置，泵直接坐在沉箱頂，人工用豎桿控制吸頭，出砂連續(xù)，效率較高，每泵最大效率100m3/h，砂直接排到抽砂船中，箱內(nèi)剩余砂或石渣的平均高度控制在0.5m以內(nèi)。（5）沉箱起浮。沉箱內(nèi)填砂挖除完成后，利用抽水方駁在適當(dāng)潮位時抽水起浮，抽水起浮前將沉箱四角帶纜到相鄰沉箱，防止沉箱起浮中跳躍側(cè)傾撞到其他沉箱，造成沉箱的損壞。

4 總結(jié)與建議

（1）沉箱內(nèi)回填砂時避免填入塊石；上部結(jié)構(gòu)開挖時，石渣要清理干凈，避免遺留塊石，影響沉箱內(nèi)抽砂。（2）在沉箱下水前，宜在側(cè)壁涂刷一層瀝青或采取其它隔離措施，防止接縫空腔內(nèi)澆筑水下混凝土粘接到沉箱上；同時基床頂部宜鋪設(shè)一層土工布，杜絕旋噴體與沉箱底部的粘連。（3）通過接縫砼頂面開縫的簡易措施，在沉箱起浮過程中空腔內(nèi)混凝土極易脫落。（4）采用“打木楔，壓砂袋法”封堵注漿管漏水操作較為簡便，但不宜用于長距離沉箱拖航。建議在今后注漿施工完成后，應(yīng)進(jìn)行灌漿封管并做好檢查工作，避免注漿管漏水。

[1]林文彬，等.淺談大型船塢圍堰沉箱拆除施工工藝[J].中國水運(yùn)（下半月），2012（04）.

[2]顧倩燕.船塢工程結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新與實踐[J].水運(yùn)工程，2011（01）.

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