黃小軍

（中交一航局安裝工程有限公司，天津 300457）

1 工程概況

舟山港馬跡山港區(qū)寶鋼礦石碼頭二期工程位于浙江省舟山市嵊泗縣馬跡山島，距舟山定海約74 n mile。

寶鋼礦石碼頭二期工程是在一期已建工程基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建，包括5萬(wàn)噸級(jí)和1萬(wàn)噸級(jí)裝船泊位各1個(gè)，后方堆場(chǎng)與裝船碼頭通過(guò)陸域和海域的高架廊道連接，全長(zhǎng)760 m。21號(hào)廊道為海域高架廊道，是礦石裝卸系統(tǒng)取裝線(xiàn)的重要組成部分，跨海連接6號(hào)轉(zhuǎn)運(yùn)站和裝船碼頭，位于一期裝船碼頭和山體之間形成的三角形海域（如圖1所示）。

21號(hào)廊道系由4跨上懸（柱腳在側(cè)榀下弦）和10跨下懸（柱腳在側(cè)榀上弦）共計(jì)14跨桁架組成，總長(zhǎng)近500 m，總重量約1 000 t。單跨桁架長(zhǎng)為34 m，寬為8.7 m，結(jié)構(gòu)形式是兩邊側(cè)榀并以其上下弦聯(lián)系梁構(gòu)成1個(gè)鋼框架，再鋪以縱梁和花紋鋪板。

圖1 21號(hào)廊道位置圖Fig.1 No.21 steel gallery area

2 工程特點(diǎn)

廊道以水工高墩臺(tái)為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，高度近10 m，而廊道所在的地理位置特殊，施工區(qū)域狹小，主體結(jié)構(gòu)作業(yè)面主要在船上和高空施工，鋼結(jié)構(gòu)安裝的難度大。

2.1 廊道分批安裝

圖2 平面布置圖Fig.2 General layout

廊道位于一期裝船碼頭、引橋和海島圍成的三角形海域內(nèi)，與二期裝船碼頭相連，僅有二期裝船碼頭同一期連接段處的1個(gè)船舶出入口，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地理位置，由于廊道北側(cè)礁石多，且有水工墩臺(tái)的拋石，船舶無(wú)法進(jìn)入，因此，施工船舶必須沿著一期裝船碼頭東側(cè)進(jìn)入三角形施工區(qū)域內(nèi)（見(jiàn)圖2）。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件，若鋼廊道在水工12個(gè)墩臺(tái)全部施工完后進(jìn)行安裝，將導(dǎo)致施工船舶無(wú)法進(jìn)入三角施工區(qū)域。在項(xiàng)目前期策劃階段，經(jīng)綜合考慮并同水工單位協(xié)商溝通，確定采用分批安裝，即：水工墩臺(tái)先進(jìn)行B1~B9共9個(gè)墩臺(tái)的澆筑施工，待8跨桁架安裝完成后進(jìn)行B10~B12墩臺(tái)的施工。

2.2 自然條件差

工程地處外海孤島、開(kāi)敞式海域，交通不便，自然環(huán)境差。在東南向有大風(fēng)時(shí)風(fēng)浪較大，實(shí)測(cè)H4%波高在2.6 m以上，落潮時(shí)最大流速達(dá)1.92 m/s；受臺(tái)風(fēng)和寒潮時(shí)大風(fēng)影響較大，每年有效作業(yè)時(shí)間僅180 d左右。

施工區(qū)域潮水設(shè)計(jì)水位情況：設(shè)計(jì)高水位：2.22 m（潮峰累積頻率10%）；設(shè)計(jì)低水位：-1.78 m（潮谷累積頻率90%）；極端高水位：3.30 m（重現(xiàn)期50 a一遇）；極端低水位：-2.75 m（重現(xiàn)期50 a一遇）。

鋼廊道施工區(qū)域位于山腳下，最近處離山體僅有20多m，且根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的數(shù)據(jù)及水工施工單位現(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果，施工區(qū)域水下存在暗礁，一處淺點(diǎn)在－3.2 m，影響船舶的航行。施工區(qū)域恰好在山體走勢(shì)的轉(zhuǎn)折處，海浪在此處形成渦流，暗涌非常大。施工區(qū)域海況的總體評(píng)價(jià)是風(fēng)高浪急涌大。

鋼廊道水工墩臺(tái)交付安裝時(shí)間在7月中旬，正是熱帶氣旋最頻繁的臺(tái)風(fēng)期季節(jié)，因此，施工過(guò)程做好防臺(tái)工作非常重要。

2.3 結(jié)構(gòu)安裝的精度要求高

21號(hào)廊道屬于二期工程取裝線(xiàn)陸域與碼頭連接的重要組成部分，是輸送皮帶機(jī)安裝的支撐結(jié)構(gòu)，鋼廊道的施工軸線(xiàn)是保證皮帶機(jī)安裝及整個(gè)皮帶機(jī)流程順利運(yùn)行的基準(zhǔn)。根據(jù)JTJ 244—2005《港口設(shè)備安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，皮帶機(jī)滾筒和機(jī)架中心線(xiàn)允許偏差僅2 mm[1]，因此為保證皮帶機(jī)安裝的精度，必須首先保證鋼廊道的安裝精度。

2.4 施工方案的選擇是關(guān)鍵

現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際海域相對(duì)比較狹窄，又受到墩臺(tái)基礎(chǔ)拋石護(hù)墩的影響，廊道靠山側(cè)施工船舶無(wú)法進(jìn)入，因此安裝區(qū)域只能是廊道海側(cè)方向水域。施工方案的選擇非常關(guān)鍵，將直接影響到工程的質(zhì)量、進(jìn)度、安全、成本等各個(gè)方面。

3 施工方案比較

根據(jù)廊道的實(shí)際地理位置、現(xiàn)場(chǎng)海況及以往鋼廊道施工經(jīng)驗(yàn)，考慮了兩種施工方案，即桁架整體吊裝方案和散件拼裝安裝方案。

經(jīng)多次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地形勘察及水域情況了解，綜合比較兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際水深測(cè)量，在船舶入口有一水深淺點(diǎn)，標(biāo)高僅在-3.2 m，若采用整體吊裝，對(duì)重量約75 t的桁架，需要的浮吊相對(duì)較大，將難以保證浮吊的順利進(jìn)入，即使趕潮水進(jìn)入，由于B1~B2墩跨桁架位于三角形海域的一個(gè)角上，浮吊只能斜著進(jìn)行施工，而駁船只能停在其尾部，無(wú)法將桁架從駁船上吊起進(jìn)，即整條廊道不能全部采用浮吊整體吊裝的方案。

進(jìn)船航道的線(xiàn)路既長(zhǎng)又窄，采用整體吊裝需要浮吊和駁船，而浮吊和駁船需要由拖輪牽引，必將占用較大的航道，但是現(xiàn)場(chǎng)的施工海域也難以滿(mǎn)足運(yùn)輸需求，因此整體吊裝方案不適合。若采用散件吊裝方案，可選用構(gòu)件運(yùn)輸和起重設(shè)備都在一條船上，且該船具有自航能力，船舶航行及就位都能滿(mǎn)足要求。

從施工質(zhì)量及進(jìn)度上說(shuō)，整體吊裝方案的桁架拼裝是在地面胎架，拼裝場(chǎng)地大，其施工質(zhì)量及進(jìn)度比較容易受控。而散件吊裝方案是直接在海上進(jìn)行結(jié)構(gòu)吊裝，安裝位置是兩個(gè)獨(dú)立墩臺(tái)，施工作業(yè)面相對(duì)較小，受不確定性因素影響較大，還有側(cè)榀的固定也是難題，質(zhì)量、進(jìn)度上的受控不如整體吊裝，但嚴(yán)格按照安裝工藝流程進(jìn)行構(gòu)件拼裝，質(zhì)量是可以滿(mǎn)足驗(yàn)收規(guī)范的要求[2-3]，而按合同工期，21號(hào)廊道的施工周期有半年時(shí)間，進(jìn)度可以滿(mǎn)足要求。

施工成本比較，主要從人力及機(jī)械成本上進(jìn)行比較，由于桁架收尾階段兩種方案的工作量及人力投入上相等，因此僅對(duì)桁架主體組裝完成前的部分進(jìn)行比較，整體吊裝方案是散件吊裝方案的1.5倍。

綜合比較兩種施工方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇散件吊裝施工方案，先進(jìn)行B1~B9區(qū)間的安裝，待8跨桁架安裝完成后進(jìn)行B10~B12墩臺(tái)的施工，然后進(jìn)行桁架的安裝。

4 安裝技術(shù)

4.1 廊道安裝工藝流程

廊道安裝工藝流程見(jiàn)圖3。

4.2 安裝工藝及操作要點(diǎn)

4.2.1 測(cè)量放線(xiàn)、支座安裝

圖3 廊道安裝工藝流程圖Fig.3 Flow chart for installation processof steel gallery

廊道安裝前，根據(jù)水工墩臺(tái)施工的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)廊道基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)測(cè)，標(biāo)出廊道中心線(xiàn)，并標(biāo)出預(yù)埋板中心十字線(xiàn)，測(cè)量標(biāo)高，填寫(xiě)測(cè)量記錄。當(dāng)預(yù)埋板標(biāo)高存在偏差時(shí)，使用斜墊鐵墊平，待支座就位后直接與預(yù)埋板焊接。

采用全站儀進(jìn)行測(cè)量打點(diǎn)，用經(jīng)緯儀貫穿直線(xiàn)。為保證廊道中軸線(xiàn)的直線(xiàn)性，理想的測(cè)量方法是：先用全站儀打出廊道兩端的中點(diǎn)，然后用經(jīng)緯儀進(jìn)行直線(xiàn)貫穿，確定廊道的安裝中線(xiàn)。但受到現(xiàn)場(chǎng)的安裝條件限制，水工墩臺(tái)分三批進(jìn)行交接，分別是：B1~B5，B6~B9，B10~B12。為此，先用全站儀分別打出B1、B5墩臺(tái)上的廊道中線(xiàn)坐標(biāo)點(diǎn)，然后用經(jīng)緯儀進(jìn)行貫穿中線(xiàn)，來(lái)確定其它3個(gè)墩子的廊道中線(xiàn)，待B6~B9墩子交出后，用全站儀進(jìn)行B9墩的打點(diǎn)，和B1墩的點(diǎn)用經(jīng)緯儀進(jìn)行貫穿來(lái)確定其安裝位置。

4.2.2 廊道安裝

廊道分上懸和下懸兩種，由于下懸廊道的柱腳在側(cè)榀上部，重心較低，安裝時(shí)側(cè)榀可直接在柱腳基礎(chǔ)上就位，穩(wěn)定性較好，不需另行增加臨時(shí)工藝支撐。上懸廊道的柱腳在側(cè)榀下部，穩(wěn)定性差，必須加臨時(shí)工藝支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定?？紤]到海上吊裝構(gòu)件時(shí)擺動(dòng)幅度大，在柱腳外側(cè)預(yù)先焊接臨時(shí)定位柱，并在側(cè)榀落在柱腳梁上后，采用倒鏈輔助調(diào)整位置。

側(cè)榀就位后采用20號(hào)槽鋼作工藝支撐。臨時(shí)固定完成后，進(jìn)行下一側(cè)榀的安裝。在側(cè)榀就位完成開(kāi)始固定前必須使用經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量，在保證側(cè)榀的垂直度后進(jìn)行焊接。

4.2.3 橫梁安裝

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)面的實(shí)際條件，為提高施工效率及安全性，針對(duì)安裝特點(diǎn)，自制獨(dú)腳扒桿[4]用于橫梁等構(gòu)件安裝。獨(dú)腳扒桿采用卷?yè)P(yáng)機(jī)作動(dòng)力，變幅采用電動(dòng)葫蘆作動(dòng)力。以B1～B2跨廊道的橫梁作為獨(dú)腳扒桿的施工作業(yè)面，逐步往前推進(jìn)。

4.2.4 縱梁的安裝

當(dāng)橫梁安裝完成后要進(jìn)行縱梁安裝位置的放線(xiàn)，以廊道中軸線(xiàn)為基準(zhǔn)，測(cè)量出各條縱梁的安裝位置。

4.2.5 花紋鋪板的安裝

花紋鋪板的安裝分成了B1～B9和B9～12號(hào)轉(zhuǎn)接平臺(tái)兩批次進(jìn)行。B1～B9段廊道鋪板的安裝采用獨(dú)腳扒桿?；y板在裝箱時(shí)需根據(jù)安裝位置和順序進(jìn)行組合，以確保安裝時(shí)能按流程順利進(jìn)行安裝。

5 結(jié)語(yǔ)

1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)海域與陸域結(jié)合處的實(shí)際情況，選擇散件吊裝施工方案，先進(jìn)行B1～B9區(qū)間的安裝，待8跨桁架安裝完成后進(jìn)行B10～B12墩臺(tái)的施工，然后進(jìn)行桁架的安裝。經(jīng)工程實(shí)施證明，方案可靠，確保安全，降低成本，取得了較好的效果。

2）鋼廊道在安裝過(guò)程中，從基礎(chǔ)預(yù)埋板開(kāi)始嚴(yán)格控制基準(zhǔn)質(zhì)量，每道工序安裝誤差都在控制范圍之內(nèi)，一次合格率達(dá)到100%，獲得監(jiān)理的一致認(rèn)可。

3）獨(dú)腳扒桿的應(yīng)用大大提高了安裝的施工效率，降低了吊裝的危險(xiǎn)性。

4） 海上鋼廊道散件安裝施工方法的成功應(yīng)用，可為類(lèi)似工程借鑒和參考。