郭明明

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內(nèi)河交通船閘靠船墩改造方案研究

郭明明

（徐州市航道管理處，江蘇 徐州 221000）

有些內(nèi)河交通船閘經(jīng)過近40年的使用，靠船墩已出現(xiàn)不同程度的損壞，存在著較大的安全隱患，已不能滿足船舶?？康囊?。通過對內(nèi)河交通船閘靠船墩存在的問題進(jìn)行分析，在不斷航的情況下，提出2種靠船墩加固改造方案，對這2種方案的優(yōu)缺點(diǎn)從多方面進(jìn)行了分析，確定了最適宜的改造方案，進(jìn)而對施工中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)提出了相應(yīng)的技術(shù)措施。

靠船墩；船舶；水運(yùn)事業(yè)；鋼護(hù)角

1 概述

20世紀(jì)80年代，隨著改革開放不斷深入，水運(yùn)事業(yè)受到高度重視，陸續(xù)建成一批內(nèi)河交通船閘，充分發(fā)揮水運(yùn)低成本、低污染、低能耗、高運(yùn)量等優(yōu)勢，推動了水運(yùn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展。這些船閘經(jīng)過多年的使用，由于船舶碰撞、船行波、水流的長期沖刷、風(fēng)蝕等原因，水工建筑物已明顯出現(xiàn)不同程度的損害，部分漿砌塊石靠船墩墩身已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的破壞，存在著很大的安全隱患。

2 靠船墩存在的主要問題

2.1 墩體斷裂

近年來，水運(yùn)事業(yè)發(fā)展迅速，船舶大型化趨勢明顯，大型船操作特點(diǎn)是慣性大、舵性差，為了確保安全?？?，對船閘的停靠設(shè)施的要求非常高。內(nèi)河交通船閘靠船墩大多數(shù)為漿切塊石結(jié)構(gòu)的墩體，抗碰撞能力相對較差，在船舶劇烈碰撞后發(fā)現(xiàn)靠船墩墩體斷裂的現(xiàn)象。

2.2 墩體臨水面塊石磨損、脫落嚴(yán)重

船閘靠船墩原設(shè)計(jì)中，均采用了鋼護(hù)角，在船舶長期碰撞、摩擦情況下出現(xiàn)了脫落、損壞的情況，大部分靠船墩臨水面出現(xiàn)不同程度的漿砌塊石脫落現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的原因一方面是鋼護(hù)角的錨筋數(shù)量不夠，在出現(xiàn)鋼護(hù)角脫落沒有及時(shí)修復(fù)情況下，船舶再次碰擦導(dǎo)致塊石脫落；另一方面，漿切塊石自身硬度不足，砂漿標(biāo)號偏低。

2.3 系船鉤損壞脫落

近年來，交通船閘靠船墩上的系船鉤損壞、脫落的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，出現(xiàn)系船鉤的鉤頭被損壞、系船鉤整體脫落的現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的主要原因有2個(gè)方面：①船舶的大型化使得其系纜力變大，超過其設(shè)計(jì)值，進(jìn)而出現(xiàn)損壞、脫落的現(xiàn)象；②由于漿砌塊石脫落嚴(yán)重，當(dāng)原系船鉤脫落后無法安裝新的系船鉤，這對船舶安全?？吭斐闪撕艽蟮挠绊憽?/p>

3 方案比選

由于靠船墩維修具有的特殊性，受其結(jié)構(gòu)形式、地基承載力、水文條件等的影響，靠船墩的維修加固方案很難用一種固定的模式來設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)船閘現(xiàn)場的實(shí)際情況來制訂可行的方案。近年來，陸續(xù)對京杭運(yùn)河上的多座船閘靠船墩進(jìn)行維修加固，保證了船閘的安全運(yùn)行。對內(nèi)河交通船閘靠船墩的加固改造工程，提出了以下2種不同的設(shè)計(jì)方案。

圖1 靠船墩改造方案一

方案一：拆除原靠船墩設(shè)計(jì)水位以上的墩身，預(yù)制鋼筋混凝土套箱，套箱迎水面留有倒角，四面均擱置在底板上，套箱頂高于設(shè)計(jì)水位0.5 m。套箱安裝就位后澆筑下部混凝土，新澆筑混凝土與原漿砌塊石銜接處采用植筋連接，套箱上部重新澆筑墩身至原墩頂高。施工中套箱起到圍堰和模板的作用，施工完成后作為靠船墩墩身的一部分，與混凝黏結(jié)在一起形成一個(gè)整體。具體方案如圖1所示。

方案二：拆除原靠船墩設(shè)計(jì)水位以上的墩身，拆除部分新澆筑混凝土，新澆筑混凝土與原漿砌塊石銜接處采用植筋連接，改造后靠船墩與原靠船墩形狀尺寸一致。具體方案如圖2所示?？看崭脑煸O(shè)計(jì)方案優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

圖2 靠船墩改造方案二

表1 靠船墩改造設(shè)計(jì)方案優(yōu)缺點(diǎn)分析表

方案一（鋼筋混凝土套箱）方案二（部分拆除墩身恢復(fù)） 優(yōu)點(diǎn)整體性較好耐久性較好墩體抗撞性較好工程投資較小施工較為簡單，便于質(zhì)量控制 缺點(diǎn)工程投資較大施工工藝較為復(fù)雜，質(zhì)量控制要求更高整體性、耐久性較差墩體抗撞性較差

表1從多方面對2個(gè)方案進(jìn)行比選，從整體性方面來看，船舶大型化后，對靠船墩抗船舶撞擊能力和耐久性要求越來越高，方案一的整體性要更好，抗撞能力更強(qiáng)；從船閘的重要程度來看，方案一投資費(fèi)用較高，但是后期運(yùn)行中養(yǎng)護(hù)費(fèi)用會減少，從長遠(yuǎn)考慮還是合適的；從施工工藝方面看，方案一施工工序較為復(fù)雜，但只要合理安排施工工序，加強(qiáng)質(zhì)量控制，便能保質(zhì)保量地完成。通過以上的分析，最終選擇方案一。

4 施工中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的主要措施

靠船墩加固改造工程在施工中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)很多，本文主要討論施工時(shí)機(jī)、墩體的探摸、套箱的安裝、混凝土澆筑等。

4.1 盡量安排在低水期施工

設(shè)計(jì)中套箱頂高程在設(shè)計(jì)水位之上0.5 m處，現(xiàn)實(shí)中的施工水位是實(shí)時(shí)變化的，如果施工水位與套箱頂高程之差低于0.5 m，就會影響到套箱內(nèi)混凝土的澆筑，施工水位過高的情況下要采取在套箱頂加鋼板圍堰的施工方案，此方案不僅增加了工程投資，也影響了靠船墩的美觀。所以，盡量安排在低水位期施工。

4.2 對靠船墩的墩體底部進(jìn)行2次探摸

由于靠船墩建設(shè)年代較長，在預(yù)制套箱前進(jìn)行第一次探摸，一定要安排潛水員對每一個(gè)靠船墩的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行現(xiàn)場探摸，摸清靠船墩底板的長度、寬度、墩身底部的長度及寬度，確保預(yù)制套箱尺寸準(zhǔn)確無誤；墩體拆除后應(yīng)及時(shí)清理航道，用挖泥船清除落入航道內(nèi)的塊石和碎石；然后進(jìn)行第二次探摸，以保證靠船墩墩底周圍的淤泥、碎石等已清理干凈，保證基礎(chǔ)平整，以確保套箱能夠順利安裝。

4.3 預(yù)制一個(gè)與套箱相同的框架試吊裝

如果墩底清理不干凈、基礎(chǔ)不平整，則會導(dǎo)致安裝套箱出現(xiàn)偏差。具體的施工方案是先用角鋼制作一個(gè)與套箱外圍一樣尺寸的框架。在套箱吊裝之前，先用此框架試吊一下，如果框架放置平穩(wěn)，則說明基礎(chǔ)處理平整；否則，對基礎(chǔ)再次進(jìn)行處理，然后安裝套箱。

4.4 套箱的安裝

由于套箱的體積大、質(zhì)量大，在安裝套箱時(shí)可選擇200 t的浮吊船，此船精確定位比較困難，在安裝套箱時(shí)容易出現(xiàn)偏差。具體的施工方案是在套箱安裝階段沿軸線位置鉆2個(gè)孔，放2根軸線定位標(biāo)志，以方便安裝套箱過程中的控制。浮吊船停在迎水面一側(cè)，用纜繩固定，浮吊船先將套箱粗略安裝到位后再提起，讓套箱脫離底板，利用挖泥船在套箱一側(cè)推或拉動，同時(shí)，用全站儀對套箱進(jìn)行觀測，測量套箱的軸線、垂直度和橫向位置，反復(fù)調(diào)整套箱位置，以確保安裝到位。

4.5 在套箱倒角處預(yù)留振搗孔

套箱倒角處混凝土的振搗是施工的難點(diǎn)，為了確?；炷琳駬v到位，在距倒角模板底部約1 m處開設(shè)4個(gè)方孔，將振搗器從此孔中放入振搗?；炷翝仓笙扔酶街秸駬v器進(jìn)行振搗，為混凝土的表面提漿，然后再用插入式振搗器進(jìn)行振搗，確保混凝土振搗密實(shí)。待混凝土澆筑到預(yù)留方孔底部時(shí)，需要將此方孔封閉，然后繼續(xù)澆筑上一層混凝土。此種施工方法，有利于確?；炷琳駬v密實(shí)、減少倒角處表面氣孔及蜂窩的現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

內(nèi)河航道的發(fā)展對地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著很大的促進(jìn)作用，在保證船閘安全暢通的同時(shí)，也要保證船閘助航設(shè)施的完好，靠船墩是保證船舶安全?？康闹匾皆O(shè)施。內(nèi)河老舊船閘靠船墩已陸續(xù)出現(xiàn)很多質(zhì)量問題。通過對船閘靠船墩的加固改造方案進(jìn)行比選，選擇了安裝套箱的改造方案，此方案整體性、抗撞性、耐用性較好。此外，對工程施工中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)給予一些實(shí)用性的技術(shù)建議，為以后類似工程提供參考。

［1］王寧波.靠船墩加固改造套箱施工質(zhì)量保證措施［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016（33）：21-22.

［2］于洪付，孫廣華，周長寶 .混凝土澆筑搗實(shí)淺析［J］.黑龍江科技信息，2012（04）：295.

2095－6835（2018）18－0091－02

U641.36

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.091

〔編輯：張思楠〕