范元進(jìn)

(福建省港航建設(shè)發(fā)展有限公司，福州 350002)

內(nèi)河水位由于受下游水庫影響，常年水位較高，高樁碼頭最下層系攬平臺混凝土施工水位1 年內(nèi)低于設(shè)計施工水位出現(xiàn)的時間較短、頻率較低且無規(guī)律性，增加了施工難度。 在施工過程中，為保證工程工期，規(guī)避工期違約巨大風(fēng)險，結(jié)合內(nèi)河無大型起重船舶的特點，采用特殊的千斤頂鋼吊箱方案， 可以有效保證低水位碼頭混凝土施工順利完成。

1 工程概況

某碼頭設(shè)計為高樁框架式結(jié)構(gòu)， 平臺長437.4 m，寬25.0 m，碼頭面高程為+72.0 m。工程共計54 個排架，每個排架由2 根直徑1.8 m 鉆孔灌注樁及1 根1.6 m 鉆孔灌注樁組成，樁基持力層為中風(fēng)化花崗巖。碼頭設(shè)置三層系纜平臺，并在負(fù)一層系纜平臺上增設(shè)一層系船柱，每層系纜平臺高差3.2 m， 由下往上每層平臺高程為60.5 m、63.7 m、66.9 m。碼頭上部結(jié)構(gòu)主要由樁帽、橫撐、縱撐、立柱、橫梁、預(yù)制軌道梁、縱(邊)梁、靠船構(gòu)件和走道板組成。主要附屬設(shè)施有350kN 系船柱，DA-A400H 標(biāo)準(zhǔn)反力型橡膠護(hù)舷。 本工程設(shè)計高水位為+68.26 m， 設(shè)計低水位為+57.03 m，施工水位為+58.8 m，碼頭的結(jié)構(gòu)圖見圖1。

圖1 碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

由于設(shè)計施工水位為+58.8 m，樁帽以及橫撐、縱撐底面設(shè)計標(biāo)高為+59.0 m，臨近于施工水位+58.8 m。 常規(guī)樁帽混凝土施工需設(shè)立模板支撐結(jié)構(gòu)、 架設(shè)混凝土底層模板、20 cm 厚的富裕水上作業(yè)高度。 存在較大施工難度，需采用特殊方案。

2 千斤頂鋼吊箱方案可行性分析

為避免造成大量設(shè)備及人員窩工情況發(fā)生， 保證工期和工程質(zhì)量， 采取特殊施工方案創(chuàng)造干地施工環(huán)境進(jìn)行低水位砼施工。 優(yōu)先考慮常規(guī)的筑島方案創(chuàng)造干地施工環(huán)境，但因該方案需重新編制項目環(huán)評及獲批希望小，耽誤工期，且汛期的防洪風(fēng)險大，占用內(nèi)河通航河道，易造成內(nèi)河污染等缺點， 經(jīng)過分析采用更適合本工程的有別于常規(guī)起重船吊裝的千斤頂鋼吊箱方案， 既創(chuàng)造干地施工環(huán)境，也解決因內(nèi)河庫區(qū)無大型起重船舶的問題。千斤頂鋼吊箱方案材料主要為鋼材，材料來源充足，拆除鋼結(jié)構(gòu)簡單，占用河道范圍小，在工程紅線范圍內(nèi)施工，無需修編環(huán)評報告，具有較大可行性。

3 千斤頂鋼吊箱施工

鋼吊箱設(shè)計施工按照單個碼頭結(jié)構(gòu)段為單元形成封閉作業(yè)條件， 使得水位在不滿足施工條件下也能進(jìn)行施工。 鋼吊箱施工用鋼護(hù)筒作為受力點，采用分塊拼裝方式進(jìn)行鋼吊箱組裝， 結(jié)合水位情況， 吊箱頂標(biāo)高設(shè)計為+66 m；壁體采用鋼結(jié)構(gòu)，預(yù)制底板與壁體間連接方式采用預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼吊桿和止推塊組合連接形式，設(shè)置12 處下放吊點，采用同步連續(xù)作用千斤頂進(jìn)行鋼吊箱整體下放作業(yè)。 各節(jié)鋼吊箱壁體節(jié)塊之間采用鎖扣連接，且在鎖扣連接處充填粘土與棉絮混合物并搗實。單個鋼護(hù)筒設(shè)置3 道拉壓桿，6 道剪力板[1]。 為有效實現(xiàn)鋼護(hù)筒與吊箱密閉， 護(hù)筒四周環(huán)向止水采用C35 水下微膨脹不離析混凝土。設(shè)置三層內(nèi)支撐，型號為φ630×10 mm 鋼管。 圖2～3 為鋼吊箱平面布置圖、立面圖。

圖2 鋼吊箱平面布置圖

圖3 鋼吊箱立面圖

鋼吊箱安裝施工流程為： 吊箱底泥面開挖→安裝拼裝平臺→安裝吊箱底板→壁體分塊吊裝→安裝止推系統(tǒng)及吊桿→安裝拉壓桿下支座及吊點支座→安裝挑梁、下放千斤頂及鋼絞線→安裝導(dǎo)向裝置→連續(xù)同步作用千斤頂→拆除拼裝平臺→鋼吊箱下放→挑梁受力轉(zhuǎn)化為拉壓桿受力→后澆帶混凝土澆筑→吊箱抽水→拉壓桿受力轉(zhuǎn)換為剪力板受力→安裝底板反壓梁。 結(jié)合工程特點及環(huán)境，施工如下。

(1)鋼吊箱制作及底板、壁體對稱安裝

鋼吊箱采用預(yù)制場分塊加工運至施工現(xiàn)場安裝。 因鋼吊箱在樁基完成后進(jìn)行施工， 挖泥船無法進(jìn)入樁基間進(jìn)行土方挖除，選用平板駁+長臂挖機和在通長棧橋上布置一臺長臂挖機同時進(jìn)行挖泥， 棧橋為澆注灌注樁時使用的棧橋。 在水位低于安裝標(biāo)高時在后方棧橋上放置一臺吊車作為支撐梁起吊機械，在鋼護(hù)筒+61.1 m 標(biāo)高處開設(shè)小方孔，安裝縱橫向拼裝平臺I45b 支撐梁，為增加穩(wěn)定性，小船進(jìn)入樁基間隙進(jìn)行焊接牛腿加固。在施工棧橋上使用履帶吊進(jìn)行對稱安裝吊箱底板，為加快進(jìn)度，吊箱底板采用鋼結(jié)構(gòu)， 采用螺栓將各塊鋼吊箱底板連接成整體。壁體安裝分為內(nèi)壁體及外壁體安裝，使用兩臺70 t 履帶吊進(jìn)行壁體安裝，為壁體受力平衡，施工棧橋上放置一臺，水上駁船上放置一臺，進(jìn)行對稱安裝。 每塊外壁體安裝完成后用一根型鋼將之鋼護(hù)筒連接，作為臨時支撐，防止壁體傾倒。各節(jié)鋼吊箱壁體節(jié)塊之間采用鎖扣連接。為防止吊箱滲水， 在鎖扣連接處充填粘土與棉絮混合物并搗實。外壁體安裝完成后進(jìn)行內(nèi)壁體安裝，后進(jìn)行內(nèi)支撐安裝，完成后拆除臨時支撐。

(2)受力結(jié)構(gòu)安裝及下放吊箱施工

壁體安裝完成后安裝止推系統(tǒng)和吊桿， 將壁體與底板進(jìn)行連接。 預(yù)制底板與壁體間連接方式采用預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼吊桿和止推塊組合連接形式。 對鋼吊箱壁體與預(yù)制底板間的縫隙采用微膨脹止水砂漿進(jìn)行灌縫止水施工。安裝拉壓桿下支座和吊點支座，用插銷將拉壓桿下支座和拉壓桿、吊點支座和扁擔(dān)梁進(jìn)行插銷連接。在鋼護(hù)筒頂部安裝挑梁及下放指揮操作平臺，在挑梁上安裝千斤頂與鋼絞線，鋼絞線下端與扁擔(dān)梁進(jìn)行連接。 每個鋼護(hù)筒上設(shè)置一道挑梁，每處采用5 根φ15.2 mm 強度為1860 MPa的鋼絞線連接，設(shè)置12 個下放吊點，完成起重系統(tǒng)。為保證鋼吊箱下放過程不出現(xiàn)偏差， 各鋼護(hù)筒對應(yīng)的壁板頂口和底部，分別設(shè)置2 道水平方向?qū)蜓b置[2]。 拆除拼裝平臺前，需連續(xù)同步作用千斤頂，將吊箱提升100 mm 并保持12 h，觀察期間壁體、底板、挑梁及扁擔(dān)梁等的變形情況，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全后，施工人員在施工小船上進(jìn)行拆除拼裝平臺。 下放鋼吊箱采用12 臺千斤頂連續(xù)同步作業(yè)， 將鋼吊箱緩慢下放至設(shè)計底標(biāo)高+55.91 m， 同時用帶刻度的標(biāo)尺隨時檢驗各吊點下放的同步性及高程。

(3)受力梁、板轉(zhuǎn)化及吊箱閉水、拆除施工

鋼吊箱下放至設(shè)計標(biāo)高后， 在鋼護(hù)筒安裝拉壓桿上支座，并將拉壓桿與上支座焊接固定，安裝上反壓梁，并將上反壓梁與底板主梁上的拉壓桿連接， 每根鋼護(hù)筒四周設(shè)置三道拉壓桿。 然后拆除挑梁、千斤頂鋼絞線，將受力系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為拉壓桿受力。 為保證護(hù)筒與吊箱底板防水密閉， 在預(yù)制鋼底板與鋼護(hù)筒間的后澆帶澆筑C35 微膨脹水下不離析混凝土， 澆筑前用環(huán)形水泥袋對鋼底板與鋼護(hù)筒間隙進(jìn)行封堵，形成底部封閉的環(huán)形封堵槽，作為水下混凝土兜底模板， 然后用泵車在施工棧橋上進(jìn)行微膨脹水下不離析混凝土澆筑。 水下混凝土達(dá)到強度達(dá)到80%后，在低水位時關(guān)閉壁體上的連通器閥門，采用2 臺大功率抽水泵將鋼吊箱內(nèi)水抽干。焊接剪力板，拆除鋼護(hù)筒四周拉壓桿及扁擔(dān)梁， 將受力系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為剪力板受力及上反壓梁受力。在底板主梁上安裝底層反壓梁，并焊接反壓牛腿與鋼護(hù)筒連接。 然后拆除上反壓梁及連接的拉壓桿[3]。此時鋼吊箱與鋼護(hù)筒受力點均在灌注樁樁頂標(biāo)高以下，可以割除鋼護(hù)筒，繼而進(jìn)行碼頭系攬平臺結(jié)構(gòu)砼施工，在碼頭系攬平臺施工至負(fù)一層立柱后，依次逐塊拆除鋼吊箱壁體與底板間，壁體與壁體間約束結(jié)構(gòu)等，完成低水位砼施工。

4 結(jié)語

(1)內(nèi)河高樁碼頭高水位達(dá)到+65.00，低水位+56.00，水位落差達(dá)9 m，落差大，為保證船舶靠泊，設(shè)計施工水位為58.8， 施工作業(yè)時間極短且有別于海水有規(guī)律性特點，解決此問題后，可采用鋼吊箱方案施工。

(2)采用現(xiàn)場組拼、連續(xù)千斤頂下放鋼吊箱方案解決了內(nèi)河無大型水上起重船舶這一難題。 鋼吊箱方案在預(yù)制鋼底板與鋼護(hù)筒間采用C35 水下微膨脹不離析混凝土進(jìn)行封堵，實現(xiàn)了真正無水下封底混凝土施工，與常規(guī)鋼吊箱必須封底施工相比，不僅工藝簡單、操作方便、減少流程、 節(jié)省材料和工期， 還實現(xiàn)了鋼吊箱施工無潛水作業(yè)，增加施工安全性。

(3)采用千斤頂鋼吊箱方案應(yīng)用于內(nèi)河庫區(qū)碼頭，易達(dá)到環(huán)保要求，安全風(fēng)險較低，質(zhì)量易保證，保證了高樁碼頭低水位砼全天候施工。