王鵬

摘 要：在內(nèi)河航道工程中，相較傳統(tǒng)的重力式護(hù)岸，裝配式護(hù)岸具有現(xiàn)場(chǎng)施工效率高、預(yù)制成品質(zhì)量波動(dòng)小、后期養(yǎng)護(hù)成本低的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)成品預(yù)制、運(yùn)輸、吊裝等工藝流程控制提出了較高的要求。

關(guān)鍵詞：裝配式;護(hù)岸;施工;工藝

隨著裝配化施工技術(shù)在內(nèi)河航道工程中的不斷應(yīng)用，給傳統(tǒng)的航道護(hù)岸工程建設(shè)帶來(lái)了技術(shù)革新，同時(shí)及時(shí)總結(jié)形成科學(xué)的裝配式護(hù)岸施工工藝，對(duì)于推廣裝配式技術(shù)在航道護(hù)岸工程中推廣應(yīng)用具有積極的意義。本文以通揚(yáng)線高郵段航道整治工程整體箱式裝配護(hù)岸結(jié)構(gòu)的施工工藝為例，探討內(nèi)河航道護(hù)岸工程裝配化施工技術(shù)的共性問(wèn)題。

1工程概況

通揚(yáng)線航道是《江蘇省干線航道網(wǎng)規(guī)劃》（2017-2035）確定的“兩縱五橫”干線航道網(wǎng)中的“三橫”，也是《全國(guó)內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃》確定的高等級(jí)航道，《長(zhǎng)江三角洲地區(qū)高等級(jí)航道網(wǎng)規(guī)劃》確定的“兩縱六橫”中的“三橫”。通揚(yáng)線高郵段西起運(yùn)東船閘下游遠(yuǎn)調(diào)站末端（武安大橋上游約80m處），迄于高東線高郵與興化分界處，整治里程35.077公里。除城區(qū)鹽河段落約3公里航道護(hù)岸已按照三級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)外，其余航道現(xiàn)狀等級(jí)為五級(jí)。本次整治內(nèi)容包括護(hù)岸工程37.86公里，航道疏浚約300萬(wàn)方及相應(yīng)的配套工程等。

2 設(shè)計(jì)理念

作為江蘇省交通品質(zhì)工程樣板中裝配化施工技術(shù)的依托項(xiàng)目，在充分考慮裝配式護(hù)岸施工工藝、安全性、經(jīng)濟(jì)性、生態(tài)性等因素影響下，通揚(yáng)線高郵段航道整治工程實(shí)施了一種整體箱式裝配護(hù)岸。這種結(jié)構(gòu)每段長(zhǎng)12.04米，由4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段連續(xù)布置組成。單個(gè)箱體長(zhǎng)3米，寬2.5米，高3.5米，重12.45噸。結(jié)合生態(tài)航道發(fā)展要求，空箱臨水面間隔設(shè)置魚(yú)巢，為水生動(dòng)物提供良好的棲息場(chǎng)所。

3 工藝流程

整體箱式裝配護(hù)岸結(jié)構(gòu)，是一種新型護(hù)岸結(jié)構(gòu)。本文以無(wú)地基處理段為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)述裝配式護(hù)岸的整體施工流程。

基槽開(kāi)挖采用挖掘機(jī)按照1：1放坡分層開(kāi)挖，首先將土方開(kāi)挖至2.5m處，用GPS放出裝配式護(hù)岸基槽邊線，開(kāi)挖至▽1.5m處，采用PHC樁對(duì)地基進(jìn)行處理。再繼續(xù)開(kāi)挖至基槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高以上30cm處，采用人工開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，回填碎石墊層，整平后安裝混凝土底板模板和鋼筋。

待底板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后進(jìn)行預(yù)制空箱安裝。

空箱由運(yùn)輸船運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，采用40t全回轉(zhuǎn)浮吊船逐個(gè)連續(xù)安裝。

安裝完畢后，進(jìn)行混凝土封底，隨后進(jìn)行預(yù)制魚(yú)巢安裝、箱體間灌漿施工，最后進(jìn)行箱內(nèi)外土方回填并種植綠化。

4 關(guān)鍵工序

對(duì)裝配式護(hù)岸施工質(zhì)量影響最大的三道關(guān)鍵工序是空箱預(yù)制、底板施工及空箱吊裝。

4.1關(guān)鍵工序1：空箱預(yù)制

空箱采用C60混凝土進(jìn)行預(yù)制，對(duì)模板尺寸精度、平整度控制及場(chǎng)內(nèi)養(yǎng)護(hù)等提出了極高的要求。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)確定，項(xiàng)目采用6毫米厚的船用鋼板，組拼成預(yù)制模板平臺(tái)。經(jīng)過(guò)紅外測(cè)距儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，多次使用后，模板尺寸偏差僅為2毫米，偏差率小于0.07 %，有效保證模板的整體強(qiáng)度和剛度，從而提高了箱體的外形尺寸精度。

模板驗(yàn)收合格后，進(jìn)行箱體混凝土澆筑，并采用高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)。

空箱采用二維碼標(biāo)識(shí)，強(qiáng)化質(zhì)量溯源管理。施工、監(jiān)理單位對(duì)預(yù)制箱體進(jìn)行出廠全數(shù)檢驗(yàn)。

4.2關(guān)鍵工序2：底板施工

箱體預(yù)制的同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)同步開(kāi)展底板施工。裝配式護(hù)岸對(duì)空箱安裝位置的底板頂面平整度要求非常高，直接影響安裝效果。工程充分發(fā)揮一線施工班組的創(chuàng)新能力，采用大剛度的特制槽鋼作為底板上空箱安裝位置處的頂模，同時(shí)也作為趾坎的側(cè)模，提高底板平整度的同時(shí)也保證了趾坎的線形，從而保證了裝配式護(hù)岸的安裝精度。在空箱安裝前，按照空箱底部尺寸1：1的比例制作樣架，用于檢驗(yàn)空箱安裝位置平整度并及時(shí)處理，從而有效解決空箱安裝位置底板平整度不易控制的難題。

4.3關(guān)鍵工序3：箱體吊裝

根據(jù)航道工程施工特點(diǎn)，采用加裝三根定位樁的40t全回轉(zhuǎn)浮吊船進(jìn)行吊裝作業(yè)。預(yù)制空箱吊裝工藝流程圖如下：

4.3.1試吊裝

正式吊裝前，先進(jìn)行試吊。試吊分為空載試吊和載荷試吊：

（1）空載試吊。空載試吊需將起重吊鉤起落三次，先檢查限位器是否靈敏可靠，之后將吊臂在最大工作幅度和最小工作幅度各運(yùn)動(dòng)三次，檢查限位器是否靈敏可靠，最后向左向右方向回轉(zhuǎn)吊臂三次，判斷回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)部件和剎車是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

（2）載荷試吊。以預(yù)制空箱作為試吊構(gòu)件，用四根φ24mm的鋼絲繩連接好預(yù)制空箱的四個(gè)角上的吊環(huán)，扣上卡環(huán)，將鋼絲繩收緊后掛在吊鉤上，慢慢吊起空箱，調(diào)離運(yùn)輸船艙頂部20cm以上，分別做吊鉤起升、制動(dòng)、變幅、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。各機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈敏、制動(dòng)性能可靠，結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)不應(yīng)損壞，聯(lián)結(jié)無(wú)松動(dòng)。試驗(yàn)不少于三次，試驗(yàn)結(jié)束后必須恢復(fù)力矩限制器和起重限制器的連接或動(dòng)作數(shù)值。

試吊注意事項(xiàng)：①在天氣晴朗、風(fēng)力小于5級(jí)的情況下進(jìn)行試吊;②試吊前應(yīng)對(duì)參與試吊的人員進(jìn)行三級(jí)安全技術(shù)交底，明確分工，各負(fù)其責(zé);③試吊過(guò)程中若出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)立即停止試吊，待查明原因，并進(jìn)行修復(fù)后，方可繼續(xù)試吊;④統(tǒng)一指揮，嚴(yán)格按照上述步驟進(jìn)行，并做好試吊記錄。

4.3.2正式吊裝

主要的吊裝流程分為以下幾點(diǎn)：

（1）回轉(zhuǎn)吊臂至擬吊裝的預(yù)制空箱上方停機(jī)，放下吊鉤至可操作高度;

（2）用卡環(huán)將鋼絲繩扣在預(yù)制空箱頂部四個(gè)角上的吊環(huán)上，另一端掛在吊鉤上，使鋼絲繩水平夾角為60°;

（3）起升吊鉤，將空箱吊起20cm，觀察各裝置是否運(yùn)行良好，確認(rèn)無(wú)誤后，繼續(xù)起升吊鉤將箱體吊至適宜高度，確認(rèn)空箱高度能夠安全通過(guò)船舷及圍堰后停止起升吊鉤;

（4）緩慢回轉(zhuǎn)吊臂，回轉(zhuǎn)至底板上方制動(dòng)，調(diào)整吊臂仰角，使空箱垂直在安裝位置正上方，緩緩下降吊鉤使空箱下降至底板高程以上10cm;

（5）微調(diào)吊臂回轉(zhuǎn)角度和仰角，使空箱的四個(gè)角與底板上的安裝位置線一致，放下空箱;

（6）松勾，復(fù)核空箱安裝位置偏差，如不滿足要求，重新吊起空箱，調(diào)整位置，直至符合要求為止，確認(rèn)偏位滿足要求后摘勾進(jìn)行下一節(jié)空箱吊裝。

吊裝工程相關(guān)驗(yàn)算。

首先，鋼絲繩、卡環(huán)驗(yàn)算。

吊索上鋼絲繩選用4束φ24mm的6*37型鋼絲繩，捆綁空箱用的鋼絲繩為φ24mm的6*37型鋼絲繩，7.5t級(jí)卡環(huán)4副。

A1/B1型空箱為4.96m?鋼筋混凝土，按2.5t/m?計(jì)算重量為，4.96*2.5=12.4t;

A2/B2型空箱為4.98m?鋼筋混凝土，重4.98*2.5=12.45t;

取A2/B2型空箱作為計(jì)算對(duì)象，重12.45t，索具重量取1t，則重物合計(jì)為13.45t，G=13.45*10=134.5KN。

對(duì)空箱吊裝進(jìn)行受力分析如下圖所示：

4F1*sinα=G，α=60°，則F1=134.5/（4*sin60°）=38.827KN。

選用φ24mm的6*37型鋼絲繩，其鋼絲破斷拉力總和為295KN，不均勻系數(shù)為0.82，則安全系數(shù)K1=0.82*295/38.827=6.2>5.0，符合吊重用繩的安全系數(shù)要求，故鋼絲繩選用滿足要求。

吊索上的4束鋼絲繩安全系數(shù)K1=0.82*295*4/134.5=7.2>7.0，符合捆綁吊索用繩安全系數(shù)要求。

以上每根鋼絲繩受力為38.827KN即3.88t，故選用7.5t級(jí)卡環(huán)能滿足要求。

其次，吊裝能力、吊裝半徑驗(yàn)算。

吊臂至浮吊船船舷邊緣距離為5m，浮吊船與圍堰邊緣間隙取1m，圍堰寬度為3m，圍堰邊緣距空箱安裝中心線距離，無(wú)地基處理段為4m，有地基處理段為4.75m，故吊裝作業(yè)半徑最大為5+1+3+4.75=13.75m。800t運(yùn)輸船最外側(cè)空箱中心線距吊臂回轉(zhuǎn)中心線距離為11.5m。吊裝預(yù)制空箱吊裝重量為13.45t（含索具），最大吊裝半徑為13.75m，因此選用的40t浮吊船起重性能能夠滿足預(yù)制空箱吊裝作業(yè)要求。且設(shè)置三根定位樁，確保浮吊船的穩(wěn)定性。

4.3.3吊裝過(guò)程注意事項(xiàng)

吊裝前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。吊裝由專人指揮，并安排技術(shù)員對(duì)浮吊船傾斜角度實(shí)時(shí)觀測(cè)，確保浮吊船的穩(wěn)定性。箱體通過(guò)預(yù)埋吊環(huán)與起吊設(shè)備連接，人工配合進(jìn)行箱體落位過(guò)程的粗調(diào)。隨后利用千斤頂及鋼墊片進(jìn)行精調(diào)，確保箱體安裝滿足設(shè)計(jì)要求。

在箱體安裝完成3-5段時(shí)，開(kāi)始空箱封底、魚(yú)巢安裝、箱體間灌漿、土方回填等工序。

5 形成質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè)化整體箱式裝配護(hù)岸作為一種新型護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式，《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（JTS 257-2008）并不完全適用，本項(xiàng)目綜合現(xiàn)有規(guī)范、省內(nèi)其他裝配式護(hù)岸質(zhì)量控制情況及現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際，編制《工業(yè)化箱式裝配護(hù)岸質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》并及時(shí)進(jìn)行修訂，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，各項(xiàng)指標(biāo)控制良好。目前該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)作為本項(xiàng)目裝配式護(hù)岸的質(zhì)量檢驗(yàn)依據(jù)使用，下一步將積極申報(bào)地方標(biāo)準(zhǔn)。

6 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益對(duì)比

6.1經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

與傳統(tǒng)重力式護(hù)岸相比，工業(yè)化整體箱式裝配護(hù)岸在單位長(zhǎng)度造價(jià)基本持平的情況下，工期及人工消耗大幅降低，也降低了后期養(yǎng)護(hù)難度，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

6.2社會(huì)效益對(duì)比

工廠集中預(yù)制，提高了預(yù)制空箱整體質(zhì)量?？障鋬?nèi)填筑素土，降低混凝土用量，保護(hù)周邊環(huán)境。臨水側(cè)布置魚(yú)巢，體現(xiàn)了生態(tài)性，社會(huì)效益突出。

7 結(jié)語(yǔ)

整體箱式裝配護(hù)岸在江蘇省內(nèi)尚屬首次應(yīng)用，項(xiàng)目形成的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也使裝配式護(hù)岸結(jié)構(gòu)在省內(nèi)航道工程中首次有了明確的驗(yàn)收依據(jù)。

通揚(yáng)線高郵段航道整治工程在裝配式護(hù)岸設(shè)計(jì)方案優(yōu)化、施工方案落實(shí)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)擬定等方面取得的成果，將為裝配式結(jié)構(gòu)在航道工程中的應(yīng)用推廣提供先行經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]通揚(yáng)線高郵段航道整治工程施工圖設(shè)計(jì)[Z].

[2]通揚(yáng)線高郵段航道整治工程裝配式護(hù)岸變更設(shè)計(jì)文件[Z].