朱德國(guó) 姚文泉 陸體成

一、工程概況

江蘇泰州永安船廠地處長(zhǎng)江邊，該船廠為新建工程，建有包括10萬(wàn)噸級(jí)船塢工程、舾裝碼頭工程及5萬(wàn)平方米鋼結(jié)構(gòu)廠房等工程。船塢工程包括塢口及塢室兩個(gè)部分，塢口屬于臨江深基坑施工，采用鉆孔灌注樁圍護(hù)，樁間水泥擺（高）噴樁形成止水帷幕的結(jié)構(gòu)形式。塢口凈寬55m，長(zhǎng)28m。塢口底板、塢墩、水泵房施工完畢后，需拆除塢口前沿臨長(zhǎng)江側(cè)的灌注樁圍護(hù)樁及擺噴樁止水帷幕，安裝塢門。切割工程分為塢口前沿的鉆孔灌注樁水下切割及塢口與塢室接合部位鉆孔灌注樁陸上切割兩部分。水下切割面位于水面以下9m，樁徑1m，樁間為水泥擺噴樁，切割樁數(shù)為50根（如圖1）。

二、工程施工要求

該船塢工程塢口前沿臨長(zhǎng)江側(cè)，塢口采用鉆孔灌注樁圍護(hù)、水泥擺噴樁止水結(jié)構(gòu)的深基坑施工。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，切割中不得破壞切割線以下的樁體與樁體外側(cè)的止水結(jié)構(gòu)，該部位是形成船塢永久結(jié)構(gòu)的一部分。

三、施工工藝的選擇

清除水下建筑的方法主要有水下切割及靜態(tài)爆破切割等工藝。

水下切割依據(jù)各種水下切割法的基本原理和切割狀態(tài)不同，大體上可將現(xiàn)有的切割法分為兩大類，即水下熱切割法和水下冷切割法。

水下熱切割法是利用熱源對(duì)金屬進(jìn)行加熱，或在純氧氣中燃燒，使金屬熔化，并采取某種措施將熔化金屬或熔渣去除而形成切口的切割方法，如水下氧-火焰切割、水下電弧切割、水下電弧-氧切割等。顯然水下熱切割法是針對(duì)金屬切割的方法，不適用水下灌注樁的切割。

水下冷切割法是利用某種器具或某種高能量，在金屬處于固態(tài)情況下直接破壞分子間的結(jié)合而形成切口的切割方法，如水下機(jī)械切割法、水下高壓水切割法等。其中水下機(jī)械切割是利用金屬切削的方法在水下切割。一般是用銑刀、車刀或砂輪片切割機(jī)切割。

水下爆炸切割是采用成形裝藥爆炸，可進(jìn)行平板的直線切割、穿孔切割以及標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀的成形切割。

顯然水下冷切割法中的水下機(jī)械切割及水下爆炸切割可以適用水下灌注樁的切割。拆除施工工藝方案比較見表1。

由于該工程位于長(zhǎng)江邊，混凝土灌注樁離保留的建筑物很近，所以對(duì)拆卸的安全性與環(huán)保提出了很嚴(yán)格的要求，同時(shí)要減少對(duì)保留建筑物的影響。因此，根據(jù)現(xiàn)有條件，經(jīng)過(guò)分析比較，本次拆除施工采用無(wú)震動(dòng)直線機(jī)械切割工藝進(jìn)行水下灌注樁切割。該系統(tǒng)進(jìn)行切除施工時(shí)，具有無(wú)震動(dòng)、安全性高、施工速度快、無(wú)粉塵等特點(diǎn)，能適應(yīng)各種不同環(huán)境的切割施工，靈活性大，適用于不規(guī)則造型物體、大面積及大體積物體的水下切割等。

四、施工設(shè)備

1.切割設(shè)備的選擇

本工程所采用的切割設(shè)備主要為喜利得液壓繩鋸切割機(jī)和喜利得鉆孔設(shè)備，由廣州萬(wàn)能通切割有限公司采用德國(guó)設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行實(shí)施。針對(duì)本次施工的特點(diǎn)，生產(chǎn)廠家專為水下切割樁設(shè)計(jì)切割系統(tǒng)重新加裝了延伸導(dǎo)輪系統(tǒng)以適合水下切割。

2.吊運(yùn)設(shè)備選擇及確定

吊運(yùn)能力的大小決定了拆除時(shí)混凝土塊的大小、重量及切割線的劃分。本工程采用50t的浮吊進(jìn)行吊裝。在吊車工作半徑（6～18m）內(nèi)起吊范圍為15～40t?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，每塊切割下來(lái)的混凝土塊大小不能超過(guò)吊車實(shí)際起吊能力。切割下來(lái)的混凝土用駁船運(yùn)輸至指定地點(diǎn)堆放處理。

五、施工前期準(zhǔn)備工作

施工前要做好以下準(zhǔn)備工作：

（1）設(shè)備及工作人員到位，保證機(jī)具處于良好狀態(tài)，并準(zhǔn)備好符合標(biāo)準(zhǔn)的電源和水源。具備380V30kW以上電源，水源（水壓 4～6bar，水量 7Lmin）。

（2）做好防護(hù)設(shè)施，工地周圍設(shè)置圍檔，在長(zhǎng)江側(cè)設(shè)置好安全警示標(biāo)志和防撞墩，在臨空面用安全網(wǎng)做好防護(hù)，防止混凝土塊掉落。

（3）對(duì)工作人員進(jìn)行技術(shù)和安全交底。

（4）按施工組織設(shè)計(jì)確定好的次序進(jìn)行測(cè)放切割線，保證施工安全有序進(jìn)行。

六、施工主要內(nèi)容及切割工序

1.切割前準(zhǔn)備工作

為了在切割樁體后留有足夠的操作空間，征得設(shè)計(jì)方同意，在塢底板前端預(yù)留50cm×50cm臺(tái)階作為安裝繩鋸導(dǎo)軌的行走空間。在深基坑灌水拆除前，每隔切割間距在灌注樁樁體中鉆孔并用木塞封堵，以減小后期潛水工作量。清理切割面周圍的物體，保證切割面周圍的空間。

在混凝土灌注樁上鉆孔，或者利用現(xiàn)有外露鋼筋焊接吊裝點(diǎn)，穿鋼絲繩，利用浮吊進(jìn)行預(yù)吊。

2.樁切割過(guò)程

在樁頂安裝操作平臺(tái)（一次操作平臺(tái)安裝切割大約4～5根樁），并將切割設(shè)備吊放至平臺(tái)上方。將延伸支架下放至切割面位置，然后由潛水員將切割用鉆石鏈條穿好，并定好切割線的位置（如圖 2）。

用浮吊吊住第一根樁，進(jìn)行預(yù)吊，檢查安裝正確后，開機(jī)慢慢加大鏈條驅(qū)動(dòng)輪功率，使系統(tǒng)達(dá)到最佳工作狀態(tài)，當(dāng)一根混凝土樁被切割完后（切割時(shí)間約1.5h），停機(jī)吊裝混凝土樁（如圖3）。第一根混凝土樁吊裝完成后，重復(fù)以上切割步驟，直至切割并吊裝完一次安裝切割機(jī)所能切割的樁。然后重新安裝下一次切割的切割操作平臺(tái)，并重復(fù)以上步驟。

表1 拆除施工工藝方案比較

七、監(jiān)測(cè)及環(huán)境保護(hù)

1.切割期間的監(jiān)測(cè)

切割期間應(yīng)使浮吊船的吊裝重心與樁的重心成一線，防止拆除過(guò)程中結(jié)構(gòu)漂移、碰撞等危險(xiǎn)。

2.周圍環(huán)境的影響

工地周圍為工業(yè)產(chǎn)房，施工對(duì)周圍環(huán)境無(wú)太大影響。

八、鋼石繩鋸在施工中的弱點(diǎn)及對(duì)策

金鋼石繩鋸對(duì)鋼筋混凝土等硬性物體切割效果較好，該工程由于鉆孔樁外側(cè)存在一定厚度的擺噴樁水泥土，繩鋸在共同切割兩種材質(zhì)時(shí)，在水泥土中卡鋸現(xiàn)象嚴(yán)重。施工中采取邊切割水泥土體，邊用吸泥設(shè)備及時(shí)將土體切割槽中破碎土粒清理，保持切割暢通。

九、結(jié)語(yǔ)

水下灌注樁切割技術(shù)在泰州永安船廠得到成功應(yīng)用，既解決了施工難題，又節(jié)省了工程資金，取得較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益