李英,丁占起
(中交一航局第一工程有限公司,天津300456)
巴新萊城港發(fā)展項(xiàng)目潮汐碼頭護(hù)岸工程的土工布設(shè)計(jì)的依據(jù)為英標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),單位面積質(zhì)量大(550g/m2),單幅長度長(77m),鋪設(shè)區(qū)域水深深(最大深度達(dá)18m),水下有暗流,且鋪設(shè)范圍內(nèi)密布鋼樁。該項(xiàng)目潮汐碼頭區(qū)域土工布鋪設(shè)范圍長77m,寬240m,理論鋪設(shè)面積18 480m2。土工布鋪設(shè)范圍大致可分為2 個(gè)區(qū)域:(1)碼頭下方有鋼管樁的區(qū)域,該區(qū)域岸坡坡度為1∶2.5,坡上密布鋼管樁;(2)從碼頭前沿線向海側(cè)延伸30m 寬度的區(qū)域,該區(qū)域?yàn)槠教沟幕?,沒有樁基。該碼頭為高樁梁板碼頭形式,樁基共包含387 根鋼樁,樁徑1067mm,全部為直樁,樁基共分A~H 8 個(gè)排架,共77 列。每列樁中心線間距為6300mm(見圖1)。B 排和H 排為軌道梁樁基礎(chǔ),相鄰樁中心線間距縮小為3150mm,因此,鋼管樁將護(hù)坡土工布分割為若干條帶,且各條帶尺寸不同,導(dǎo)致土工布的鋪設(shè)難度很大。
本工程土工布鋪設(shè)有2 種工藝:(1)先鋪設(shè)土工布后沉樁工藝;(2)先沉樁后鋪設(shè)土工布工藝。先鋪設(shè)工藝為在岸坡及基槽開挖完成后,鋼管樁沉樁之前鋪設(shè)土工布,土工布采用鋪排船大面積鋪設(shè);后鋪設(shè)工藝為本文中提到的工藝,基槽和邊坡開挖完成后,先進(jìn)程樁基沉樁施工,待樁基施工完成后,再進(jìn)行土工布鋪設(shè)。
2.1.1 先鋪設(shè)土工布后沉樁工藝
優(yōu)點(diǎn):鋪設(shè)效率高,施工進(jìn)度快。缺點(diǎn):(1)水上沉樁作業(yè)船舶所需作業(yè)面大,沉樁作業(yè)受土工布鋪設(shè)速度制約,需土工布沿岸坡鋪設(shè)寬度完成150~200m 后方可進(jìn)行沉樁作業(yè);(2)土工布從鋪設(shè)完成到拋石壓載時(shí)間間隔長,土工布被海底水流沖散,岸上水面以上的土工布長時(shí)間受太陽照曬,容易老化;(3)沉樁時(shí),樁尖穿透土工布后方能沉入泥面下,該過程容易發(fā)生土工布滑動(dòng)、撕破等;(4)沉樁時(shí),當(dāng)樁位剛好位于壓布的袋裝碎石或其他壓布石料上時(shí),容易發(fā)生樁位偏位。
2.1.2 先沉樁后鋪設(shè)土工布工藝
優(yōu)點(diǎn):可有效解決先鋪布工藝的缺點(diǎn)。缺點(diǎn):施工效率低。經(jīng)過綜合比選,本工程采用后鋪布工藝進(jìn)行土工布鋪設(shè)。
2.2.1 土工布鋪設(shè)船機(jī)
本次用到的鋪布船共有3 艘:1 艘1000t 的定位方駁;1 艘簡易浮筒船;1 艘小型拖船。方駁作為定位船使用;浮筒船主體為2 個(gè)吹泥管線浮筒,2 個(gè)浮筒間用槽鋼/工字鋼等型材焊接連接穩(wěn)固,浮筒用于安放自制卷軸,將土工布卷在浮筒上;拖船為30m3的小型開底駁,用來將浮筒拖到定位方駁處并運(yùn)輸壓土工布用的沙袋以及作為作業(yè)人員拋沙袋的作業(yè)平臺(tái)。
2.2.2 土工布鋪設(shè)卷筒
在鋪設(shè)土工布的簡易浮筒船上安裝1 根長度為6m、直徑為10cm 的鋼管作為土工布卷筒,卷筒上裝有手搖柄和制動(dòng)裝置,用以控制土工布卷布和鋪放的速度及長度。卷布滾軸需使用無縫鋼管,兩端各焊接一個(gè)軸承,軸承焊接在用型鋼焊接的支架上,支架焊接在定位浮筒上,支架高度約為1.3m,在滾軸兩端各焊接一圓形鐵板作為布卷的限位板,限位板間距6m。
根據(jù)碼頭鋼樁樁位布置、雇主的要求以及對(duì)搭接寬度的要求,將土工布分為2 種尺寸制作:(1)奇數(shù)排架間的布卷,每幅寬6m、長77m;(2)相鄰兩幅6m 寬的布卷處的搭接布卷,每幅寬2.3m、長77m。土工布在廠家定做,用防雨、防紫外線的包裝袋包裝,運(yùn)輸至現(xiàn)場。
土工布運(yùn)輸至現(xiàn)場后,將布卷在地面展開,根據(jù)圖紙尺寸預(yù)先在B 排、H 排偶數(shù)樁位處割一直徑1.2m 的圓孔(6m 寬的布卷),然后將布一端用2 根20m 長的尼龍繩套將2 個(gè)角拴牢,繩套另一端系在卷布的滾軸上,然后勻速緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)卷布滾軸,將布整齊的卷在滾軸上。
2.4.1 6m 寬土工布鋪設(shè)
卷布完成后,將浮筒用拖船拖至碼頭前沿定位方駁處駐位,浮筒平行駐位方駁,方駁用4 根錨纜固定,錨纜呈八字布置。定位完成后,用1 根50m 長的尼龍繩將布端頭2 個(gè)角拴牢,鋪布人員乘坐拖船將繩子送至岸上,岸上的鋪布人員將布卷拖至岸側(cè),并將碼頭后沿陸上部分的土工布展平、壓好。鋪布人員乘坐小船將預(yù)先割好的圓孔套在B 排和H 排樁上,使布卷平展在水面上。為防止布卷下沉過程中收縮、打卷,展布完成后,在布與鋼樁接觸處用細(xì)尼龍繩繞鋼樁1 圈,繩的兩端與土工布上的標(biāo)記部位拴牢,尼龍繩套與鋼樁留有20~30cm的間隙,以免布卷下沉過程中繩套卡在鋼樁上,造成土工布下沉困難或無法下沉。
將布拴好后,開始碼頭區(qū)域鋼樁部分的土工布下沉,首先在鋼樁處將約25kg 的沙袋系在土工布上,然后將沙袋放在樁帽上,當(dāng)所有鋼樁處的沙袋都系好后,從陸側(cè)向海測依次將沙袋推入水中,使土工布緩慢下沉,直至水底。
鋼樁處土工布鋪設(shè)完成后,進(jìn)行碼頭前沿線靠海測30m寬的土工布的鋪設(shè),鋪設(shè)時(shí),緩慢向海測移動(dòng)定位船,鋪布人員緩慢松動(dòng)卷布滾軸,定位船每向后移動(dòng)2m,鋪布人員在土工布上系一排沙袋,將布緩慢沉入海底,鋪布過程中要保持土工布始終處于拉緊狀態(tài)。全部土工布卷沉入海中后,繼續(xù)向后移動(dòng)定位船,一邊移船一邊松卷在滾軸上的尼龍繩套,直到土工布完全沉入海底,將繩套解開,抽出。鋪布過程中,潛水員在水下觀察土工布的鋪設(shè)情況,對(duì)有收縮的地方及時(shí)展平,用沙袋壓好。整幅布卷鋪設(shè)完畢后,鋪布人員乘坐拖船在已鋪設(shè)的土工布上隨機(jī)向海內(nèi)拋沙袋壓布。
2.4.2 2.3m 寬搭接土工布鋪設(shè)
相鄰兩塊6m 寬的土工布鋪設(shè)完成后,進(jìn)行搭接幅土工布鋪設(shè)。將鋼樁部分的土工布裁剪成設(shè)計(jì)尺寸,然后將土工布用沙袋沉入水底,潛水員將土工布在水下展開并用沙袋壓好,碼頭前沿靠海側(cè)30m 寬的搭接幅鋪設(shè)與6m 寬的布幅施工方法相同。
船機(jī)設(shè)備配置和人員配置如表1 和表2 所示。
表1 船機(jī)設(shè)備配置
表2 人員配置
根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況,每日工作8h 計(jì),每日可鋪設(shè)6m寬的土工布3 幅,計(jì)1386m2;2.3m 寬搭接幅3 幅354.2m2,合計(jì)每臺(tái)班鋪設(shè)土工布1740.2m2。
本工程通過采用鋼樁上套尼龍繩套和用鋪布滾軸將布拉緊的措施,較好地解決了鋪設(shè)土工布時(shí)如何控制布卷的平整度的問題,對(duì)類似工程具有一定的指導(dǎo)意義。