◎譚永安 余楊明 中交二航局第一工程有限公司

1.項(xiàng)目概況

三亞南山港公共科考碼頭項(xiàng)目采用EPC總承包模式進(jìn)行建設(shè)，該項(xiàng)目位于海南省三亞市崖州灣東部崖城鎮(zhèn)海域的三亞港南山港區(qū)內(nèi)，新建科考船泊位278m、科考船保障泊位130m、下水滑道1座、船臺4個及后方配套設(shè)施建筑1.06萬m。

其中下水滑道長度53.6m，寬度65.0m，下水滑道與南山港已建滾裝碼頭西側(cè)相接?；老路接谐善l(fā)育的海灘巖，海灘巖厚度為1.5-2m，需先行挖除。

2.下水滑道設(shè)計方案比選

通過對國內(nèi)常規(guī)下水滑道的調(diào)研分析，擬確定兩種比選設(shè)計方案，一是墩臺式滑道；二是井字梁式滑道。

2.1 墩臺式下水滑道總體設(shè)計方案

下部結(jié)構(gòu)采用直徑為1m的鋼管樁，上部結(jié)構(gòu)為厚度2m的C40現(xiàn)澆墩臺，墩臺坡比為1:6，墩臺上方安裝8組鋼軌作為斜架小車的行走通道。為保障現(xiàn)澆墩臺干施工作業(yè)，需配套設(shè)計圍堰一座，圍堰頂寬5-10m，主體采用模袋砂充填而成，圍堰中軸線設(shè)置一排攪拌樁；圍堰三面圍合，與滾裝碼頭西側(cè)岸壁相接；滾裝碼頭西側(cè)岸壁設(shè)置一排咬合灌注樁。

2.2 井字梁式下水滑道總體設(shè)計方案

樁基采用直徑為1.2m的灌注樁，樁基上部設(shè)置直徑為2.0m的樁帽，樁帽上方安裝井字梁，井字梁坡比為1:6,井字梁共6排，每榀井字梁的兩條軌道梁上方各安裝一條軌道作為單個斜架車的行走通道。

圖1 項(xiàng)目總平面圖

2.3 方案比選

經(jīng)濟(jì)性方面。從主體結(jié)構(gòu)來看，墩臺式較井字梁式的樁基數(shù)量較多，單根造價較低，上部結(jié)構(gòu)混凝土較多，但施工單價較低，總體費(fèi)用持平。從措施費(fèi)用來看，墩臺式的圍堰建設(shè)規(guī)模大，需不間斷大量抽水，較井字梁式的鉆孔平臺，費(fèi)用高出較多。

施工風(fēng)險方面。墩臺式需筑設(shè)圍堰，根據(jù)地勘報告，該區(qū)域水深高12m，不透水層的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土僅有2-3m，不透水層下地質(zhì)多為各類砂層，極易發(fā)生管涌等風(fēng)險，安全風(fēng)險較高，且止水帷幕需穿過原有沉箱，止水難度大，形成干施工作業(yè)環(huán)境較難。井字梁式需水上施工，存在干施工樁帽、水上安裝井字梁工序，具有較小的安全風(fēng)險。

施工工期方面。墩臺式必需先完全筑設(shè)圍堰才可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工，而圍堰的施工周期較長。井字梁式可陸上預(yù)制井字梁與水上樁基施工同步進(jìn)行，施工工期較短。

環(huán)境保護(hù)方面。墩臺式的圍堰筑設(shè)和拆除對海洋環(huán)境將造成一定的污染，井字梁式可有效保護(hù)海洋環(huán)境。

經(jīng)過對比分析，決定采用井字梁式水下滑道設(shè)計方案。

3.井字梁式下水滑道關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 總體施工方案

水上，先挖除海灘巖，然后沉放鋼護(hù)筒，搭設(shè)鉆孔平臺，在鉆孔平臺上進(jìn)行灌注樁施工，澆筑灌注樁時同步澆筑鋼護(hù)筒的封底混凝土，接著抽干鋼護(hù)筒內(nèi)部的積水形成樁帽的干施工作業(yè)條件，進(jìn)行樁帽施工。

圖2 墩臺式下水滑道設(shè)計斷面圖

圖3 井字梁式下水滑道設(shè)計斷面圖

陸上，先制作井字梁模板和預(yù)拼裝臺座，然后采用“短線匹配法”預(yù)制井字梁，預(yù)拼裝井字梁，在預(yù)拼裝井字梁時安裝軌道，接著出運(yùn)井字梁，采用起重船從頂部到水下逐件安裝井字梁，最后澆筑井字梁節(jié)點(diǎn)混凝土進(jìn)行固結(jié)。

3.2 海灘巖清理

下水滑道區(qū)域存在大量的海灘巖，樁基施工前需進(jìn)行清理破除。先采用水上破碎錘對海灘巖進(jìn)行破碎，局部區(qū)域采用小劑量爆破方式進(jìn)行破碎，然后采用塊石從陸地向海側(cè)填筑一條通道，大型挖機(jī)在通道上挖取通道西側(cè)的海灘巖，并填至通道東側(cè)，東側(cè)形成通道后，挖機(jī)向東側(cè)移動，以此逐步挖除海灘巖，并外運(yùn)至指定的棄渣場。為了防止挖除海灘巖期間泥沙污染附近海域，需要在海灘巖外圍設(shè)置防污簾。

3.3 灌注樁施工

3.3.1 平臺設(shè)計與搭設(shè)

鋼平臺平面尺寸為60 m×54.5m，分為通道區(qū)及非通道區(qū)，通道區(qū)域自下而上依次為大牛腿、3拼工40a主橫梁、4組3拼321型貝雷片、次梁I20a型鋼、頂部通道倒扣［28型鋼；非通道區(qū)域自下而上依次為小牛腿、主梁雙拼I25a型鋼、分配梁I20a型鋼間距700mm、頂部走道8mm花紋鋼板。平臺上設(shè)置高1.2m的安全護(hù)欄。從南山港滾裝碼頭西側(cè)搭設(shè)臨時棧橋與鋼平臺相連，作為陸地與鋼平臺連接的施工通道。

平臺搭設(shè)施工期間，先采用振動錘沉設(shè)鋼護(hù)筒和平臺輔助樁，鋼護(hù)筒底口應(yīng)低于設(shè)計樁帽底標(biāo)高以下不少于8m，平臺輔助樁應(yīng)入土不小于8m，然后采用起重船吊裝鋼平臺上部結(jié)構(gòu)。

3.3.2 灌注樁施工

采用正循環(huán)沖擊鉆機(jī)沖孔,先采用大鉆頭在鋼護(hù)筒內(nèi)鉆進(jìn)直徑為2m的孔，鉆至護(hù)筒底口上0.5m時，更換小鉆頭鉆進(jìn)直徑為1.2m的孔。每臺鉆機(jī)旁邊安裝一個泥漿池，采用正循環(huán)工藝對孔內(nèi)泥渣進(jìn)行清理。鋼筋籠在加工車間分節(jié)加工，拖車運(yùn)到現(xiàn)場，采用90t履帶吊上平臺配合安裝鋼筋籠?；炷翝仓捎玫乇帽盟?，澆筑至樁頂以上不少于1m。

3.4 樁帽施工

先抽出鋼護(hù)筒內(nèi)的積水和底部泥漿，然后工人采用風(fēng)鎬在鋼護(hù)筒內(nèi)鑿除樁頭多余混凝土。樁帽鋼筋、預(yù)埋件等在預(yù)制場下料，拖車運(yùn)至現(xiàn)場，在護(hù)筒內(nèi)綁扎樁帽鋼筋。利用鋼護(hù)筒作為樁帽外模板，混凝土采用“料斗+串筒”方式入倉澆筑?；炷翝仓?，采用激光儀和全站儀反復(fù)測量樁帽頂標(biāo)高和平整度，并根據(jù)測量結(jié)果對樁帽進(jìn)行收面調(diào)整，直至滿足要求。

3.5 井字梁模板設(shè)計與制作

井字梁節(jié)段預(yù)制共投入三套模板系統(tǒng)進(jìn)行施工，整個鋼模板系統(tǒng)委托專業(yè)廠家設(shè)計和制造。模板系統(tǒng)配置驅(qū)動小車與頂伸螺桿裝置。模板系統(tǒng)包括有軌小車、底模、外側(cè)模、固定端模、聯(lián)系梁側(cè)模和內(nèi)模。模板系統(tǒng)在首次安裝完畢后，在以后的梁段澆注過程中，固定端模不再移動，側(cè)模僅做開、合操作。

井字梁模板制作完成后，進(jìn)行預(yù)拼裝，以校正模板尺寸和拼裝整體性，根據(jù)驗(yàn)收測量數(shù)據(jù)進(jìn)行模板校核，再對局部位置調(diào)整和修改。

3.6 井字梁預(yù)制與試拼裝

井字梁模板預(yù)拼裝合格后，運(yùn)至預(yù)制場進(jìn)行模板拼裝，其中鋼筋采用整體式吊具吊裝入，吊裝時對井字梁鋼筋內(nèi)部受力點(diǎn)進(jìn)行加固，預(yù)制井字梁澆筑養(yǎng)護(hù)后，再進(jìn)行試拼裝，同時安裝鋼軌。

3.6.1 井字梁預(yù)制

根據(jù)井字梁的結(jié)構(gòu)型式，選用“短線匹配法”進(jìn)行預(yù)制，即待澆梁段一端設(shè)固定端模，另一端則為已澆好的前一梁段端面，以形成匹配接縫來確保相鄰塊體拼接精度，當(dāng)后一梁段澆筑完成并初步養(yǎng)生、拆模后，前一節(jié)段即運(yùn)走存放，再把新澆梁段轉(zhuǎn)移到其位置上作為匹配梁段，循環(huán)預(yù)制完成所有梁段。

3.6.2 井字梁試拼裝及軌道安裝

單次預(yù)拼裝梁數(shù)為3榀，預(yù)拼裝井字梁首尾對接，按預(yù)設(shè)位置精確就位后，在井字梁的軌道梁上安裝軌道，并將鋼軌調(diào)整到設(shè)計允許的偏差范圍內(nèi)，再將其固定。拼裝合格后編號放置存梁區(qū)。

3.7 井字梁安裝

滑道梁標(biāo)準(zhǔn)分段長度6.5m，滑道末端為6.77m和7.79m。標(biāo)準(zhǔn)井字梁單榀重量73噸，井字梁48榀。井字梁采用起重船起吊安裝，潛水員+水下可視化監(jiān)控系統(tǒng)+倒垂架測控系統(tǒng)配合調(diào)整姿態(tài)和安裝精度。

3.7.1 構(gòu)件出運(yùn)

圖4 總體施工工藝流程

圖5 鉆孔平臺橫斷面圖

圖6 短線匹配法工藝結(jié)構(gòu)圖

圖7 井字梁試拼裝示意圖

由預(yù)制作業(yè)線內(nèi)120t龍門吊吊裝至模架車上，由模架車運(yùn)到出運(yùn)碼頭。由起重船吊至1000t自航駁運(yùn)至現(xiàn)場。

3.7.2 井字梁起吊就位

安裝前，要對樁帽頂面回瘀情況進(jìn)行潛水探摸，發(fā)現(xiàn)有回淤等不正常情況，要及時清淤。安裝時，先在運(yùn)梁駁船上安裝井字梁倒垂架，起重船根據(jù)安裝的位置拋錨定位，然后移船到運(yùn)梁駁船附近起吊井字梁，接著將井字梁吊調(diào)至安裝位置。

3.7.3 井字梁精確調(diào)位安裝

步驟1：采用全站儀觀測倒垂架上的觀測點(diǎn)，調(diào)整井字梁的平面位置，達(dá)到要求后，進(jìn)行首次坐底。

步驟2：采用水下可視化監(jiān)控設(shè)備對井字梁標(biāo)高及姿態(tài)進(jìn)行攝像，并適時傳送至監(jiān)控臺。

步驟3：吊起井字梁，由潛水員在井字梁下方墊入防腐薄鋼板，鋼板厚度由監(jiān)控臺與潛水員共同確認(rèn)，以調(diào)整井字梁坡度、標(biāo)高。

步驟4：再次坐底井字梁。

步驟5：潛水員依托樁帽的擋塊和預(yù)留孔安裝水下千斤頂，每個樁帽橫向安裝相向的兩個千斤頂，豎向安裝一個千斤頂，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)和水下可視化監(jiān)控視頻調(diào)整千斤頂?shù)捻斶M(jìn)行程。

步驟6：再次吊起井字梁，調(diào)整千斤頂?shù)男谐?，直至井字梁平面位置滿足要求后，最終坐底。

3.7.4 梁體固結(jié)

滑道一個節(jié)段完成后，采用小車檢驗(yàn)鋼軌安裝偏差，對大于設(shè)計要求或小車上下不順暢的部位，對軌道進(jìn)行水下調(diào)整，全部檢驗(yàn)合格后，澆筑節(jié)點(diǎn)混凝土。

節(jié)點(diǎn)預(yù)留孔內(nèi)鋼棒采用起重船小鉤起吊，根據(jù)測量定位，緩慢落鉤，潛水員水下精確定位鋼棒，直至鋼棒或鋼筋籠對準(zhǔn)梁體預(yù)留孔后，通知落鉤。預(yù)留孔內(nèi)澆筑水下不離析混凝土，按60cm每層適當(dāng)以鋼棒插搗。

4.結(jié)語

滑道是供船舶上下水的設(shè)施，其主體結(jié)構(gòu)在水面以下，施工難度大。本項(xiàng)目初選兩種滑道結(jié)構(gòu)形式，通過分析比選，井字梁滑道造價低，環(huán)境污染少，安全風(fēng)險低，通過“短線匹配法”預(yù)制井字梁，潛水員+水下可視化監(jiān)控系統(tǒng)+倒垂架測控系統(tǒng)，可精確控制井字梁安裝精度。