浅谈港口混凝土干法施工技术

浅谈港口混凝土干法施工技术

蒋涛

天津港工程监理咨询有限公司300450

摘要：本文在充分了解港口混凝土传统施工工艺的基础上，提出了一种施工附加工程量小、造价低、施工灵活、可操作性强以及效果显著的止水箱式的施工工艺。利用止水箱，更好地控制混凝土施工时水位变动区的水位高程，使混凝土施工免受海水干扰，提高了混凝土施工的工程质量。

关键词：低水位；港口混凝土；干法施工；止水箱

1国内外水下混凝土施工现状

自70年代以来，水下混凝土的研究越来越受到水运工程施工行业的重视，研究水下混凝土是推动港口建设走向深海的必要手段。通过改善提高混凝土的性能出发，于1974年，德国首先研制成在浇筑过程中与水接触而不分散的混凝土，定名为水下不分散混凝土。在此之后，德国、日本等国家把这种混凝充分应用于水运工程施工之中，获得了迅速的发展。1984年中国石油天然气集团公司工程技术研究是国内首先立项研究水下不分散混凝土的研究机构。

另一种水中混凝土施工的方式围堰在我国的发展相对于水下不分散混凝土来说起步较早，但是相对于国外的围堰在水下混凝土施工的应用起步较晚。1957年，武汉长江大桥作为我国首座长江上建成的桥梁，是我国第一次使用围堰施工技术解决了水下40米深水混凝土施工的施工技术难题。自此以后，这种围堰形式的深水施工技术在我国开始迅速的发展，且围堰的种类和型式有了进一步的丰富，并得到了国内水运工程施工行业的接受和认可。止水围堰发展到二十世纪七十年代，出现了一种新型的围堰形式叫做双壁钢板桩围堰，这种新型式的设计突破，给水运工程深水混凝土施工，桥梁基础深水施工带来了更加深水化，安全化的突破。在武汉长江公路大桥、南京长江二桥、芜湖长江大桥等深水施工中均得到了应用。

2止水帷幕和围堰在港口施工中的应用

2.1相关概念

（1）止水帷幕

止水帷幕，指的是一个单位工程，通过对开挖好的基坑的侧壁和底部进行必要的防渗处理，形成一个闭合的减缓或是阻止帷幕外围水体渗流进入基坑中，从而形成了陆地施工环境。

（2）围堰

围堰,在水利工程建筑物施工中，为了防止水或者是泥沙，淤泥等混入施工的修筑位置，对施工进度，工程质量造成影响，而设置的临时性的（一般为临时性）围护结构。围堰的高度应高于施工期间可能出现的最大水位加上浪高。

围堰作为一种水运工程施工中的临时挡水建筑物，是用来围住基坑，保护施工现场，保证水运工程施工能在所围成的临时陆域中干地施工。在施工完成以后，如果后续的施工建设不再依赖围堰就可以进行，围堰不构成建筑物的一部分，或是围堰对于后续施工有阻碍及负面影响，应该予以拆除。水运工程施工中，围堰属于一种临时的建筑物，其主要作用就是确保主体工程及附属设施在进行施工的过程中不受潮汐、波浪以及海水等的影响，维持稳定的施工环境。

2.2止水帷幕和围堰在港口施工中的技术理论基础

止水围堰的主要功能是创造陆地施工环境，防止水沙渗透，确保混凝土浇筑质量。因此，如何做好围堰边壁的防渗工作以及保证围堰整体结构的稳定性是止水围堰施工的成败关键。

围堰防渗墙在设计阶段，应当充分考虑到当地的工程地质条件以及工程水文条件进行必要的可行性论证与分析，同时，也要充分的考虑施工的实际要求等。通过这些综合的考虑，来更好地确定围堰的类型，结构，尺寸，受力情况。在确定了围堰的基本结构后，根据受力分析，可以得到围堰墙壁的渗流情况及结构应力，确定墙体与基底的连接方式，不透水层的尺寸，材料及其物理学指标。必要的情况下，如特殊工程，或是在受力较大，渗流作用明显位置，需要设立必要的检测仪器，仪器埋设在防渗墙内部，以便及时了解墙体的受力变形情况和墙内的渗流大小是否可控。

3港口工程干法施工技术应用

以护舷缺口干法施工为例进行研究：

（1）制作制水箱

止水箱的制作尺寸主要是以护舷缺口的尺寸为主要参考，同时要考虑到施工人员的作业空间，机械设备的操作空间，以避免尺寸过小导致操作受限，影响施工效率以及工程质量。还要考虑到设备人员自重，止水箱自重，先核算止水箱的稳定性和承载力，避免尺寸过大导致自重过大，从而增加止水箱的后续支立难度给实际现场施工带来不便。综合以上因素进行考虑，以营口港仙人岛港区204#多用途泊位护舷缺口混凝土浇筑施工为例，采用尺寸为7m*1.5m*2m的止水箱。止水箱与沉箱接触的位置采用5cm*3cm止水橡胶条进行密实连接以达到密闭防渗的效果，为了加强止水箱的承载能力，在止水箱的两侧设置了两条桁架，用来辅助支撑桁架的尺寸在设计时经过抗弯验算。止水箱的中心空出区域为设备以及作业人员的施工作业区。止水箱底部设立两个集水井，在集水井内放置有1.5kw潜水泵，用来保证止水箱内没有积水，方便施工作业，保证施工质量与效率。

（2）支立止水箱

止水箱的支立要充分考虑水箱的支立时机，最好的支立时机应选定在低潮时进行，这时水位低于止水箱底部高程，方便止水箱的支立，也避免了止水箱中存留积水，给后续积水的清理带来麻烦。在止水箱的吊装安置中，采用25吨汽车吊进行支立，首先，在支立吊装下水之前，打开止水箱底阀门，这样可以减少海水对止水箱下方过程中的作用力，使止水箱下水时保持内外水压平衡。吊点的选择也要在经过必要的计算，防止吊点过少导致止水箱由于自重张拉不均匀而变形。在止水箱下水的过程中，要注意下降的速度，不宜过快，导致止水箱下降失稳。待一切安装完毕后，要注意检查止水箱的密闭性能，注意观察是否有人眼可见的漏水缝隙处存在，并做好当场的必要处理。

（3）施工降水

止水箱安装完毕之后，关闭止水箱底部阀门，使止水箱内密闭，观察止水箱内部水面情况，通过观察箱内水面是否水平来判断止水箱底部是否与沉箱垂直，再进一步用千斤顶做微小调整，保证止水箱与沉箱壁贴合紧密。然后开启潜水泵将止水箱内海水抽出，调节潜水泵的抽水速度，以确保抽出水的速度大于海水倒灌的到箱内的速度，当水面下降到接近止水箱内底面时，注意观察止水箱与沉箱接触位置的海水渗漏情况，判断是否有密闭性差的接触位置，做到有针对的第二次封堵漏水口。

（4）护舷缺口混凝土模板支模

在护舷缺口处支立好止水箱并且做好止水工作之后，我们的混凝土施工环境就相当于陆域上的混凝土施工环境，就可以按照在陆域上混凝土浇筑的施工流程进行混凝土的施工。

（5）护舷缺口混凝土浇筑和模板拆除

本施工工艺的最大优势就是可以在水位变动区进行混凝土施工，相较于传统混凝土在水位变动区施工，止水箱做到了基本隔绝混凝土与海水，保证了混凝土可以进行全天候的浇筑，而不用考虑高潮位的高低。具体浇筑过程和陆上混凝土浇筑施工工艺基本一致。

混凝土初凝完成后，在混凝土强度达到规定强度标准的75%之后，最理想的情况是选择低潮位进行模板的拆除。

（6）拆除止水箱

为了保证对圆台螺母空洞的封堵效果，保证快干水泥在圆台空洞中与混凝土接触位置充分凝结，防止在砂浆未达到一定强度时海水与其接触。在封堵孔洞半个小时后（此时间间隔为本次施工采用的时间间隔，现场施工效果显著，封堵效果理想）方可拆除弧线缺口处的止水箱，

结语

综合以上研究，可以看到止水箱干法施工的应用，为港口工程混凝土低水位施工提供了新的解决思路，在局部创造陆域施工环境可以做到方案灵活，适应性强，简单易操作，施工额外附加工程量小，施工材料可多次重复高利用，施工方案易于确定，且施工质量合格率高等优势。这种施工工艺的改进对于以后深水中混凝土施工的发展有着极大促进。可以使得施工质量进一步得到保证，效率进一步的提高，安全风险能进一步的降低。

参考文献

[1]王霞.港口工程低水位混凝土干法施工技术研究与应用[J].工程技术：全文版,2017(12):246-246.

[2]孙明.港口工程低水位混凝土干法施工技术研究与应用[J].城市建筑,2016(36):120-120.