谈船坞堵口沉箱围堰复合基床施工技术

摘要：复合基床主要是通过在相同断面上抛填规格不等的石料，利用石料自身所具备的性能，使得基床各个部位具备不同的承载力、止水性能等，既能充当承载支撑，也能充当防渗墙，成为封闭的围堰止水体系。本文详细对该技术的施工流程及注意事项展开了分析。

关键词：船坞堵口；沉箱围堰；复合基床

1.工程概况

本文选取了某造船厂修工程作为研究对象进行分析，项目预计建造1个修船坞，需为其设计堵口围堰。施工初期，项目部按照“沉箱+升浆基床”施工法施工，发现地势起伏较大，必须先去除所有软弱土层，施工难度较大。加之，本项目所处环境潮汐类型为不正规半日朝，潮汐水位变化较大，同样给施工带来了很大的干扰，因此，项目决定根据实际条件修改施工技术，以此保障最终施工质量。

2.复合基床的设计

（1）基床中心部位应抛填细骨料，这样做的目的是更好地开展高压旋喷施工，降低成孔难度，节省喷浆量，保障喷浆均匀、混凝土墙结构完整，提升基床止水效果。此外，该工艺施工后的混凝土墙承载能力更强，能够在一定程度上延长围堰的使用寿命。（2）细骨料两侧应抛填10～100kg块石，抛填过程中注意增大块石断面，这样做的目的是提升整体承载能力，控制沉降程度；此外，相较于拳石，块石更容易获取、施工成本更低、进度更快。（3）细骨料与块石之间还应抛填二片石，利用二片石充当倒滤层，能够有效避免围堰使用过程中出现渗漏现象，从而引起整体基床沉降、沉箱位置倾斜等问题，影响整体结构的稳定性。（4）因为项目周围水流速较大，为确保基床结构的稳定，应在其外侧继续抛填块石，以此起到支护作用。

3.复合基床施工

3.1复合基床施工的技术难点分析

（1）当抛填细骨料的时候，由于骨料自身质量较轻，极易受到外界水流的干扰出现位置偏移，因此要根据项目实际情况制定解决方案，保障最终施工质量。（2）抛填块石与二片石过程中，同样要根据实际情况制定措施，避免石料抛填过程中掺杂碎石，破坏断面内部结构。由此可见，本项目施工关键点在于如何精准确定三种石料的抛填位置，防止其出现位置偏差。

3.2导管法分层抛填工艺

3.2.1常规抛填工艺的弊端及其原因项目实际施工最初，施工人员直接选用普通的抛填工艺，经检查得出，该工艺施工后得到的断面完全不满足设计断面的标准。所以，为了保障最终施工质量，本文决定修改抛填工艺，以此保障最终断面满足设计需求，保障施工质量。研究发现，常规的抛填工艺不适用本项目的具体原因是施工环境波浪及水流速均较大，其中基床周边波浪高度维持在2～3m之间，而水流速则超过1.9m/s。正是在这些外界环境的干扰下，抛填的块石无法精准固定位置，即便项目借助定位船配合施工，块石同样会受到外界因素的影响出现位置偏移，且仅靠修改船位也无法弥补抛石下料位置出现的偏移。因此最终决定，项目施工过程中直接更换抛填技术，根据项目实际特点设计特定的施工工艺，从而确保施工断面能够达到设计标准的规定。

3.2.2导管法抛填工艺形成的思路（1）为了尽可能减少波浪、水流等外界因素给基床抛石造成的损坏，本项目决定使用1000t方驳充当定位船；因为海域表面的流速大于底部流速，因此借助导管充当导向设备，保障三种石料均能按照设计需求填放至指定区域，即能够使石料在抛填过程中不受水流速度、波浪等外界因素的干扰而出现位置偏移等问题，保障最终落点准确。此外，因为底部流速小于顶部，所以碎石导管底部与待抛点之间的距离应＜3m，而另外两种导管底部与待抛点之间的距离应控制在5m以内。（2）项目考虑设计断面的特征与三种石料的性能不同，决定选用分层抛填法开展施工，此外由于设计每层厚度时应保证三种石料之间互不干扰。综上所述，项目决定综合分层抛填与l000t方驳定位两种施工方法同时施工。

3.3导管法分层抛填工艺

3.3.1确定分层厚度和导管移动位置施工前，施工人员可使用CAD设计每层抛填的厚度，具体操作流程如下所示：首先，参照基槽开挖水深图，在纵向方向每间隔5m长设计一个断面；其次，在基槽断面内设计基床断面；随后，在有效碎石区域范围内，参照块石1∶1、碎石与二片石1∶2的比例设计出每层抛填的具体石料，从而估算处每层的最佳厚度，找出导管移动的范围。

3.3.2施工设备和施工机具（1）施工设备：结合本项目施工环境（水流速较大等），项目决定选用1000t方驳充当定位船，同时配备料斗、导管等部件辅助施工。此外，由于项目将使用到块石、碎片、二片石等材料，因此还要提前准备自航铁船、运输船完成料石的运输。（2）施工器具：本项目施工过程中将使用到料斗与导管，其中料斗需使用4个，两个用于块石抛填，剩余两个用于碎石与二片石的抛填，除去碎石斗外，其余三个料斗都要制作成移动斗便于施工。施工过程中，将料斗置于支架上，而支架则焊接在千吨驳中。项目应选用直径大小qb800mm的导管，每根导管均要分呈几段，每段3m，用螺栓进行连接，以便根据项目需求修改导管长度、调整标高，方便满足潮汐变化与施工抛填进程的多样化需求。

3.3.3抛填顺序抛填应按照由低至高、由内至外的顺序有序开展，即从深基床内部开始抛填，最后抛填前基床外侧部分。

3.3.4复合基床抛填（1）前期准备：抛填施工所需使用材料包含分层抛填断面绘制；根据项目实际需求预制导管、抖料；设计焊接料斗支架。（2）借助吊机等设备将预制好的导管、料斗摆放至指定场所。（3）借助GPS定位设施确定1000t方驳的具体位置。（4）参照设计图纸中标注的抛填层位置适当修改斗位。（5）行驶石料船，令所有石料船停留在定位船周边。（6）开始抛填后要注意按照先碎石后二片石、块石的顺序。其中前两者抛填时可借助船舶内皮带机完成，而块石抛填则应借助挖机完成，逐层展开抛填，直至高度达到设计标准。（7）每一层抛填结束后，将1000t方驳位置调整到下个断面表层，每层结束后都应重复这一步骤，直到整个抛填工序全部结束。（8）整个抛填工作开展过程中，施工人员可借助4根导管来衡量整体标高，保证导管周边高度在设计允许范围内，即整个基床顶端标高应维持在0.5m以下。

4.注意事项

为了保证工程整体质量，施工过程中需注意以下几点：（1）考虑到项目实际需求，本项目拟采用石屑作为主要的高压旋喷防渗墙材料和复合机床的施工材料。该材料虽然较其他材料来说防渗性能更好、施工难度更低，然而若将其运用在水深较大、流速较快的施工环境中，很难达到设计的断面。（2）当开挖基槽时，施工人员应彻底清理基槽回淤，清理完毕后才能开始回填。这样做的目的是最大程度控制围堰后期沉降，延长使用寿命。（3）回填前要选择合适的施工时间，尽可能避免在涨落潮流速较大等情况下开展施工，从而保障抛填位置不出现偏移，保证施工安全。（4）对基床部分施工过程中，施工人员应严格控制涨落潮导管底端和已抛基床面高度之间的距离大小。若是其距离大小超出设计允许范围，过高或过低均会造成不利影响，例如出现抛填位置偏移、石料堵管等问题，影响最终施工结果。（5）进行抛填之前，应根据项目实际需求选择合适的抛填石料，避免使用单一石料。抛填过程中还要按照分层抛填的方法有序开展，合理控制每层标高，并观察各部位高度差是否在误差允许范围下。

5.结束语

项目使用的复合基床属于船坞沉箱围堰基床，其不仅具备承载负荷的能力，还具备围堰止水的性能，能够有效维系整个围堰的安全，且在很大程度上决定高压旋喷止水效果。本文详细研究了该技术的具体施工流程及注意事项，望日后为类似项目提供参考。

参考文献

[1]杨新才,王俐.某船坞坞口围堰设计及其止水技术[J].港工技术,2015(04):23-26.

[2]雷进生,文亮,冯章杰,等.船坞工程水下抛石基床升浆止水施工技术[J].水运工程,2013(02):152-156.

作者：姜勇 单位：中交第三航务工程勘察设计院有限公司