营口港创建治理水运工程质量通病示范项目设计成果分析

黄明俊，刘晔

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）

水运工程的质量通病是指港口设施在使用中反映出来的、在一定程度上影响了港口正常生产作业、具有普遍性质的质量缺陷，如码头沉降、轨道梁变形、地面排水不畅，等等。质量缺陷虽不会威胁到建筑物的结构安全，但会给使用带来不便；另外随着港口规模的不断扩大、功能的不断完善、等级的不断提高，港口生产越来越讲究高效和快捷。延长使用寿命，加大维修间隔，改善港口面貌，创建环境美化，成为每一个业主对工程质量的内在要求。质量缺陷的产生是由于对细微环节认识不足、技术手段相对落后以及施工方式不当所造成的。

1 项目概况

交通部质监总站将营口港鲅鱼圈港区54～56号集装箱泊位确定为示范项目，进行全面工程管理，针对项目寻找质量缺陷，分析研究，实施解决，总结经验，以备推广。从设计方面对于质量缺陷进行研究是非常重要的，可以最大限度地降低质量缺陷出现的几率。根据鲅鱼圈港区的以往工程实践，提出改进方向，制订改进措施，分专业、分项目组织攻关。

营口港鮁鱼圈港区54～56号集装箱泊位是该港四期工程10个泊位中的前3个，位于港区中部，岸线长度1000.04 m，前沿水深-15.5 m，可以停靠10万吨级集装箱船。陆域全部按照集装箱专用泊位建设，近期码头暂兼顾钢铁作业。码头为带低位卸荷板的重力式方块结构，码头面高程5.5 m，岸壁总高度21 m，是目前国内最大的方块码头，属于技术创新项目。对起重能力和方块重量与尺度进行过方案论证；为解决大体积混凝土表面温度裂缝问题，对混凝土标号、结构开孔形式及块体尺寸等进行过优化；对非岩石地基上大型方块码头的稳定性，通过离心试验进行了多方案比较论证。

2 取得的技术成果

重力式码头这种常用结构形式存在着一些具有普遍性质的质量缺陷。本项目通过设计上与施工结合，主要取得的成果包括以下9项。

1）码头预留沉降量的合理选取：重力式码头在使用期间不可避免地存在沉降现象，沉降量预留得是否恰当直接关系到工程的质量。本工程是以粉质黏土作为持力层。码头的抛石基床厚度3.5 m，上方设有4层方块和1层卸荷板，码头面高程5.5 m，前沿水深-15.5 m。鮁鱼圈港区二期通用泊位工程实测码头沉降量为5 cm左右，三期集装箱泊位工程实测码头沉降量为3～6 cm。在分析第一手资料后，确定本工程的码头预留沉降量为：抛石基床预留沉降量10 cm，故基床顶面的施工高度为-15.4 m；码头墙体预留沉降量7 cm，故胸墙顶面的浇筑高程为5.57 m。

2）集装箱装卸桥的后轨道基础处理：集装箱码头无论是船型、岸边起重设备，还是载荷、工艺布置等都是港口所有货类中发展最快的。为了适应集装箱运输的发展，我们对后轨道载荷做了较为充分的预留。三期集装箱泊位工程岸桥后轨道梁基础灌注桩设计直径1000 mm，间距6 m，桩长平均45 m。建成不久，因设备变化不得不进行改造。本项目岸桥后轨道梁基础灌注桩直径调整为1100 mm，间距5 m，桩长平均50 m，设计中已经考虑到日后岸桥型号加大的可能。

3）门机后轨道应对沉降措施：由于54～56号集装箱泊位在投产初期将兼顾钢铁作业，因此码头前沿布置有集装箱装卸桥和门机两种设备，设有3条轨道，其中前轨共用，装卸桥轨距为30 m，门机轨距为12 m。门机的后轨道梁位于抛石棱体上方，但抛石棱体无法进行有效密实，而采用桩基结构实施难度又非常大，因此，重力式码头的门机后轨道梁无一例外地存在着使用期沉降现象。以往当轨道产生沉降、影响设备运行时，只得长时间停产维修，凿除混凝土，重新安装轨道。每一次维修都给港口生产带来很大的负面影响。为了彻底解决后轨沉降这一重力式码头的顽症，与使用单位多次调研，提出了以下3个方面改进措施：在装卸设备允许的范围内进行沉降量预留，本项目在码头预留沉降量的基础上，再次对门机轨道预留30 cm沉降；将门机后轨道的预留螺栓改为预埋螺母，如果后轨产生10～15 cm的沉降可以随时调整；若后轨沉降量超出15 cm，只需将螺栓抽出更换，实施起来十分简便，无需动用复杂的施工设施。

4）门机后轨道应对侧移措施：为了防止门机后轨道产生水平变位，本项目在轨道梁与胸墙之间设置了拉杆，通过预埋拉杆克服轨道侧移。

5）码头面排水措施：为了方便作业，集装箱码头前沿地带面层结构采用混凝土大板。但这一区域在使用期间会随着抛石棱体以及码头自身的下沉而产生沉降，由于混凝土大板不易调整，造成该区域高程低于周边，下雨积水。本项目在岸桥轨道之间、避开集卡通行的位置设置了排水系统。

6）码头前方的沟槽排水：本项目对所有沟槽均考虑了排水措施。在码头前沿电缆沟内每隔5～10 m预埋1根排水管通海，电缆沟内的雨水可以直接外排。前轨的轨道槽、锚锭坑和防风拉锁坑与电缆沟相通，积水经电缆沟内侧的排水孔排海，解决了前轨与前沿电缆沟的排水问题。中间轨位于抛石棱体上方，在中间轨的轨道槽、锚锭坑和防风拉锁坑内留有排水孔，雨水将排入抛石棱体，解决了中间轨的排水问题。后轨则在轨道梁内侧设置了1道碎石盲沟，解决了后轨的排水问题。

7）沟槽边角及前沿电缆槽设计：码头上部的沟槽边角强度低、易破损，本设计均采用角钢护边。前沿电缆槽因要兼顾岸桥电缆和门机电缆，电缆数量多，设计中选用了一体的不锈钢电缆槽，宽度65 cm，深度15 cm，包括2个小槽和1个大槽，小槽放置岸桥电缆，大槽放置门机电缆。设计中还选用了热镀锌护轮坎、彩色橡胶变形缝等构件，既起到了防止表面局部开裂的作用，又增加了码头的美观效果。

8）码头后方地带的地基处理：集装箱堆场的地基处理采用强夯方式。本项目考虑到码头的稳定，对码头后方60 cm范围内改用振冲砂和振冲桩的处理方式。

9）集装箱堆场高程设计：《海港总平面设计规范》规定堆场的地面设计坡度为0.5%～1%,然而国内大多数集装箱港口均感觉到此坡度过大，造成顶部箱体错位明显，存在安全隐患。为了解决这个通病，同时又不影响排水效果，本项目中我们将排水坡度全部控制在0.5%以内，同时加密了雨水井的布置。通病的治理实质也为下一步设计规范的修编提供了积极有益的帮助。

3 结论

通过对码头预留沉降量等技术参数的选取及集装箱装卸后轨道基础处理等多项设计改进措施，可为今后设计规范的修编提供经验，对治理重力式码头沉降、轨道梁变形、地面排水不畅等质量通病起到了一定效果，作为营口港的创建项目，也将为进一步治理水运工程质量通病起到示范作用，取得的技术成果可在今后工程中应用。