内河交通船闸靠船墩改造方案研究

郭明明



内河交通船闸靠船墩改造方案研究

郭明明

（徐州市航道管理处，江苏 徐州 221000）

有些内河交通船闸经过近40年的使用，靠船墩已出现不同程度的损坏，存在着较大的安全隐患，已不能满足船舶停靠的要求。通过对内河交通船闸靠船墩存在的问题进行分析，在不断航的情况下，提出2种靠船墩加固改造方案，对这2种方案的优缺点从多方面进行了分析，确定了最适宜的改造方案，进而对施工中关键节点提出了相应的技术措施。

靠船墩；船舶；水运事业；钢护角

1 概述

20世纪80年代，随着改革开放不断深入，水运事业受到高度重视，陆续建成一批内河交通船闸，充分发挥水运低成本、低污染、低能耗、高运量等优势，推动了水运事业的蓬勃发展。这些船闸经过多年的使用，由于船舶碰撞、船行波、水流的长期冲刷、风蚀等原因，水工建筑物已明显出现不同程度的损害，部分浆砌块石靠船墩墩身已出现结构性的破坏，存在着很大的安全隐患。

2 靠船墩存在的主要问题

2.1 墩体断裂

近年来，水运事业发展迅速，船舶大型化趋势明显，大型船操作特点是惯性大、舵性差，为了确保安全停靠，对船闸的停靠设施的要求非常高。内河交通船闸靠船墩大多数为浆切块石结构的墩体，抗碰撞能力相对较差，在船舶剧烈碰撞后发现靠船墩墩体断裂的现象。

2.2 墩体临水面块石磨损、脱落严重

船闸靠船墩原设计中，均采用了钢护角，在船舶长期碰撞、摩擦情况下出现了脱落、损坏的情况，大部分靠船墩临水面出现不同程度的浆砌块石脱落现象。造成这种现象的原因一方面是钢护角的锚筋数量不够，在出现钢护角脱落没有及时修复情况下，船舶再次碰擦导致块石脱落；另一方面，浆切块石自身硬度不足，砂浆标号偏低。

2.3 系船钩损坏脱落

近年来，交通船闸靠船墩上的系船钩损坏、脱落的现象时有发生，出现系船钩的钩头被损坏、系船钩整体脱落的现象。造成这种现象的主要原因有2个方面：①船舶的大型化使得其系缆力变大，超过其设计值，进而出现损坏、脱落的现象；②由于浆砌块石脱落严重，当原系船钩脱落后无法安装新的系船钩，这对船舶安全停靠造成了很大的影响。

3 方案比选

由于靠船墩维修具有的特殊性，受其结构形式、地基承载力、水文条件等的影响，靠船墩的维修加固方案很难用一种固定的模式来设计，应根据船闸现场的实际情况来制订可行的方案。近年来，陆续对京杭运河上的多座船闸靠船墩进行维修加固，保证了船闸的安全运行。对内河交通船闸靠船墩的加固改造工程，提出了以下2种不同的设计方案。

图1 靠船墩改造方案一

方案一：拆除原靠船墩设计水位以上的墩身，预制钢筋混凝土套箱，套箱迎水面留有倒角，四面均搁置在底板上，套箱顶高于设计水位0.5 m。套箱安装就位后浇筑下部混凝土，新浇筑混凝土与原浆砌块石衔接处采用植筋连接，套箱上部重新浇筑墩身至原墩顶高。施工中套箱起到围堰和模板的作用，施工完成后作为靠船墩墩身的一部分，与混凝黏结在一起形成一个整体。具体方案如图1所示。

方案二：拆除原靠船墩设计水位以上的墩身，拆除部分新浇筑混凝土，新浇筑混凝土与原浆砌块石衔接处采用植筋连接，改造后靠船墩与原靠船墩形状尺寸一致。具体方案如图2所示。靠船墩改造设计方案优缺点如表1所示。

图2 靠船墩改造方案二

表1 靠船墩改造设计方案优缺点分析表

方案一（钢筋混凝土套箱）方案二（部分拆除墩身恢复） 优点整体性较好耐久性较好墩体抗撞性较好工程投资较小施工较为简单，便于质量控制 缺点工程投资较大施工工艺较为复杂，质量控制要求更高整体性、耐久性较差墩体抗撞性较差

表1从多方面对2个方案进行比选，从整体性方面来看，船舶大型化后，对靠船墩抗船舶撞击能力和耐久性要求越来越高，方案一的整体性要更好，抗撞能力更强；从船闸的重要程度来看，方案一投资费用较高，但是后期运行中养护费用会减少，从长远考虑还是合适的；从施工工艺方面看，方案一施工工序较为复杂，但只要合理安排施工工序，加强质量控制，便能保质保量地完成。通过以上的分析，最终选择方案一。

4 施工中关键节点的主要措施

靠船墩加固改造工程在施工中关键节点很多，本文主要讨论施工时机、墩体的探摸、套箱的安装、混凝土浇筑等。

4.1 尽量安排在低水期施工

设计中套箱顶高程在设计水位之上0.5 m处，现实中的施工水位是实时变化的，如果施工水位与套箱顶高程之差低于0.5 m，就会影响到套箱内混凝土的浇筑，施工水位过高的情况下要采取在套箱顶加钢板围堰的施工方案，此方案不仅增加了工程投资，也影响了靠船墩的美观。所以，尽量安排在低水位期施工。

4.2 对靠船墩的墩体底部进行2次探摸

由于靠船墩建设年代较长，在预制套箱前进行第一次探摸，一定要安排潜水员对每一个靠船墩的结构尺寸进行现场探摸，摸清靠船墩底板的长度、宽度、墩身底部的长度及宽度，确保预制套箱尺寸准确无误；墩体拆除后应及时清理航道，用挖泥船清除落入航道内的块石和碎石；然后进行第二次探摸，以保证靠船墩墩底周围的淤泥、碎石等已清理干净，保证基础平整，以确保套箱能够顺利安装。

4.3 预制一个与套箱相同的框架试吊装

如果墩底清理不干净、基础不平整，则会导致安装套箱出现偏差。具体的施工方案是先用角钢制作一个与套箱外围一样尺寸的框架。在套箱吊装之前，先用此框架试吊一下，如果框架放置平稳，则说明基础处理平整；否则，对基础再次进行处理，然后安装套箱。

4.4 套箱的安装

由于套箱的体积大、质量大，在安装套箱时可选择200 t的浮吊船，此船精确定位比较困难，在安装套箱时容易出现偏差。具体的施工方案是在套箱安装阶段沿轴线位置钻2个孔，放2根轴线定位标志，以方便安装套箱过程中的控制。浮吊船停在迎水面一侧，用缆绳固定，浮吊船先将套箱粗略安装到位后再提起，让套箱脱离底板，利用挖泥船在套箱一侧推或拉动，同时，用全站仪对套箱进行观测，测量套箱的轴线、垂直度和横向位置，反复调整套箱位置，以确保安装到位。

4.5 在套箱倒角处预留振捣孔

套箱倒角处混凝土的振捣是施工的难点，为了确保混凝土振捣到位，在距倒角模板底部约1 m处开设4个方孔，将振捣器从此孔中放入振捣。混凝土浇筑后先用附着式振捣器进行振捣，为混凝土的表面提浆，然后再用插入式振捣器进行振捣，确保混凝土振捣密实。待混凝土浇筑到预留方孔底部时，需要将此方孔封闭，然后继续浇筑上一层混凝土。此种施工方法，有利于确保混凝土振捣密实、减少倒角处表面气孔及蜂窝的现象。

5 结束语

内河航道的发展对地方经济发展有着很大的促进作用，在保证船闸安全畅通的同时，也要保证船闸助航设施的完好，靠船墩是保证船舶安全停靠的重要助航设施。内河老旧船闸靠船墩已陆续出现很多质量问题。通过对船闸靠船墩的加固改造方案进行比选，选择了安装套箱的改造方案，此方案整体性、抗撞性、耐用性较好。此外，对工程施工中关键节点给予一些实用性的技术建议，为以后类似工程提供参考。

［1］王宁波.靠船墩加固改造套箱施工质量保证措施［J］.科技创新导报，2016（33）：21-22.

［2］于洪付，孙广华，周长宝 .混凝土浇筑捣实浅析［J］.黑龙江科技信息，2012（04）：295.

2095－6835（2018）18－0091－02

U641.36

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.091

〔编辑：张思楠〕