北海救助基地码头结构修复加固设计探讨

张鹏

（交通运输部救助打捞局，北京 100736）

救助基地是统筹国家海上应急救助资源、协调辖区救助力量、提升应急救援效能的重要岸基支撑，完善的基地建设和硬件支持，是国家专业救助队伍履行好国家赋予的救捞职责的重要保障。为进一步提高我国水上交通安全监管和救助能力，有效履行国际公约和维护国家权益，切实保障人民群众生命财产安全，国家陆续投入资金对建于上世纪的部分救助基地进行改造，修复加固码头，改造基础设施，不断完善救助基地功能。本文以南海救助局北海救助码头改造为例，对老码头的加固修复设计进行探讨。

1 老码头现状

南海救助局北海救助基地位于广西北海市，主要负责北部湾海区海上人命救助、环境救助和财产救助，承担国家指定的特殊的政治、军事、科研、救灾等抢险救助救援任务，为救助直升机、大型救助船舶值班待命提供支持保障。基地按一次规划、分期实施的原则分二期进行建设。一期工程于1999年建成并投入使用，至今近20年。一期工程建设内容主要有救助船码头泊位长91m，及简易的业务楼、堆场、仓库等配套设施。码头泊位只能满足一艘4400kW海洋救助船的停泊。由于一期工程投入使用时间已较长，码头港池、航道出现大量淤积，上部结构和附属设施破损严重，码头结构检测显示老码头扶壁分缝处存在漏砂现象，尤其是老码头西南端，码头扶壁与西南护岸的方块结构之间缝隙较大，漏砂尤其严重；码头胸墙迎水面和护轮坎多处出现混凝土破损开裂现象，已影响到泊位的安全使用，必须进行码头修复加固。

图1 北海救助基地一期码头位置

2 设计原则

以国家相关技术规范要求和检测报告为依据[1][2][3]，综合考虑码头使用要求、结构状况、周边环境、技术可靠性、结构耐久性以及后期维护方便和维护费用低廉等因素，使该泊位经过修复后恢复原设计荷载使用要求。结构修复完成后，对修复构件采取涂层防腐措施，提高码头结构耐久性。

3 码头结构存在的主要问题

根据专业机构现场检测及结果分析，北海基地码头结构主要存在以下问题：

（1）码头现浇胸墙迎水面以及胸墙交接部位多处出现混凝土开裂、破损及错位等缺陷。

（2）码头部分方块存在外错现象，并与扶壁之间的间隙较大，间隙有漏砂现象。

（3）系船柱锈蚀严重，管道盖板、橡胶护舷等丢失。

图2 码头扶壁与方块结构上部间隙

图3 码头扶壁与方块结构下部间隙

图4 码头扶壁与方块间隙下部漏砂

图5 码头护轮坎、系船柱现状

4 码头修复加固

据检测报告和现场实际情况，对不同的修复内容设计了不同的修复方案。

4.1 码头结构分缝处漏砂修复

原码头主体为扶壁结构，其中西南端与西南护岸相交处，为“品”字型方块结构，水工结构后方以中粗砂为回填料。在使用多年后，因多种原因，扶壁与扶壁之间、扶壁与方块之间缝隙变大，破坏了两者之间的倒滤结构，导致后方回填砂通过缝隙流向码头前沿，后方陆域亦同步出现局部塌陷。尤其是扶壁与方块结构相交处，因方块存在位移，原有安装缝隙变大，根据检测单位报告，目前上部胸墙间隙为13cm，下部方块和扶壁间隙为10cm，均大于设计值2cm和4cm。同时检测报告显示方块有外错现象，后方回填料亦存在一定程度下陷（图6）。

图6 码头西南端部立面图

从检测报告及现场情况分析，漏砂主要集中在扶壁接缝处、扶壁与方块接缝处，为解决后方回陆域填砂漏问题，考虑对扶壁与扶壁之间、扶壁与方块之间所有分缝位置均进行修复处理。在回灌后方陆域砂体后，不破坏原陆域堆场的情况下，堵漏主要方法是采用化学灌浆对接缝区域的砂体凝固化，形成堵体，达到堵漏的目的[4]。针对这一处理方法，对形成堵体位置的不同，现阶段提出了两个修复方案进行技术经济各方面比选。

方案一：采用水泥浆对原倒滤腔结构进行灌浆处理。

对扶壁原倒滤腔结构进行灌浆处理。在离码头前沿线约1m的位置，两接缝反滤井上方以钻进方式钻两个孔，穿透上部胸墙及碎石倒滤层，并下探至井底，放入注浆管，通过高压注浆机从井底开始注浆，直至水泥浆溢出。待水泥浆与井内原有碎石凝结为一个整体，则可有效封堵后方中粗砂继续沿缝隙流出。为防止施工过程中水泥浆沿缝隙流出，可在码头前沿缝隙处临时设钢板阻挡，待水泥浆凝固后再拆除，同时在水泥浆中添加水下不分散混凝土絮凝剂，可有效增加浆料的抗分散性。另外，由于码头西南端部扶壁与方块及方块与方块之间的缝隙较大，漏砂比较严重，本次考虑在方块后连续灌浆，形成一道帷幕。

图7 码头交接缝漏砂修复断面示意图（方案一）

方案二：采用水泥-水玻璃双液注浆方式对倒滤腔后回填砂进行灌浆处理[5]。

对扶壁原倒滤腔后方回填砂进行灌浆处理。在离码头前沿线约2.2m的位置，两接缝反滤井后方以钻井方式钻1个孔，穿透上部胸墙及碎石倒滤层，利用最低潮，下灌浆导管到最深处，把事先配制好的浆液慢慢压入，当灌浆的渗径达到两侧扶壁后方出现固化，以保证反滤井后方围成的空间能够形成一个与扶壁极为密切的堵体，然后导管慢慢上提，直到完成浆液导入，从下到上形成一条水泥砂浆柱体为止。另外，由于码头西南端部扶壁与方块及方块与方块之间的缝隙较大，漏砂比较严重，本次考虑在方块后连续注浆，形成一道帷幕。见图8。

图8 码头交接缝漏砂修复断面示意图（方案二）

方案一、二均能解决码头漏砂问题，方案一主要是对原倒滤腔内倒滤碎石进行灌浆固化。但倒滤腔尺寸较大，要达到固化腔内的碎石需对腔内设置两处注浆孔进行注浆。因倒滤腔离码头前沿较近，注浆时需设置临时钢板阻挡防止水泥浆从码头前沿缝隙流出，但码头前沿水深约10米，临时钢板设置施工难度较大。另外，倒滤腔内灌浆容易受水流，水压力的影响，灌浆的质量控制较难。方案二主要是对原倒滤腔缝隙后方回填中粗砂进行灌浆固化。只需设置一处注浆孔使倒滤腔后方形成一个与扶壁极为密切的堵体。因在倒滤腔后灌浆，离码头前沿较远，受水流和水压力影响较小，堵体的成型速度快，质量能较方案一好控制。另外，工程造价较方案一低。

综上所述，经比较本阶段推荐方案二。

4.2 胸墙及护轮坎改造

根据检测报告，码头现浇胸墙迎水面多处出现斜向裂缝和垂向裂缝，其上部护轮坎也多处破损，损坏严重。损坏部位均在水管沟海侧管沟壁上，该管沟壁上需安装横向橡胶护舷，本阶段采用将水管沟管沟壁、护轮坎拆除后重新浇筑的方式进行改造，同时对管沟内水、电管线进行改造更换。

4.3 附属设施改造

码头横向D300H橡胶护舷全部丢失可能因水平向橡胶护舷与竖向橡胶护舷之间间距大引起，为改善水平向橡胶护舷的耐久性，水平向橡胶护舷选用改良D型橡胶护舷GD300H（L=2000），并在原竖向橡胶护舷上部位置新增DA-A400H（L=1000）橡胶护舷。

鉴于码头系船柱锈蚀严重，且一期、二期系船柱处护轮坎设置型式不同，为使码头前沿结构整体统一，将原码头系船柱拆除后重新更换，系船柱位置护轮坎连续布置，便于码头使用和统一管理。

5 结语

北部湾海区是我国沿海台风灾害和海难事故多发水域，为确保救助船舶的停靠、补给，保障水上人命财产安全，北海救助基地一期工程已于1999年建成投入使用，受台风破坏和海水侵蚀影响，一期码头出现局部漏砂破损、配套设备老化等现象，急需进行加固修复。本文探讨了两种不同设计方案在施工难度、加固效果、经济性等方面的优缺点，对同类型老旧码头的修复加固具有一定的借鉴和指导意义。