论港口航道工程沉箱施工技术

张志强

（中交一航局第五工程有限公司，秦皇岛066000）

1 港口航道建设现状

我国经过市场经济体制改革后顺应经济全球化发展趋势，不断扩大对外贸易。作为对外贸易基础设施，港口是经济发展必要基础设施，能够未来对外贸易发展创造优良条件。当前我国港口航道工程建设项目数量不断增多、规模不断扩大。我国内陆存天然水道较多，这对传播正常航行会产生一定不良影响，需要进一步深化改善内陆水道。随着不断扩大的港口路线规模，港口经济和社会效益也在不断提升，并且发展更加专业，尤其是受到现代信息科技支持，更加凸显港口专业性。在信息科技时代，通过提高港口建设技术含量有助于提升我国港口基础设施建设整体水平。中国在加入世贸组织后开始快速发展市场经济，贸易实践必要和主要载体包括对外贸易、通讯、物质港口等诸多内容，发展空间十分广阔。当前我国备受关注内容主要为国家港口路线发展情况，这主要体现在港口工程在不断扩大工程建设规模，数量也在不断增加。不过在实际建设港口航道工程过程中很多实际港口航道定期航行会受到自然水道一定影响，并且自然水道比实际港口存在问题更多。这和没有进一步深化优化自然航道有着直接关系。在未来如果不进行合理规划管控那么港口路线规模将无法满足生产力发展速度要求。为此，在实际建设过程中应当积极应用现代信息技术。

2 混凝土施工技术

2.1 混凝土配置工艺

在生产沉箱预制混凝土过程中需要从以下几方面加强对其质量控制：第一，根据实验合理确定混凝土原料比重并且优化配比，对混凝土坍落度进行严格控制，通常要控制在140-160mm 范围内。第二，严格规范地检查各种原材料，对于质地坚硬的砾石要确定其抗压指数在10%以内，比如可以砾石可以选择直径在5-25mm 范围，同时可以选择泥浆和河沙含量少的的砾石。

2.2 混凝土浇筑

在浇筑混凝土过程中应当注意如下几点内容：第一，通常按照先底板后隔墙和外壁顺序浇筑沉箱混凝土。在浇筑内墙过程重要对其厚度进行严格就控制，通常不超过50cm。第二，采用高频插入式振动器进行混凝土振捣，并且按照墙上点遵照梅花布点方式进行振捣布置，同时注意振捣器插入深度和速度，振捣动作应当缓慢，保证能够将混凝土中气泡消除，并且注意避免触碰钢筋。当不再出现明显下沉则标识振捣完成。此外，为了保证上下层混凝土能够形成整体应当在振捣第二层时插入下层5cm 左右进行振捣。第三，如果需要联合处理那么需要用水泥砂浆浇筑于混凝土接缝位置，并且用高压水处理秸秆表面，根据施工环境温度确定冲毛时间。

2.3 混凝土养护

当混凝土强度达到标准规定后需要将模板拆除，在拆除工作完成后并不意味着工作结束，还需要对沉箱混凝土进行维护管理，用高压泵喷水确保混凝土表面湿润，避免发生干燥裂缝，同时应当密切关注温度变化，如果温度较低那么需要采取覆盖草帘等保温措施，避免出现温度裂缝。此外，在拆除模板后有的区域混凝土表面会存在一定缺陷，需要工作人员根据具体情况做好修补处理工作。

3 模板施工技术

3.1 模板设计

分层预制施工方案是沉箱预制施工常用方法。模板结构需要从外部模板和内部核心模板进行深入剖析。第一，主要采用大型钢模板设置外部模板，外部模板主要组成结构包括横向螺栓板、竖向桁架。通常采用2-6 个大圆形模板组成圆形沉箱，采用6-8 个小木板组装成方形沉箱，用M27开口螺栓，M27 高强度螺钉和圆锥形螺母安装上部开口。采用阴阳榫工艺组竖向拼缝，保证紧密连接好模板。第二，用复合钢模板、竖向桁架结构组建内芯模板，用不同规格模板按照沉箱尺寸进行组装，上部开口采用M27 开口螺栓。

3.2 模板安装

首先应当将预制沉箱平台清洗干净，将沉箱前壁、侧壁、连续壁底部铺设好，并且用模板油涂刷好沉箱底胎。之后，在铺设区域上分层铺设两层轮胎衬纸、一层毡纸以及一层牛皮纸。在上述操作完成后可以开展沉箱钢筋绑扎作业，将轮胎线模板安装好。在模板安装前应当清洁干净模板表面杂物，用模板油均匀涂刷并且用起重机吊起移动并安装模板。按照如下顺序完成安装作业：第一，心轴安装；第二，外部模板安装；第三，模板上端用M24 固定，模板下端用桁架式上线固定；第四，对模板垂直度、尺寸等进行进一步检查确认。

3.3 模板拆除

试验室压块强度决定模板拆除时间。一般会在浇筑8小时后将螺栓松开，在12 小时后混凝土结构基本稳定可以开展脱模作业。工作人员在模板拆除过程中需要保护好混凝土结构，尽量避免损坏混凝土结构，尤其应当注意边、角、孔等特殊位置。

4 沉箱出移、安装与回填施工

4.1 沉箱出移

用吊装和运输设备将沉箱移至吊船上，可以充分应用自行式液压平板车、气囊、滑轨。本文将重点讨论SPMT 门架运输系统。工作人员在运输过程中需要做好指挥和现场监管，由专业人员进行设备操作。按照微动车辆转向行驶模式做好SPMT 车组的控制，将纵向行驶速度控制在0.14m/s 范围内，工作人员对车组行驶情况、车辆运输数据、沉箱装载等各项工作进行密切监管，并且要对吊点承受能力、路面情况进行明确，及时做好相关信息沟通，指挥人员根据实际情况合理指挥各个操作人员合理进行设备操控。在转弯运输时需要对门架系统车板速度进行严格控制，避免过大晃动导致沉箱运输不稳甚至发生安全事故，按照规定要求严格控制好运输现场，避免在运输过程中紧急刹车或者启动，降低发生安全事故的概率。在码头前沿停靠起重船并且和SPMT 门架配合完成沉箱上驳工作。在完成上驳之后应当按照既定航线运输沉箱，在施工现场进行沉箱安装。

4.2 沉箱平移

在浮吊吊装上驳过程中应当利用SPMT 门架自行式液压车分批完成水上运输作业。对预制场出运码头和施工现场距离进行精确地计算，确保安全地运输构件，合理选择仓驳船规格。在沉箱装驳过程中应当充分考虑沉箱设计解耦股、安装方式、出运形态等各项因素，保证能够按照船轴线平行放置好沉箱。要严格按照船仓宽度合理放置沉箱，保证其运输稳定，降低发生偏载问题。为了避免沉箱在运输中发生侧向位移应当明确落驳位置，在沉箱前后壁、船舱侧板都设置支撑点，并且用方木支撑好两者间距，采用这种方法还可以降低船舱板发生集中受力出现损伤等问题。此外，为了避免在运输过程中发生构件碰撞可以用缓冲物填充构件端头部位做好防护，并且固定好缓冲物质。

4.3 沉箱安装施工

利用GPS 卫星定位系统安装沉箱，将安装准确度提升。在安装前，用两个GPS 天线安装在沉箱前沿两个角并且和测量人员手簿蓝牙连接保证数据传输，指挥人员在获得数据后智慧船舶操作人员按照测量操作吊杆，做好粗定位后先将沉箱移动到指定区域并且缓慢放下吊钩，然后在沉箱下沉后在进一步进行定位。下沉过程中要经过多次定位来达到提升沉箱精准度提升的效果，在接近基床时候再次测量沉箱位置，尽量提高安装准确性，在切实满足要求后方可将吊绳放松，并且进行进一步确认检查，做好标志杆、警示灯等设备安装，做好观测点布置。在沉箱稳定后由潜水员对沉箱接缝、基床接触情况等进行进一步检查确认，如果有必要，可以将沉箱吊起重新进行安装。

4.4 沉箱内回填

在安装并且验收沉箱后可以根据设计要求进行回填，在回填后铺设碎石层，然后用混凝土进行浇筑。回填沉箱内腔室过程中要控制好高差，通常控制在一米以内，降低沉箱不均匀沉降问题。按照设计总量要求控制好吹填，用自航方驳上自带反铲抛填碎石及二片石。回填完成后现浇封顶。

5 沉箱预制施工注意事项

5.1 蜂窝麻面

在沉箱施工中较为常见施工问题一直就是蜂窝麻面，这和振捣不充分、浆液溢出等都有着一定联系，如果施工中出现上述问题那么会导致沉箱内部混凝土发生孔隙、泛砂。如果施工中所用粗骨料颗粒较大也会从一定程度上影响到钢筋保护层实际填充效果。如果振捣质量不达标就会导致混凝土密实度难以满足设计标准，进而发生蜂窝麻面现象。可见，工作人员在实际施工中应当对模板拼缝大小进行严格地控制，优选大模板进行施工，将拼缝数量尽量减少。此外，需要做好振捣质量控制，做好振捣设备规格、数量选择，避免漏浆。同时应当严格按照设计配比进行原材料选取和搅拌。

5.2 底模粘连问题

在起吊沉箱过程中容易受到粘聚力等诸多方面因素影响而损伤底模，为了避免底模受损可以用适量机油涂刷底模，然后用砂和编织布一次铺设在底部从而实现隔离效果。在完成沉箱起吊后，应当及时去除掉编织布等杂物，从而将沉箱底部和基床摩擦力增加。

6 结语

施工质量是港口航道工程建设中非常关键管理工作，积极应用现代信息科学技术能够提高港口航道施工技术水平，有助于优化港口航道施工质量。沉箱技术是当前我国港口航道建设中常见施工技术之一，为了将港口航道技术水平进一步优化改善，工作人员需要根据实例加强沉桩安装作业管理，加强对本底条件和天气条件分析，从而提高沉箱施工效果，为港口航道工程建设质量提供保障，进而推动我国水路运输事业进一步发展。