在建高桩码头船撞事故补救方案及关键施工技术

◎ 齐鹏 李超贵 中交二航局第一工程有限公司

1.前言

长江中游姚家港煤炭专用码头在施工期间，遭受外来船舶碰撞。该船舶尾部撞向在建码头，导致码头平台25#、26#排架下横梁及钢管桩大幅度向岸侧偏移，经专家论证及检测单位现场勘测，码头平台25#排架、26#排架桩基及上部结构均报废，需另行处理。

2.补救方案

2.1 原水工结构简介

码头为高桩梁板结构，码头平台长265m，宽20m，共40榀排架，排架间距7m，每榀排架下设5根直桩，均采用φ1000×18mm钢管桩。桩顶现浇下横梁，安装预制纵梁、轨道梁及前后边梁。面板采用叠合板结构，其中预制板厚250mm，现浇板厚250mm。排架前沿设φ800×16mm钢靠船构件。

2.2 补救方案

补救方案以尽可能少延误工期为原则，首先从横梁下1米处切割受损桩基，吊走已浇筑横梁，然后在现有的24～27#排架的三个空挡中间补3排桩，每排桩包含5根φ1000×18mm的钢管桩。前方2根钢管桩长40m，其余3根钢管桩长36m。

补救桩基上部结构采用现浇墩台，墩台前沿线及标高与上下游平齐，墩台尺寸为18.09×20×2.0m。为增大结构段刚度，墩台与27#排架上横梁一起浇筑，使墩台与27～30#排架形成整体。因补救段与原设计结构刚度有差异，原21、22#排架之间的结构缝调整至24#排架与现浇墩台之间，24#排架横梁结构类型同HL40。

码头面24～26#排架横梁上方的工艺埋件（防风、锚定、顶升）向下游平移3.5m至墩台上，26～27#排架之间污水池向下游平移7m至27～28#排架之间。

靠船构件、橡胶护舷、系船柱、钢轨、排水沟等设施与原方案相同。

3.施工组织安排

3.1 施工总体思路

（1）在施工前，首先要将25#排架和26#排架进行清理，计划采用200t或以上级别起重船将排架整体吊离的方式进行处理。

（2）由于船撞区域位于24#-27#排架间，两侧上部结构均已施工，受空间限制，打桩船已无法进入，故本工程采用液压冲击锤沉桩施工工艺，采用80t浮吊配合施工。

（3）桩基施工后，每根钢管桩均进行高应变检测，若检测不合格，将在钢管桩内增加桩芯桩施工。

（4）钢管桩施工结束后，报废的钢管采用两次割除，第一次在水面以上1m范围内割除，并采用浮吊吊离，第二次采用潜水员下潜，贴泥面水下割除。

（5）墩台采用钢牛腿、I36钢、I22钢组合底模体系，为确保施工安全及质量，墩台采用分层浇筑方式。

3.2 总体施工流程见图1。

4.关键施工技术

4.1 25#、26#排架处理施工技术

（1）施工思路：被撞下横梁单排架重116t，锚固桩头重10.2t。为节约工期并减少水上施工风险，采用200t或以上级别起重船将排架整体吊离的方式进行处理。在下横梁底部1.2m位置（桩头锚固为1m），对钢管桩进行切割，起重船将下横梁整体吊起，超过码头平台顶标高后，通过导向绳将下横梁调整至上下游方向，起重船将横梁放置在岸侧搁置平台上，后期通过机械进行凿除清理。

图1 总体施工工艺流程图

表1 HHK-12A型液压冲击锤性能参数表

（2）具体方法：具体设备投入包括：800t起重船1艘，25t起重船2艘，辅助船1艘，50t汽车吊1台。选用800t起重船主要是从费用及安全性考虑，本工程横梁吊离工期仅为1天，考虑到设备调遣，采用就近租赁原则，位于项目上游约2公里刚好有一艘800t起重船停驻在附近，起吊物总重量约126.2t，故选用800t起重船满足要求。

800t起重船起重吊钩设置四根80mm的钢丝绳。吊点选择在下横梁B桩、D桩外侧，经分析，吊点设置在此处不仅起吊效果最佳，还有效防止钢丝绳滑动。使用岸上50吨吊车、水上25t起重船将80mm钢丝绳将钢丝绳从下横梁底部穿引，与吊钩上另外两根吊绳对应，并使用U型卡环连接。为减小钢丝绳与下横梁边角的摩擦损伤，使用60mm钢管切割1m长，纵向切割半个弧形，搁置在钢丝绳与混凝土边角位置。使用乙炔将锚固部分桩头切割，即从下横梁以下约1.2m处切割，800t起重船将下横梁以及附带的桩头锚固段整体起吊，超过码头平台顶标高后，通过导向绳将下横梁调整至上下游方向，起重船将横梁放置在岸侧搁置平台上，后期通过机械进行凿除。

开始起吊前，排架两侧辅助船只与人员全部撤离。

4.2 液压冲击锤沉桩施工技术

（1）施工工艺的确定及设备选型：由于船撞区域位于24#-27#排架间，两侧上部结构均已施工，受空间限制，打桩船已无法进入，故本工程采用液压冲击锤沉桩施工工艺，采用80t浮吊配合施工。

在施工前，对水下地形进行重新探摸，并对比前期24#-27#排架桩基沉桩情况，该区域沉桩入土深度最深达到了18m，主要入土土层为砂卵石层，其特性为：杂色，中密-密实状为主，饱和，砾石成份以砂岩、灰岩、石英的块石为主，磨圆度较好，卵石粒径的变化较大，一般多在3cm～5cm之间，随深度的增加，卵石粒径变大，岩芯可见8cm～10cm的短柱状块石，其它部分为灰褐色中砂，角砾充填，场区普遍存在，层顶标高：20.70～28.70m,平均25.42m。由于砂卵石层较厚不宜采用振动锤，故选用液压冲击锤施工。本工程选用HHK-12A型液压冲击锤，具体性能参数如表1所示。

（2）起重船抛锚定位：起重船到达施工区域后，根据沉桩范围和运桩船停靠位置，布置一对八字锚，锚位范围内可以兼顾吊桩和沉桩。

（3）吊桩、定位：运输船运至现场后与起重船并排停放，以利吊装施工。钢管桩顶部设置两个吊耳用于钢管桩起吊。利用周边已有的钢管桩（24排架和27排架及报废的钢管桩）作为支撑，采用型钢焊接拼装限位架，限位架为两层，总高度不小于4米，由于桩基直径为1米，限位架每个内口尺寸为1.05m×1.05m。钢管桩吊出运输船后移至限位架内，利用钢管的自重，使桩尖插入覆盖层中一定深度，确保稳桩安全，钢管桩立桩稳定后，起重船小勾将吊篮吊至桩顶，工人将钢丝绳卡环取下，后起重船再将冲击锤吊至钢管桩上，钢管桩套入冲击锤内2米。

（4）冲击沉桩：冲击锤套在钢管桩上后，起重船适当下放吊钩，使冲击锤处于非受力状态，启动桩锤液压控制系统，沉桩。在沉桩过程中，应根据贯入度情况控制撞击体（锤芯）下锤高度，开始时锤降高度宜控制在40cm，随之钢管桩的下沉，起重船及时下放冲击锤，当贯入度小于10mm时，适当提高锤降高度。如出现贯入度异常、桩身突然下降、过大倾斜、移位等现象，应立即停止沉桩，及时查明原因，采取有效措施。

（5）沉桩控制标准：沉桩控制标准以钢管桩桩尖达到设计标高为主，贯入度为辅，控制贯入度为最后10击平均贯入度在5mm/击。当沉桩贯入度已达到控制贯入度，而桩端未达到设计标高时，应继续锤击贯入100mm或30-50击。其平均贯入度不应大于控制贯入度，且桩端距设计标高不宜超过1m-3m，超过上述规定应会同设计单位研究解决。

（6）桩基检测：桩基施工后，每根钢管桩均进行高应变动力检测，若检测不合格，将在钢管桩内增加桩芯桩施工。

其他如钢靠船构件和钢联撑、墩台等施工均为水工常规施工，在此不再复述。

5.结束语

目前，整个码头主体施工已结束，被撞段也已顺利完成。

随着长江通航船舶不断增多，沿线在建工程安全风险与日俱增。本次事故就是一个鲜明案例，被撞码头在施工期间，为确保通航安全，现场设置了施工专用浮标，并专门配备了一艘航道维护船，用于提醒过往船舶，并起到水上施工警戒作用。但不可预估的事常有发生，本文结合真实的事故案例，对于该类事件的处理及相关施工进行总结，对未来相似案例提供借鉴。