潮州港扩建货运码头工程（复工）旧码头改造及施工控制

■许 宁

（厦门港务建设集团有限公司，厦门 361000）

1 项目概况

潮州港扩建货运码头工程（复工）原建设规模为年设计吞吐能力90 万t，建设1 个5 000 吨级多用途泊位和1 个5 000 吨级件杂货泊位（结构按万吨设计）、1 个1 000 吨级件杂货泊位， 使用岸线351 m，于1997 年开工建设，因资金原因，完成西侧约172 m 结构段（30 个空心方块、23 块卸荷板的安装），于2005 年起完全停工。

码头复工后， 项目建设单位结合现有建设条件，根据有关调整批复意见，确定建设规模为年设计吞吐量105 万t，1 个5 000 吨级多用途泊位 （结构按2 万t 设计）、1 个5 000 吨级件杂货泊位 （结构按1 万t 设计），码头总长度351 m。 西侧127 m码头结构为利用已建1 万吨级码头主体结构形成，东侧224 m 码头结构则按满足2 万吨级集装箱船舶靠泊设计，采用大沉箱（无卸荷板）结构，如表1所示。

表1 潮州港扩建货运码头工程（复工）前后建设规模对比

2 旧码头结构

2.1 结构检测及加固改造

本工程复工前对旧码头进行结构检测，主要有（1）构件外观进行观测（包含裂缝、露筋、混凝土剥离剥落等统计和缺陷尺寸测量）；（2）码头结构整体变形与变位检测（码头前沿水平位移、码头顶面沉降、胸墙倾斜度）；（3）钢筋混凝土各项性能参数检测；（4）码头地基与基础检测（基床及基础淘空情况检查）。 检测情况为：码头胸墙破损严重，卸荷板和沉箱存在混凝土脱落和钢筋外露现象，钢筋直接与海水接触，对构件耐久性产生不利影响；卸荷板构件钢筋附近氯离子含量均已超过临界值，钢筋腐蚀破坏处于腐蚀发展期，所检卸荷板构件钢筋锈蚀概率大于90%的测点占了91.3%，所检的卸荷板构件钢筋截面面积损失率均大于30%， 构件已中度劣化，已显著影响结构的承载能力。判定码头结构耐久性评价等级为C 级，建议立即采取维修、补强措施[1]。

主要修复措施有：（1）凿除破损胸墙段混凝土，对交接面混凝土表面拉毛处理， 连接处钻孔植筋，重新浇筑；（2）对卸荷板和沉箱混凝土脱落及露筋，应凿除局部破损部位表层海生物、松散混凝土及其他不牢附着物至露出坚硬部分， 对锈蚀钢筋进行除锈，锈蚀严重的焊补钢筋。在混凝土破损部位一定范围支立模板， 采用水下浇筑水下不分散混凝土。（3）凿除相邻卸荷板临水面错位较大的卸荷板，凿除完毕后，现浇卸荷板。（4）修复施工期间及完工后，应加强对相邻结构段、码头的位移和沉降的监测[2]。

码头结构检测单位出具的《码头结构试验检测报告》，旧码头建设过程中形成的材料检测、试验报告等，为设计提供了基础数据。 考虑既要利用已建的旧码头空心方块结构，又要确保码头结构安全性和耐久性等满足现行规范要求， 在码头复工建设前，主要对旧结构修复及加固改造提出了较为经济合理的设计方案。

对已建原码头卸荷板及空心方块破损部位进行修复或补强加固；拆除已建胸墙，采用3 孔空腔胸墙的结构断面型式、方块内底部1.2 m 厚水下注浆及码头面堆货荷载限制等设计方案， 从而减小原方块结构的上部荷载、 提高方块底板的抗裂性能(图1～2）。

图1 原码头结构断面

2.2 旧码头现场实测情况

图2 加固改造码头结构断面

在本工程进入施工阶段， 现场对已建旧码头前沿线、已安装卸荷板顶高程及码头前沿水深进行测量复核，实测发现已安置方块127 m 段码头基床顶面标高值为-9.0 m， 比原设计标高-9.40 m 高出40 cm，无法满足结构预留1 万吨级件杂货船舶靠泊吃水要求，设计施工图与现场实际情况不符，需要采取必要的工程措施以满足设计及现行规范要求。 具体码头岸线结构分段及实测码头前沿底标高情况如图3～4。

图3 复工后码头岸线按结构等级分段情况

图4 复工后实测已安放方块段码头前沿底标高现状

3 工程措施方案比选

结合原旧码头结构加固改造方案、方块内底部1.2 m 厚水下注浆难以实施、基床现状标高、码头靠泊组合需求，以及紧邻旧码头西侧已建滚装码头结构现状，设计单位提出两种工程措施方案：方案一是维持旧码头结构现状，方案二是拆除改造、相邻战备码头设置过渡段，现从工程措施方案选择到施工控制进行分析阐述。

3.1 方案一：维持旧码头结构现状

码头前沿设计底标高维持现状-9.0m， 对靠泊船型吃水进行限制；拆除卸荷板清理方块内块石进行方块底板注浆并通过特定情况对码头面荷载进行限制，解决底板耐久性问题。

3.1.1 靠泊船型吃水限制

根据现行规范计算码头前沿设计水深及底标高（见表2）， 当码头前沿设计底标高维持现状-9.0 m时，1 万吨级件杂货船需减载控制吃水在8.2 m 内；1 万吨级散货船需减载控制吃水在8.1 m 内；1 万吨级集装箱船则可以满载停靠。

表2 根据现行规范计算码头前沿设计水深及底标高计算结果(单位：m)

3.1.2 码头面荷载限制

为了解决空心方块底板裂缝宽度与目前现行规范相比略大的问题。 设计单位结合多组计算的数据分析， 需要通过特定情况对码头面荷载进行限制，具体限制条件如下：

（1）极端高水位，在风暴潮（台风）时期，码头前沿20 m 范围，禁止堆货。（2）水位低于0.22 m（设计低水位）时，码头前沿20 m 范围，限制堆荷载不超过10 kPa。

3.1.3 解决底板耐久性问题

移除已安装卸荷板，清理方块内块石后水下浇筑方块内1.2 m 水下混凝土，以满足底板耐久性。

3.2 方案二：拆除改造方案

拆除改造方案，即拆除基床顶面以上已安装卸荷板及空心方块，对现状基床进行开挖平整至-9.5 m（根据现行规范底标高计算取值为-9.5 m），然后重新安放原空心方块和卸荷板，并浇筑上部胸墙及后方回填。

3.2.1 临近滚装码头的衔接处理

临近滚装码头结构为10000 DWT 级， 可满足10000 DWT 级船舶靠泊需求， 码头前沿设计底标高-9.40 m。 基于与临近滚装码头的衔接，考虑拆除过程中，不对滚装码头结构安全造成影响，在满足同时靠泊1 个1 万吨级件杂货船舶和1 个1 万吨级集装箱船舶靠泊组合的情况下，需要在码头西侧与滚装码头相接位置设置过渡段，过渡段长度根据后方填料临时开挖不影响主体工程考虑，进行分级放坡（图5～6)。

图5 拆除改造方案码头岸线按结构等级分段情况

图6 后方填料临时开挖放坡示意图

3.2.2 解决底板耐久性问题

空心方块拆除后，陆上对下层空心方块底板浇筑厚1.2 m 混凝土，提高方块底板的抗裂性能。

3.3 两种工程措施方案比较

对上述方案进行比较分析：（1）经济方面，经测算维持现状方案增加工程造价约为453 万元，而拆除改造方案增加工程造价约816 万元，但后续码头运营时对船舶靠泊、 码头使用均有限制，对经济效益有较大影响；（2）工序及工期方面，拆除改造方案需对水工主体构件进行拆移、对现状基床进行开挖、基床回填整平、安放空心方块、重新吊装卸荷板和回填后方棱体等，工序较多且复杂，工期增加约6 个月；而维持现状方案工序较少，基本不影响总工期；（3）安全方面：维持现状方案码头基床无需开挖、 不拆除上下层空心方块，能确保码头基础及结构安全；（4）维持现状方案的码头前沿底标高与原批复文件内容不一致，还需对通航安全评估、初设、施工图等批复文件进行调整；

在综合考虑码头运营需要、投资、工期及旧码头评估事宜的基础上， 最终采用拆除改造方案， 以满足设计及现行规范规程的要求， 满足1万吨级杂货船及1 万吨级集装箱满载同时靠泊的作业需求。

4 拆除改造方案施工管理控制

4.1 施工工艺流程

本工程原安放空心方块共30 组（上、下层为一组），编号为1#～30#，其中1#～23# 方块上面已安装卸荷板(图7）。 根据此次旧码头基床标高问题的工程措施方案， 需对方块段进行拆除改造，1#-3# 方块段为与滚装码头的过渡段不进行处理。考虑合理、有序、科学的施工组织，制定施工工艺流程见图8。

图7 旧码头段立面图

图8 施工工艺流程

在施工前对旧码头已安置方块段的重力式方块结构进行现场检验检测， 根据检验检测报告，进一步验证混凝土强度满足设计要求，且为后续施工提供相关指导。

4.2 主要施工工序及注意事项

4.2.1 旧胸墙凿除及方块后侧填料清除

采用陆上开挖和水上开挖相结合的方式。 方块后侧5 m 范围内，可趁低潮采用长臂挖掘机沿旧码头卸荷板顶部，进行开挖，并应保证开挖深度至上下层方块接缝处以下。 水上开挖利用高水位采用挖泥船配两艘台泥驳或平板驳 （用于装运开挖块石）进行开挖。

4.2.2 方块前淤泥清除

采用泥驳配合抓斗船直接开挖清除，开挖时抓斗船垂直于旧码头布置，并保证抓斗距码头前沿距离2.5 m 以上，以防止对方块前趾的破坏，清除顺序为由南向北进行。

4.2.3 方块内块石和倒滤井清理

由于方块内部净空小（4.9 m×4.13 m），同时为素混凝土方块，采用水上抓斗施工容易对方块造成损坏，故采用长臂挖掘机带抓斗进行方块内块石和袋装砼清除，局部潜水员配合清理。

4.2.4 方块移除和安装

本次需移除和重新安装上层方块单件重89.6 t，下层方块重175 t。 采用300 t 起重船先移除上层方块寄存于滚装码头前沿，再不露出水面移除下层方块至港池半浅驳沉箱安装下潜坑内。 在施工中要严格控制起吊、移运下层空心方块过程中方块的出水高度。

基床开挖整平后，安装下层方块，最后安装上层方块。 在施工中应注意船舶位置避免锚缆破坏基床，安装方块时应严格控制起重船下钩速度，方块安装时要采取有效保护措施，避免碰坏方块棱角。

4.2.5 方块内浇筑混凝土

空心方块拆除后大部分寄存港池半浅驳沉箱安装下潜坑内及滚装码头，根据旧码头下层空心方块吊孔位置配筋情况及受力分析，为确保空心方块底板砼浇筑质量，现场将下层空心方块放置过渡段方块卸荷板上，利用低水位时浇筑底板砼。

5 结语

本工程提出的原旧码头结构加固改造方案、基床现状标高问题采取的工程措施方案及现场施工组织方案，可为类似工程的提供相关经验：（1）对于改造项目，充分分析码头运营需要、投资、工期情况下，选择经济合理方案；（2）结合旧规范和现行规范的相关要求、码头检测检验结果，对旧码头的结构需充分论证和验算， 提出合理的修复及改造方案，满足安全性、耐久性及使用要求；（3）在施工工艺、机械设备选择时， 充分考虑对原有结构的保护，采取一定的有效措施。