干船坞施工中常用的一些施工工艺

干船坞施工中常用的一些施工工艺中交三航浦东分公司张永宝[说明] 本文摘自正在编制的《领工员教材》中部分章节，为便于内容的连贯性，本文中与本刊今年第一期刊登的《南通中远川崎船坞码头施工》、第二期刊登的《干船坞砼结构施工》和《高喷防渗工艺在船坞深基床围堰中的应用》等部分内容有雷同处不再作删节。

文章主要介绍施工难度相对较大，建在软土地基上的干船坞的施工工艺，岩石地基上的施工工艺只作一般介绍。

1 干船坞施工工艺流程干船坞的施工工艺流程主要线路为：围堰、桩基→拟建船坞周边（坞墙）止水→降水→墙后锚锭系统→基坑开挖→坞室（口）底板→门墩、水泵房→附属设施→围堰拆除→竣工。

因各拟建船坞的结构设计及周边条件不同，施工工艺也不完全相同。

所以要针对拟建船坞的具体情况制定相应的施工工艺流程。

图1.1是南通中远川崎一期船坞工程的施工工艺流程图，该工程的特点之一是坞口围堰区域要先进行水下搅拌桩的施工（见今年第一期刊登的《南通中远川崎船坞码头施工》），故在围堰施工前增加了几项工序。

2 坞口围堰2.1 坞口围堰常见的几种结构形式为使船坞建造时处在干施工环境中，必须将江（海）水堵截在施工区域外。

根据地质、水文及其它条件，在船坞主体工程施工前先在拟建船坞坞口外侧建造一座挡水围堰，挡水围堰结构的安全是船坞工程施工的首要条件。

目前常见的有土坝围堰（图2.1、图2.2）、双排钢板桩围堰（图2.3、图2.4）、钢板桩基坑围堰（图2.5、图2.6）、钢筋混凝土沉箱围堰（图2.7～图2.9）等多种形式。

船坞坞口前沿线图2.1 土坝围堰结构剖面示意图（外高桥船坞实例）图2.2 土坝围堰照片（外高桥船坞实例）4图2.5 钢板桩基坑围堰结构剖面示意图（缅甸船坞实例） 图2.6 钢板桩基坑围堰照片（缅甸船坞实例）5图2.7 钢筋混凝土沉箱围堰结构剖面示意图（友联船坞实例）图2.8 钢筋混凝土沉箱围堰照片一（友联船坞实例）图2.9 钢筋混凝土沉箱围堰照片二（友联船坞实例）2.2 几种常见坞口围堰的结构特点与施工要点2.2.1 土坝围堰土坝围堰一般座落在软土地基上（图2.1、图2.2）。

该结构施工材料可就地取材，购置容易，但土坝围堰体积很大，围堰建造较烦锁，要考虑好拆除后的材料去向。

土坝围堰结构的软体排、袋装砂、抛石棱体、碎石垫层、块石和扭工（王）块护坡等工序都有各自的原材料、施工步骤、施工方法、安全、质量等要求。

施工时要严格按照图纸、规范、标准、技术交底的要求去检验与操作。

围堰体中的防渗结构（如粘土堤芯、高喷等）更要注意认真按要求施工，这是围堰体抗渗漏的关键，千万马虎不得。

2.2.2 双排钢板桩围堰双排钢板桩围堰也是座落在软土地基上的一种围堰结构形式（图2.3、图2.4）。

钢板桩围堰通常与围堰接岸侧的其它挡水结构相连，形成一连续挡水体系。

钢板桩围堰本体体积相对较小，围堰体内一般仅回填砂，施工与拆除相对较快。

船坞建成，围堰钢板桩可拔出再利用。

为保证钢板桩施打顺利，钢板桩相互咬合可靠，一般先用振动锤依靠导向围檩定位插桩，再用振动锤及冲击锤（当振动锤振插桩困难时）屏风式打到标高。

活动限位器定位导桩型钢导梁定位导桩钢抱箍起始桩钢板桩型钢导梁图2.10 双向导向围檩施工示意图 图2.11 双向导向围檩沉桩现场钢板桩围堰施工时必须采用导向围檩来控制钢板桩的位置与垂直度。

导向围檩根据地质情况及现场条件常采用双向型式（图2.10，图2.11），水上导向围檩采用二层导向架时，上层导向架标高应在施工水位以上。

围堰钢板桩常常会从两侧向中间施打，在中间部位合拢。

墙体合拢有二个技术难题：一是最后合拢前钢板桩墙体江岸二侧的水位差将会使已逐步形成的墙体随着潮水变化摆动而影响安全。

二是最后合拢时合拢桩必须与已沉桩到位的左右二侧桩体的锁口可靠锁合，成为一连续的墙体。

为此，可在合拢前在已形成的墙体上的不同位置处选择数根钢板桩，乘低潮时在较低水位处割开并将其抽高，形成闸门式通水口，平衡墙体内、外的水位差，合拢后再将该通水口已抽高的桩身拉下关闭焊妥。

在钢板桩将合拢前，留10m以上的范围作为合拢段，把两侧已沉桩到位的钢板桩作为定向导桩，再做一段合拢口导向架（围檩），然后利用该导向架将该范围的钢板桩逐一仔细地边纠偏边沉桩到位。

最后的合拢桩，根据现场合拢口的实际尺寸定制一组由二根或三根组成的组合桩，由于组合桩锁口处能有一定范围的转动位移，所以组合桩插入合拢口二侧的锁口后，组合桩有明显的自我调节作用，合拢就较为顺利。

2.2.3 钢板桩基坑围堰钢板桩基坑围堰也是软土地基上的一种围堰结构形式（图2.5、图2.6）。

钢板桩基坑围堰形成后，将在基坑围堰内建造船坞坞口的门墩、水泵房、坞口底板等本体结构。

也就是说，钢板桩基坑围堰是一种施工过程中的临时挡水结构的同时又是在建船坞结构的一部分。

和钢板桩围堰一样，钢板桩基坑围堰与其上下游的其它挡水结构相连接。

钢板桩基坑围堰由四周（矩型）钢板桩闭合而成，钢板桩施工的方法与要点同上述2.2.2。

围堰四周的钢板桩闭合并沉桩到位后，再按要求在坞口基坑内降水与取（挖）土（同步进行基坑内各标高层的支撑施工）到设计标高后即可先后进行坞口底板及门墩与水泵房等结构的施工。

随坞口内结构标高的逐步上升，随即拆除拟建结构相应标高上的支撑。

坞室与围堰内的坞口结构全部建成后，在船坞内外水位平衡的情况下，可将围堰临水及坞室侧的两排钢板桩在水下沿坞口底板上口及坞门墩（水泵房）侧边线水下割除。

至此，围堰的施工与拆除已全部完成。

钢板桩基坑围堰施工时尤其要注意基坑中支撑建造与拆除的顺序与时机，钢板桩基坑围堰中的支撑一般均为钢支撑，便于快速安装与拆除。

基坑面开挖到各层设计拟建支撑结构底标高时，要尽快将支撑安装到位并确认支撑能可靠受力后才能继续向下开挖施工。

基坑内上下两侧的支撑往往会与坞口门墩、水泵房等结构处在同一位置上，因此这些支撑的拆除要在上述结构分层施工至拟拆除支撑底标高下并混凝土强度达到要求后才能进行。

而且这些支撑拆除后要尽快进行上层混凝土结构的施工，以使钢板桩围堰一直处在良好的受力状态下。

2.2.4 钢板桩施工时常见问题与处理方法(1)打桩阻力过大不易贯入这由两种原因引起，一是钢板桩连接锁口变形、锈蚀，使钢板桩不能顺利沿锁口而下。

对此应在打桩前对钢板桩桩体及锁口进行检查与处理，现场检验可采用一段长度大于2m的、从同型号桩体上割下、带有锁口的“锁口检测器”。

该“锁口检测器”二人可轻松抬起，可将其插入被检测锁口内进行通锁检测，要求全部顺利通过整个桩长的二侧锁口，否则要对锁口及桩体进行调直矫正。

调直矫正一般可采取氧乙炔焰烘和大锤敲击加冷水急冷的办法处理，直至处理后的锁口能被“锁口检测器”顺利通过。

另一种原因是在坚实的砂层中打桩，桩的阻力过大，对此，应对地质情况作详细分析，研究贯入的可能性，可采取随桩体下插注水管进行注水助沉的工艺，以改善土体的性能。

(2)板桩向行进方向扇形倾斜采用“屏风法沉桩工艺”后这种倾斜会大大减少。

板桩入土过程中，因与前一板桩的锁口连接处的阻力大于另一侧空锁口处周围土体对桩的阻力，使得板桩头部向行进方向位移。

对此可按上述(1)办法对锁口进行检查与处理，以保证钢板桩锁口通畅，另外再在锁口内涂抹油脂，以减少锁口阻力，同时在施工围檩上采取图2.10所示加设钢板桩“限位器”，限制钢板桩头部向行进方向位移。

当钢板桩墙体扇形倾斜形成后，要尽早调整，可根据实测的倾斜数据特别制作一根上、下宽度不一（上窄下宽）的锲形桩（千万注意调整该桩及锁口的顺直与通顺）给予纠正。

(3)将相邻板桩带入主要原因乃是连接锁口处阻力太大，采取“板桩向行进方向扇形倾斜”所述的相应措施，可改善“邻桩带入”情况。

一旦出现邻桩带入趋势，要将将会被带入的桩与其它已打好的桩用电焊相连，防止带下。

(4)桩身扭转因钢板桩锁口是铰式连接，在下插和锤击时会产生扭转位移，必须及时制止与纠正，否则会使板桩墙中心轴线偏斜。

阻止桩身扭转可在打桩行进方向的围檩上安装“限位器”（如图2.10）与围檩一起组成限位，以锁住正在沉入的钢板桩的另一侧锁口的位置。

注意该“限位器”与围檩搭接牢固，“限位器”的缺口槽内及时涂抹油脂，以利桩体下沉。

(5)锁口渗水钢板桩墙体形成后，锁口铰结处是会有少许渗漏的，对有抗渗漏要求较高的永久性结构是不允许的，一般在沉桩前，在锁口内嵌填黄油、沥青、干锯末的混合油脂（三种材料体积相等），抗渗效果较好，也有利于板桩的打入。

近年来在船坞钢板桩墙体施工时，在锁口内嵌填聚胺脂类的遇水膨胀腻子，抗渗效果很好。

(6)锁口脱开钢板桩锁口受损、打桩过程中遇到障碍仍然硬打，均会造成锁口脱开。

因此，施工前对锁口的逐一检查必须严格执行。

打桩受阻时一定要搞清受阻原因，不能硬打。

(7)拔桩困难临时钢板桩结构拔除时，产生拔桩困难，主要是锁口锈蚀变形，钢板桩插入硬土等原因造成，因此打桩时注意钢板桩及锁口顺直、通畅及锁口内涂抹黄油，仍是保证拔桩顺利的主要措施。

另外打桩时若采取组合桩打桩，要留有组合桩的编号与位置，打桩时采取桩体之间焊接措施的，也要记录在案，供拔桩时对照。

拔除墙体第一根桩时均要避开上述有相互联系的桩体，一旦第一根桩被拔出后，因少了一侧的锁口阻力，以后的拔桩将会较顺利。

拔桩前根据地质资料及打桩时的易难程度估算拔桩力，选用相应的拔桩机械（振动锤）与辅助设备。

首根桩一般较难拔，可先用锤打击几下，使得锁口间出现松动。

也可在板桩的二侧先振插一根钢管以注水注气，破坏土体对被拔桩的侧压力，采取上述措施后，桩体一般均能被拔出。

2.2.5 钢筋混凝土沉箱围堰钢筋混凝土沉箱围堰是最近才开始在岩土地基上采用的又一种结构形式（图 2.7～图2.9）。

这种结构利用了拟建船坞周边也将建造的重力式码头的大型预制空心沉箱，将这些沉箱逐一连续安装在水下已经整平的岩基上，形成一大型的挡水结构。

船坞建成后，再将沉箱内填砂挖去后浮起，在新建重力式码头时继续利用。

预制空心沉箱的制作、下水、浮运、就位，以及沉箱水下基床的炸礁、回填、整平等均按重力式码头的相关规定与要求施工。

需要指出的是，预制空心沉箱作为挡水结构的主体，除了要满足能抵抗围堰内外水头差等结构安全要求外，还需要有可靠的抗渗功能。

各沉箱之间、沉箱与基床之间、抛填基床的抛填物之间等可能会渗水处均需要采取如高喷、压密等注浆手段进行防渗。

船坞临时挡水围堰不管采用那种结构形式，它都会有少量的位移、沉降和渗水，在船坞施工过程中要密切监视上述情况的变化和发展趋势，一般要在围堰体以及周围设置多个监测点。

定期采集位移（深、浅层）、沉降、地下水等变化情况，并进行统计、研究、分析，掌握变化趋势，以指导修正下一步的施工措施。

作为现场的施工管理人员，必须很清楚地了解上述监测点的位置、名称与作用，并有义务和责任对其进行保护。