小型重力式码头抢建工程的设计与施工

某小型重力式码头抢建工程的设计与施工
某临时性小型重力式码头抢建工程位于某省沿海某孤岛上，工程任务要求用40天的时间抢建一座30米长的临时性突堤重力式装卸码头。

码头突堤长７０m ，前沿登陆面长30m ，整个码头分为两段，每15米一段，码头前沿设计顶部高程分别为+1.5m 和+2.5m ，设计底高程-3.50 m ，平面布局见图1。

图1 工程总平面图
上
山道路
1 设计及施工理念
本工程为临时性工程，除去施工组织和后场准备时间，实际现场施工时间只有
30天，需要边探测、边设计、边施工，工程的多个工作面要同时展开。

施工条件恶劣，属于孤岛施工作业，生活设施、施工设施、装备都需从大陆船运上岛，这对后勤保障要提出了更高的标准和要求。

根据码头的临时性和快速性的使命特点，本码头施工要求相对于正常的码头工程要低。

在能满足临时使用寿命的前提下可以通过简化工序，降低工程标准等措施来达到缩短工期的目的。

2 结构设计及选材
2.1 墙身结构设计与选材 2.1.1墙身结构选材 从技术可行性、施工条件、工艺、工期、
2.1.2钢沉箱结构设计。

整个码头共设106个，两侧各2个,宽 3.5m ，高4.5 m 东
北
图2 沉箱示意图
设计顶高程为+1m ，底高程为-3.50 m 。

施工要求水位低于沉箱底的设计高程即+1.00 m 。

沉箱的尺寸见图3。

2.2 胸墙及码头面设计与选材
2.2.1胸墙及码头面选材
本工程属抢建工程，工期要求紧。

因此，混凝土选用快凝快硬硅酸盐水泥拌制，以减小混凝土硬化时间，缩短工期。

快凝快硬硅酸盐水泥以硅酸三钙、氟铝酸钙
为主要熟料，加入适量的硬石膏、粒化高炉矿渣、无水硫酸钠，磨细而成，它具有凝结快、小时强度增长快的特点。

在JC314-82标准中，快凝快硬硅酸盐水泥的标号按4小时龄期强度确定，分为双快-150和双快-200两个标号。

用这种水泥拌制的混凝土，不仅早期（4-6小时龄期）强度高，而且随着龄期的增长，强度也随之增长。

如用双快-200号水泥拌制的混凝土，其抗折强度4小时龄期为3.0MPa ，24小时龄期已达4.5MPa ，到28天龄期可达6MPa 以上。

只要做好混凝土的配合比设计，在常温20℃条件下，有适当的湿养措施，其4小时强度和后期强度就能够达到设计及实际应用需要。

表1为盐水泥混凝土的几个配合比实例，可供设计配合比时参考。

对于快凝快硬硅酸盐水泥混凝土的性能，必须特别强调这种混凝土的可施工时间。

由于快凝快硬硅酸盐水泥的凝结时间在常温下只有十几分钟，这就难以按普通混凝土的施工方法进行操作，因此必须掺用缓凝剂来调整快凝快硬硅酸盐水泥的凝结时间，争取
足够的可施工时间。

根据实验确定，快凝快
硬硅酸盐水泥混凝土可施工时间：小体积施
工（混凝土用量小于0.3m 3
）不得低于20分钟，较大面积施工不得低于30分钟。

本工程综合考虑各种因素和试验，采取第三种快凝快硬硅酸盐水泥混凝土配合比，缓凝剂采用4‰(以水泥质量计)硼酸改善其施工可行性。

施工时间不低于30分钟，这样即能达到C25标号的混凝土强度又能满足施工工艺的要求。

4 施工工艺及流程
码头施工按进场，基槽开挖，基床抛填，整平基床，安放沉箱，钢沉箱内抛填块石，码头上部胸墙、墙后回填，码头面层的施工流程进行，突堤推填及浆砌块石护面的施工同码头施工同步进行，附属设施的施工视具体情况穿插进行。

4.1 机械设备、材料及人员进场
挖泥船在挖港池和基床之前先选择适当登陆点，挖出适合运载机械车辆上岛的登陆舰冲滩登陆的航道。

施工机械及人员凳舰上岛顺序根据施工工序确定，并在挖泥船港池、基床挖泥完成前进场完毕。

本工程砂石料进场是利用皮带船将砂石料直接堆放至砂石料堆放区，避免了砂石料上岛的二次倒运，节省了施工时间。

其他材料利用运输船经登陆航道停靠，人工配合装载机、翻斗车运至堆放场地。

4.2 基床施工
本工程为临时性工程，设计寿命为6个月，对码头沉降量等指标要求适当放宽，根据有关规定和设计工期的要求基床施工采取不夯实工艺。

4.2.1 基槽开挖
施工海域原泥面高程在-0.5m —-1.0m 之间，水深较浅。

基槽由挖泥船开挖至-4.0m 。

4.2.2 基床抛石
图3 沉箱结构图
11
俯视图侧板22
底板1-12-2角钢骨架
侧板
抛石船抛填速度快，但抛石均匀度低；民船抛石均匀度高，但抛填速度慢。

基床抛石如果采用单一的抛石方式，既不能满足工期节点的要求，也对基床抛石管理带来诸多不利因素，因此采用了先由自带挖掘机抛石船进行粗抛，然后用民船补抛的流水作业工艺，既加快了抛石速度，又较好地
保证了抛石的均匀度，大大减少了劳动强度。

基床抛石标高-3.5m ，整个工程抛石量为600M 3
，用时两天。

4.2.3 基床整平
基床整平只需要进行粗平和细平即可达到工程要求，因此省去极细平工序。

为加快施工速度采用双船同时施工。

两艘整平船分别横向泊停在基床的两侧边缘线外，之间用缆绳连接，泡沫筏依靠缆绳协助潜水员添加石料，这样就减少了整平船的移动次数，从而加快了整平工作的进度。

当遇到较大块石时，则需要移动整平船吊走石块（整平示意图见图4）。

粗平时整平船上准备二片石和少许的块石，其中二片石用编织袋存放，不但便于潜水员水下石料的调配，还避免了二片石投放时的漂
移。

细平时整平船上准备碎石和少许的二片石，同样用编织袋存放。

两天完成了200M 2
的基床整平工作。

4.3 沉箱的制作与沉放 4.3.1 沉箱的制作
沉箱预制与基床施工同步进行，并要求必须在基床施工完成前完成。

为了消除已沉到位沉箱在抛填石块前因进水口阀门漏水而导致沉箱随涨退潮水漂移错位
的隐患，沉箱不设进水口，而是采用大功率抽水泵抽水压载浮运、下沉工艺。

4.3.2 沉箱的沉放
突堤式沉箱码头的沉箱沉放顺序一般是由一端向另一端按顺序沉放，在没有吊船配合安装的情况下，第一个沉箱沉放时通常需要至少６根（条件允许下８根）锚缆进行定位。

本工程受工期紧、施工条件差、施工海域原水深较浅较平缓、施工海域船只较多相互影响大等不利因素的影响，无法使用6根锚缆进行定位，因此我们采用只用４根锚
缆定位安装。

先安放东、西两侧的6个沉箱（见图
2），抛填块石后再从一端向另一端安装前沿沉箱。

在只能有４根锚缆定位安装的条件下，采用第一个
沉箱先粗安，带安装完第二个沉箱后，抽水、起浮，
重新进行安装，其缆绳及葫芦的安放位置见图5。

１（AEH ）号、２（BFG ）号葫芦控制沉箱的
左右方向，３（CF ）号、４（DE ）号葫芦控制沉箱的前后方向。

4.4 填沉箱内填料
本工程沉箱内填料采用块石，箱内填料和沉箱安放是交错流水作业，低潮时进行沉箱沉放，高潮时利用自带挖掘机抛石船进行抛石压箱，充分利用了潮汐规律进行流水作业，大大加快了工程进度。

因为抛石时大多是在水位高出沉箱高程的情况下进行，所以需要在沉箱四角作出高出一定水面的标志。

4.5墙后回填及上部结构施工
重力式沉箱结构码头上部结构包括胸墙、系船柱块体、防冲撞设施和码头面等部分，其中系船柱块体和胸墙的施工是重点也是难点，也是
表2 沉箱安装质量标准表
东2号沉箱
东1号沉
箱（粗
安
）
2号葫芦点
点
4号葫芦点
点
不等宽垫木方条点
3号葫芦
点图4 导轨刮道整平示意图
决定着工程进度的重要因素。

为减小回填土对胸墙的土压力，在胸墙后设置抛填块石，然后再回填砂土。

4.7突堤施工
突堤的下层基础材料主要采用岛砂和外运砂，上层用土工布和浆砌块石护面，坡脚用块石作压角棱体。

突堤的施工从两端同时开始，靠岸端浅水区主要利用岛砂，深水区主要利用吹砂船进行吹填。

砂的密实主要采用冲水振捣密实方法，其原理是借助振冲棒的振动和水的冲力在砂基中成孔，然后依靠振冲棒的强力振动，使饱和砂层发生液化，砂颗粒重新排列，孔隙减少，同时依靠振冲器的水平振动力，使砂层挤压加密。

这种方法操作简单，不需要动用大型机械，密实速度快，最适合于临时性孤岛施工作业工程。

4.8码头及突堤面层的混凝土施工
码头面混凝土浇筑不受潮水影响而且为最后工序所以可以使用一般硅酸盐水泥混凝土这样可以减少工程成本。

方法同上护面混凝土的浇筑方式，在通过压路机碾压即可。

两天完成码头和突堤面层230M3的混凝土量，其中第一天浇筑码头面层，第二天浇筑突堤面层。

面层浇筑后海水保养。

因为使用了快凝快硬硅酸盐水泥混凝土码头在完工24小时后即可投入使用。

5 结语
①临时性抢建工程主要的特点就是施工快速，所以在选材、设计、施工等方面都要围绕这一特点开展。

在选材和设计时应首先考虑钢结构，因为钢结构可以进行现场拼装，施工速度快；
②沉箱的沉放时大多采用6根以上的锚缆进行定位，本工程由于施工现场施工条件的限制，大胆采用了4根锚缆进行定位，同样取得了定位准确、施工迅速的效果；
③砂的成本低，密实工艺简单，施工速度快，可广泛地用于抢建临时性工程。