珠三角某重力式沉箱码头被船舶撞击后修复介绍

珠三角某重力式沉箱码头被船舶撞击后
修复介绍
摘要：港口重力式码头是现代化港口建设中常用的一种码头类型，码头沉箱作为其构建的基础单元之一，为整个码头
的稳定性起着重要的支撑作用。

然而，沉箱在使用过程中受
损或老化的情况无法避免，因此对其进行修复是一个非常关
键的问题。

关键词：沉箱；修复；船舶撞击
一、绪论
随着国家经济的快速发展，港口建设也处于高速发展的重要阶段之中。

港口重力式码头是一种非常广泛应用的港口码头，主要由钢筋混凝土沉箱和上部胸墙结构组成，能够满足
多种不同的港口工况需求，因此在港口建设中应用非常广泛。

然而，沉箱是重力式码头的重要组成部分，由于其藏身于水下，撞击后受损情况不好判定且对安全性影响较大。

本文主要简述某万吨级集装箱船在靠泊码头因时航速过快，船头方向与码头岸线方向成70°夹角撞击码头，最终船艏左
侧部位及其下部区块撞向码头下部沉箱，造成码头沉箱损坏
后的修复过程及后续建议。

二、码头概况
该码头为7万吨级集装箱海轮泊位（水工结构按靠泊15万吨级集装箱船设计），结构采用重力式沉箱结构，沉箱底宽14.9m，其中前趾宽1m，沿泊位长度方向长19.1m，高19.9m，单个沉箱重2408吨，混凝土强度等级为C40。

码头结构主要持力层为中粗砂层和岩层，基床顶标高为-18.0m，采用10～100kg块石爆夯夯实。

三、船舶撞击过程及损坏情况
（一）事故过程
某日，船长133米，船宽18.8米，吃水约7.7米的某万吨级多用途船拟靠泊该码头29#-38#桩，船舶在码头港池调头后斜靠进来，进来时航速较快且距离过近，在船头与码头岸线方向成70°夹角时撞击码头34#-35#桩中间位置。

（二）损坏情况
1.码头受撞水上构件外观检查
对32#～37#桩结构段水上部分主要构件进行检查,码头面层病害为混凝土裂缝，共20条裂缝，总长共计17m，其中裂缝最长为210cm，裂缝最宽为0.25mm。

2.码头受撞水下构件外观检查
（1）34#系船柱往35#系船柱方向4.6m、码头面往下
6.1m位置处存在1处受撞破损、露筋缺陷，破损最高320cm、最宽200cm、最深60cm；18根横筋外露，最长145cm，13根
竖筋外露，最长95cm。

部分钢筋断裂，沉箱前壁贯穿；沉箱
内部的填充料小范围漏出。

具体范围如下图所示：
（2）除上述缺陷外，其余相邻沉箱表面情况正常，未发现开裂、破损、露筋、掏空等缺陷，沉箱接缝正常，未发现漏砂、漏石等缺陷，沉箱与海床结合部正常，未发现显著的移位、
淘空等缺陷。

3.码头附属设施情况检查
护轮坎存在混凝土裂缝、混凝土破损露筋，鼓式橡胶护舷防冲板脱落，最多为35#鼓式橡胶护舷防冲板，脱落8块。

4.码头受撞结构段变形与变位测量
（1）缝宽与错位检测：最大的水平错位为6mm，最大竖向错位8mm，最大结构缝宽为37mm。

（2）顺直度检测：受撞结构段顺直度偏差向海侧最大值为7.9mm。

（3）平整度检测：受损结构段顶面相对高差最大值与上次监测高程差为1.9mm。

5.受撞码头结构物评估
综合以上检测结果：码头沉箱严重破损，大面积混凝土脱落断筋，沉箱部分混凝土和钢筋完全脱落、出现空洞。

根据《水运工程水工建筑物检测与评估技术规范》相关规定，受撞破损段码头安全性评价为D级，应立即进行修复、补强，视条件和要求恢复到B级或报废。

四、沉箱修复方案
（一）沉箱损害分析
根据具有水工结构检测资质单位出具的《事故水工结构检测评估》，受损情况判断如下：
1.受损沉箱2#仓格临水面混凝土发生明显的破坏，因此2#仓格需要进行修复；
2.由于2#仓格前壁混凝土发生明显的开裂及破损，可知船舶撞击力已经严重超过设计荷载，因此可以判断1#前壁、1#与 2#仓格、2#与 3#仓格间横隔墙混凝土很可能会产生开裂及破损，因此 1#、3#仓格也需要进行修复；
3.由于沉箱受船舶撞击部位主要在 2#仓格位置，通过隔墙能量的吸收，其余仓格及后排仓格受损的可能性较小，因此 4#仓格及后排仓格不需要进行修复。

图受损沉箱仓格示意图
（二）修复方案
修复目标是将码头恢复到原有的结构、功能和外观，以确保码头的安全和可靠性。

根据检测评估报告中提供的沉箱受损情况及沉箱损害分析，通过在沉箱前壁临水面进行水下植筋，设置钢筋网片，现浇混凝土墙，封堵破损外漏区域。

其
次在受损沉箱仓格上部胸墙上打孔，对受损前仓格内的回填
砂进行高压旋喷加固，高压旋喷加固结束后再对仓格进行相
应的混凝土灌注，仓格灌注数量为受损前沿的1、2、3#仓格。

由于沉箱内灌注混凝土造成沉箱自重加大，导致码头基床顶
面和底面应力加大，因此，沉箱后侧回填区域需进行高压旋
喷桩加固以提高墙后土体参数，从而降低墙后主动土压力作用，进而降低基床顶面和底面应力。

具体修复步骤如下：
1.应先全面清理受撞沉箱临水面附着物，清除破损混凝土及钢筋。

2.拆除修复沉箱上方路面及基础，清理胸墙上方附属物。

3.后方回填砂进行高压旋喷施工，采用双管法对后方回填砂进行高压旋喷桩加固，桩径800mm，桩间搭接100mm，在进行高压旋喷桩施工时，旋喷桩施工顺序应为从海侧向陆侧进
行施工。

在施工过程中施工单位应加强对码头沉降位移观测。

4.在沉箱前壁临水面进行水下植筋，设置钢筋网片，增加25cm 厚混凝土墙身，范围为 13.58m*10m（长*高），设置钢模板，前壁临水面混凝土墙与破损仓格内混凝土应浇筑成一
个整体，沉箱前壁临水面混凝采用C30水下不分散混凝土。

5.2#受损仓格进行仓内水下不分散混凝土灌注，混凝土等级为C30，1#、3#仓格灌注C30水下自密实混凝土灌注。

在
进行沉箱格仓内混凝土灌注时，应分层浇筑，分层厚度不超过1.5m。

6.待混凝土灌注结束后，由于胸墙上部混凝土灌注孔洞尺寸较大，需按照原设计图纸进行恢复。

7.模板拆除及重新恢复路面。

8.对破损护轮坎混凝土进行修复，修复范围可根据现场实际情况确定。

9.更换损坏的橡胶护舷。

五、沉箱修复效果
（一）水上水下外观检测
1.码头受损位面层表观完整。

2.水下撞击位置修复面牢固、平滑，边角、修复面与沉箱结合部位严密，外观检测合格。

（二）抽芯检测
1.所检6根高压旋喷的长符合设计要求(设计长为11.6—1
2.3m)的桩长。

2.所检芯样试件无侧限抗压强度均不小于2.0MPa(设计要
求不小于2.0MPa），本修复工程实体质量检测结果满足设计
及有关规范要求。

（三）沉降位移检测
本修复工程完工后对码头进行了长达2年沉降位移观测，码头的测量观测数据已趋于稳定，码头整体结构是稳定和安
全的。

（四）修复效果评估
综上所述，本修复项目质量合格，码头结构整体稳定，安全性、耐久性符合规范要求，满足原码头设计和使用要求。

六、总结
首先，事故发生后必须进行现场调查和评估，以确定受损程度。

这可能需要使用有工程经历的潜水员、专业检测设备
等来检查码头的基础设施和结构损坏情况。

同时，还需要考
虑撞击对船舶及码头上的设备、货物和人员造成的影响，并
进行适当的处理。

对于一些轻微的损坏，可以进行简单的修补，例如修补破损的护轮坎或重新安装松动的系缆桩。

而对于更严重的损坏，可能需要更为复杂的修复工作，例如进行结构补强加固或重
建受损的混凝土基础。

因码头修复费用较高，修复难度较大。

在进行沉箱修复之前，必须仔细分析和确定沉箱的受损性质，从而采取适当的
修复策略。

应考虑使用符合当地法规标准的建材和设备，以
确保修复后的码头符合安全和持久性方面的标准。

其次，针对本次碰撞事故分析原因，例如未使用安全航速、入泊角度不合理、横移速度控制不当、潮水变化影响、阵风
影响、设备故障、未合理使用拖轮协助、碰撞危险估计不足、未能及时采取有效地安全行动等。

根据码头靠泊事故统计分析，对事故率较高的万吨左右的船舶进行靠离泊提醒，制定
安全提示书，详细介绍码头水域通航环境特点。

最后，作为一种预防措施，是否可结合水流及风速情况，对船舶靠泊前轨迹进行数据进行分析。

对于航速过大或靠泊
角度不合理的船舶，及时作出预警并反馈给船方，提前让船
舶驾驶员调整靠泊姿态，提高船舶靠泊的安全性。