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摘要：随着我国经济的快速发展，水运工程建设也有了较大的进步。水运工程与其他建筑工程施工项目相比，具有更大的困难性。因此就需要在施工技术上不断的优化和创新，以确保水运工程施工项目的顺利进行。本文主要分析了沉箱预制施工的意义，以及从施工技术中的三个不同方面研究沉箱预制施工技术的相关内容。希望通过本文对我国的水运工程建设有一定的指导性作用。
关键词：港口航道工程；沉箱预制施工技术；应用要点
随着经济社会的不断发展，我国的运输行业有了较大的进步。运输中一项重要的组成部分就是水运。水运工程的建设需要选取合适的位置。水运适用于较远距离，大批量的货物运输。因此近几年来，在交通运输业上被人们越来越重视。但是水运也有其不利的方面。比如，水运工程建设容易受到地形环境等因素的影响。并且工程建设中对于施工技术有着较高的要求，如何在贸易往来日益频繁的今天，更好的发挥水运的优势，提高工程建设的质量，是目前水运工程建设中一项重要的任务。本文主要分析港口航道工程沉箱预制施工技术的相关内容，希望对我国的水运工程建设有促进的作用。内容如下。
1港口航道工程
水运工程中尤为重要的部分就是港口航道工程。其中航道工程和港口建设是工程中的关键内容。港口建设的主要内容如下，水运工程中对于港口的定义为船只停靠的地方。其中，传统货运港口和营运港口是港口的两种形式。传统货运港口主要发挥运输物资的作用。在古代一般以传统的货运港口居多。随着经济建设的不断发展就出现了营运港口，营运港口主要是为乘客服务，帮助乘客完成上船的任务。因此，根据营运港口的作用，我们可以在一定意义上将其理解成汽车站或者火车站。营运港口与传统货物港口相比，范围不大，因此在设计的时候可以不用考虑占地面积的问题。但是，随着水运行业的不断发展，人们对港口有了更高层次的追求。需要港口承担更多的作用，因此就出现了复合型港口。此种港口的特点是既可以为运输货物服务，又可以为乘客服务。此外还可以让货轮停靠。复合型港口的施工设计有较大的难度，因此在施工之前需要进行详细的设计规划。比如确保施工设备的完善，合理规划航线等。航道工程分为航道的建设和航线的规划。航道的建设主要的作用是确保船只可以在约定的位置出行和驶入，它是连接装置的一种。航线的规划是没有实际存在的，如果航线在未经规划的前提下，船只在行驶过程中容易发生碰撞或者触礁等情况。比如，泰坦尼克号。所以，航道的规划是港口航道工程建设中一项重要的内容，可以确保船只的安全性。下面我们就从沉箱施工技术、模板、钢筋和混凝土施工技术等方面谈谈港口施工的主要内容。
2沉箱式码头
码头的种类有多种，沉箱式码头是其中的一个。沉箱码头具有较高的稳定性，可以使用的时间较长。下面我们就从施工原理上分析沉箱式码头的主要特点。第一，沉箱式码头的码头结构和建筑壁贴合的程度刚好，当上层承担的压力变大时，上层承担的负荷可以传播到四周，然后再从四周向水下沉箱结构中传达。在这样的情况下，沉箱式码头需要承担更多的重量。因此，就会增加该码头的稳定性。此外，从沉箱式码头的结构分析，当水下发生一定变动时，此种结构具有较强的卸力作用，这样可以增加上层结构的稳定性，这也是保障沉箱式码头稳定性的原因之一。第二，沉箱式码头使用年限久远主要是因为该码头的地基建设牢固，采用岩石等坚固程度较高的材料，不容易在水下腐蚀，因此耐腐蚀的特点也是延长码头使用寿命的原因之一[1]。
3沉箱出运前准备
3.1铁工班负责沉箱出运所需的阀门杆（B 型沉箱顶面 6 米，C型沉箱11.9米全部）、爬梯、盖板的制作、改造与检修。
3.2电工班负责选用满足出运要求的阀门（平式法兰盘），阀门内口径：B 型沉箱DN200，C型沉箱 DN150，要求承受压强不低于0.25MPa。负责水泵的挑选与维护，20万吨起浮用水泵扬程不小于22m，安装水泵扬程不小于15m。
3.3预制分公司负责B型沉箱阀门预埋件的焊接与安装，阀门与阀门杆的焊接与安装（除顶面 6 米外），吊拖环的预埋、沉箱水尺画线 7～23m，间距20cm，3# 线上沉箱的陆上移运、上船工作。
4港口航道工程沉箱施工技术要点
4.1沉箱上坞
由于出运口岸线窄小，半潜驳横跨座底需通过拖轮拖带到出运口外侧口门处下锚，在潮位落至+1.92m 时拖轮绑至岸侧 100m 处改由拖轮通缆至出运口岸线，然后半潜驳通过缆绳绞移 至座底梁上，半潜驳对中时偏差不大于 10mm。半潜驳出运6000T 沉箱满载吃水4.8m左右，加上壓载仓残余水取5m，空载吃水约1.6m。座底梁安装实测最大顶标高-3.453m（需根据实际压载沉降情况确定最终值），半潜驳宜在潮位落到+1.9m 时精确对中座底，预制分公司负责协助半潜驳座底。
4.2沉箱出坞（以 B 型沉箱为例）
半潜驳拖航至下潜区域：半潜驳起浮后通过锚缆绞动离开座底梁区域，由两艘拖轮协助半潜驳拖运至下潜坑内驻位，驻位采用 GPS 定位。使用半潜驳吊机将出运人员送至沉箱顶部，沉箱上施工人员将晃绳与安装吊环固定，固定完毕后，启动锚机将晃绳收紧。晃绳采用Φ75mm 的丙纶绳，单根长度 55～60m。二次检查沉箱出运所需绳索、工具是否齐备。半潜驳下潜。半潜驳定位完毕后，半潜驳利用船上仪器检测水深，确认无浅点后，由船长指挥压水下潜，下潜到水面没过船甲板面至沉箱底板期间，半潜驳船长及操作手应特别注意观察船体平衡现象，并注意保持船身平稳。半潜驳下潜至沉箱阀门孔淹没1m位置时停止下潜，由沉箱上专人检查阀门是否漏水或渗水（若发现问题，半潜驳立即排水起浮直至露出阀门进行检修），本次沉箱出运使用DN200 型阀门，最大开启圈数为40圈，确认无漏水渗水现象同时开启阀门30圈，往舱格内加水，各仓加水深度3.8m，在接近压水高度前应提前将阀门关至10 圈，勘测水深，达到要求后立即关闭阀门，并通知半潜驳继续下潜[2]。
4.3沉箱存放（安装）
沉箱安装和存放的过程中，可以分为几个环节。其中，主要的环节有沉箱的靠驳，沉箱的风骨，沉箱的安装等。首先，沉箱靠驳是指我们将沉箱的位置进行一个准确的定位。定位采用的设备是定位驳。人们在拉动沉箱时依靠定位驳和纶绳来实现。除此之外可以将沉箱安置在恰当的位置。再者，沉箱的封固是指在沉箱完成定位后，对沉箱进行的固定。对沉箱固定的原因是，沉箱处于水中环境，若不加固定当海水在流动的过程中，沉箱也会伴随海水的流动而移动，在此种情况下，沉箱固定不好，沉箱容易走位，容易错过最佳安装时间。从而导致沉箱的安装能顺利进行，使得沉箱的作用不能有效的发挥。对沉箱进行固定主要利用的是四角封带，采用这样的固定方式可以提高固定的可靠性。最后，沉箱的安装。沉箱安装具有较大的困难，安装的过程中容易受到环境的影响。因为沉箱安装需要在涨潮的条件下进行，这样可以确保安装的顺利性，如果沉箱安装的过程中没有涨潮，则容易出现很多问题。在现实的情况下，沉箱的存放与天气有较大的关系。之所以这样说是因为，沉箱的安装地点主要是在海上，而海上的天气变化多端。天气发生变化时，就造成沉箱定位时不准确，在沉箱定位不准确的情况下，也会影响沉箱的固定。因此就会容易出现沉箱丢失的问题。此外，更为严重的是在沉箱安装天气恶劣的情况下，也会危机操作人员的生命。因此沉箱安装需要特别的注意。严格按照安装要求进行[3]。
5模板施工技术
5.1模板设计
沉箱预制施工应用分层预制的施工方案，其模板的结构采用的形式主要从外模和内芯模2个方面分析：（1）外模主要由大型钢模板、横向螺栓板和竖向桁架结构等组成，一般来说，圆形沉箱由2片整体模板组成，方形沉箱由4片整体模板组成，外模安装中，将 M24 对拉螺栓应用到上口，将 M24 高强螺杆和圆台螺母应用到下口，并且在竖向拼缝施工中采用阴阳榫工艺，实现模板的紧密连接；（2）内芯模主要包括组合钢模板、竖向桁架结构，每套模板有12个芯模组成，每个芯模都由4片芯模板连接而成，上口应用 M24 对拉螺栓，下口应用活动底盘顶丝。
5.2模板安装
将预制沉箱平台清理干净之后，需要进行放线操作，放线的位置在沉箱底平面的前壁、侧壁及隔壁等。对沉箱底胎行刷模板油处理，之后将两层底胎纸铺设在放线完成的区域，其中两层底胎纸可以为1层油毡纸和1层牛皮纸。在以上的处理步骤完成后，可以对沉箱钢筋进行绑扎的处理。钢筋绑扎处理完成后，可以实施模板安装，模板安装在沉箱底胎线上。需要注意的问题是，需要对模板进行表面清理后，在进行模板安装。并在其表面涂抹模板油。模板表面处理完成后，在行走式起重机的帮助下，对模板进行安装操作。
5.3模板拆除
模板拆除时间根据实验室压块强度为依据，通常情况下，螺栓松卸需要在试件浇筑结束后八小时，十二小时后就达到了拆模强度，此时可以将模板拆除。此过程需要注意的问题是，模板拆除时需要确保混凝土结构的完整性。不能出现混凝土结构受损的问题。比如，孔洞部位、棱角等部位出现受损。此外，对紧固螺栓拆除时，需要将两根安全螺栓留下，并且在每片外模板上都要留两根，留下来的安全螺栓需要在塔吊钢丝绳带紧后拆除[4]。
6钢筋施工技术
6.1钢筋制作
在钢筋制作过程中，首先需要保障的就是钢筋材料的质量，根据相关的技术标准和质量要求，对施工钢筋进行抽样复检，在检查合格后，才能够进行大批量的生产。根据相关的设计要求以及沉箱分层层高进行钢筋加工，确保其满足设计图中相关的尺寸、形状等要求，之后进行编码和储存备用[5]。
6.2钢筋绑扎
钢筋绑扎施工主要包括以下几个方面：（1）底板钢筋绑扎，在沉箱预制平台上放置沉箱外轮廓线，之后进行底板钢筋 控制线的依次划分，并以控制线为依据对底板下层钢筋进行绑扎，并对控制上下层间距的钢筋骨架进行固定，之后对上层钢筋进行绑扎，底板钢筋都要采用满点绑扎方式绑扎牢固；（2）墙体钢筋绑扎，在预制的钢筋绑扎架上进行外墙钢筋绑扎，在绑扎完钢筋网后，焊接钢筋网顶口的竖筋和横筋，使其能够牢固，然后再用塔吊整体吊装就位，与下层外伸筋搭接绑扎。此外，根据规范要求及施工情况，安放钢筋硷垫块，保证钢筋保护层厚度符合设计要求。
7混凝土施工技术
7.1混凝土配置工艺
混凝土浇筑施工采用的是泵送工艺，在沉箱预制现场，采用搅拌机进行搅拌，之后通过混凝土罐车进行运输，最后利用泵车将混凝土输送到模板内[6-7]。在具体的混凝土施工中，需要注重混凝土的制作质量，具体包括以下几个方面：（1）优化混凝土的原料配置比例，将混凝土坍 落度控制在 140~160mm；（2）各种原料需要根据相关规范进行质量检查，其中，碎石需要坚硬的质地和良好的级配，并且压缩指标要在 10%以下，骨料可以选择一级级配，例如，5~25mm 的 碎石，此外，可以选用河砂，具有含泥量少、级配良好的特点。
表1 混凝土配合比（单位：kg/m3）
7.2混凝土浇筑工艺
混凝土浇筑工艺包括：（1）沉箱混凝土浇筑，一般采用底 板、趾、隔墙、外墙的浇筑顺序，在模板趾斜片偏上位置进行振捣孔的开设，并且针对底板与墙体交接位置需要先进行外墙浇筑在进行内墙浇筑，分层浇筑过程中，混凝土厚度控制在50cm 以内；（2）混凝土振捣，应用高频插入式振捣棒进行振捣，在振捣过程中，墙体按顺序布点，底板呈现梅花布点，同时，振捣棒应该保持垂直方向的插入操作，注意快插慢拔、上下抽动，排除混凝土中的气泡，直到没有明显下沉的问题，此外，为保证上下层结合成整体，在振捣第二层硅时振捣器应插入下层混凝土中5cm；（3）接茬处的冲毛处理，冲毛前需要浇筑 1 层水泥砂浆，对混凝土接茬面进行湿润，之后采用高压水冲毛工艺对接茬面进行处理，冲毛时间需要根据施工环境温度进行确定[8]。
8结语
在经济不断发展的过程中，水运工程建设也发生了重要的变化。沉箱式码头的施工建设，是港口航道建设中的一项重要工程。该工程有较高的难度。从上文中我们发现。沉箱式码头主要对施工的材料有着较高的要求，其次是施工的环节都需要精益求精。无论是在模板、钢筋还是在混凝土施工中都需要严格按照相应的涉及要求进行。并结合施工过程中的天气情况，避免其他因素造成施工质量下降的问题。因此，在今后的发展中需要不断的创新施工技术，在先进施工理念的支持下，提高我国港口航道工程沉箱预制施工的技术，促进我国经济的发展。
参考文献
[1]张繁荣,肖俊平,贺对喜, 等.重力式码头沉箱绑靠浮运施工技术[Z].中铁港航局集团有限公司, 中铁港航局集团深圳工程有限公司.2015.
[2]刘德进,张宝昌,曲俐俐, 等.胶囊台车顶升、运移大型沉箱工艺的研制与应用[Z].中交一航局第二工程有限公司.2012.
[3]马兴华,陈喆,周海.三角形沉箱新结构研究[J].水运工程,2014,(9):97-102.
[4]李涛,朱建.惠州港迄今最大沉箱作业启动海事护航三千吨“巨箱”拖运安装[J].珠江水运,2014,(17):46-46.
[5]中交第一航务工程局有限公司, 中交一航局第五工程有限公司.一种取水头沉箱的吊浮式施工方法:中国,CN201610823599.8[P].2017-01-04.
[6]王鑫.港口航道工程沉箱施工技术研究[J].科学技术创新,2018,(8):127-128.
[7]雷陆飞.港口航道工程沉箱施工技术要点分析[J].大科技,2017,(29):197.
论文作者:杨继朋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/26
标签：沉箱论文; 港口论文; 钢筋论文; 水运论文; 模板论文; 混凝土论文; 航道论文; 《防护工程》2018年第29期论文;