本站原创摘 要：改革开放以来,国内的水运行业发展蓬勃,各大沿海城市充分利用自身地理位置的优势,大力建设港口,港口建设行业发展相当迅速,经过多年的发展后,许多老码头受限于原有设计的吨级,已逐渐不能满足自身的生产要求,因此,旧码头的扩建升级、加固升级改造、拆除新建工程开始进入了高峰期.
关 键 词 ：圆筒加固；水下不分散砼；安装；砼浇筑
1.工程概况
沙角C电厂煤码头原结构为5万吨级重力式码头,现计划把码头升级为10万吨级,原码头圆筒需由原直径3m加固至4.5m.
2.工程特点
（1）国内类似的改造工程少见,无成熟经验可借鉴.（2）圆筒加固施工大部分为水下作业,且因作业高度受限,无法采用起重船机等设备,大部份为人工操作.（3）因无法自由提拔管进行振动密实砼,水下不分散砼的自密效果不确定.（4）圆筒加固模板分块进行水下安装,单块最重达3.89吨,起吊及水下拼装难度大.针对以上特点,本工程正式开工前抽取一个圆筒作为试点,进行典型施工.
3.主要施工工艺
3.1 施工工艺流程（见图1）
3.2 施工方法
3.2.1 淤泥清理
（1）潜水员先清理圆筒周围3.0m内淤泥表面的杂物和障碍物,如沙袋、煤渣等.（2）采用泥浆泵清理圆筒2.0m～3.0m范围内的淤泥,直至露出圆筒底板面上的回填块石.
3.2.2 块石清理
（1）淤泥清理后,潜水员将圆筒周围1.5～2.0m范围内的石块清理干净,块石清理按1：0.5放坡.（2）清理出来的块石优先考虑堆放在旁边不影响圆筒钢筋笼、模板安装的地方,并做好标示；当周边无合适地方堆放时采用小型船舶配合,在船上安装吊运装置,由潜水员在搬运并装进吊篮中,收集后吊到船上临时堆放,达到船舶的载运量后运至码头后方临时堆放待用.
3.2.3 圆筒表面清理
（1）加工抱箍套在原圆筒上,挂于码头面排水孔放下的吊绳上,潜水员以抱箍为支撑点和操作平台,采用铁铲或风镐等工具人工清除附着在圆筒表面的水生物、污物等,清理范围从圆筒顶部至圆筒底板.清理验收标准为附着物清理干净即可.（2）圆筒表面清理完后,应将掉落到圆筒底板上的杂物等清理干净.
3.2.4 圆筒顶部植筋
（1）钻孔.钻孔时按设计图纸,放线标明钢筋锚固点的钻孔位置,钻孔位置标明后由现场负责人验线,每个圆筒顶部植入36根钢筋.钻孔按设计图纸要求植筋钻孔孔径为40mm,钻孔深度不少于320mm.
（2）钢筋埋植.a.植筋采用植筋胶为胶,植筋胶采用专门配置的改性环氧树脂胶或改性乙烯基酯类胶（包括改性氨基甲酸酯胶黏剂）.b.植筋为盲孔钢筋埋植,且是从下往上,注胶时用橡胶先将孔底部堵住,然后用长导管从孔顶部开始注胶,经过计算,将锚固用胶注入孔洞内3/4即可；将处理好的钢筋,除锈清理端朝向孔洞,一边向同一方向旋转,一边缓慢将钢筋插入洞内,直至到达孔洞顶部为止.
3.2.5 三角架与起吊葫芦安装
先在圆筒顶部筒帽上对应钢筋笼、模板吊点的位置水平方向植入2根φ25的钢筋（钢筋植入深度不少于20cm,外露长度为10cmm）,然后用14槽钢加工边长为30cm×40cm的直边三角架,把葫芦挂在三角架上,三角架槽钢采用满焊的方式连接.每个圆筒安装4个葫芦,用于吊装钢筋笼及模板.
3.2.6 钢筋笼制作安装
（1）钢筋制作.本工程中钢筋笼分两半圆加工,为了防止在吊装过程中半圆钢筋笼变形,在钢筋笼加工前先用Ф25mm钢筋制作固定架,固定架主要起控制半圆的形状及安装起吊时起支撑作用,固定架在下水安装前用乙炔割除.
（2）钢筋笼安装.a.钢筋笼在预制场加工好后,由船运至施工现场.b.起重船吊起钢筋网片至安装位置附近,将葫芦吊钩挂在钢筋网片上,如图2所示.c.通过起重船放松钢丝绳,葫芦收紧钢丝绳的方式将钢筋网片移至安装位置,并用钢丝绳与松紧器配合将钢筋网片固定于圆筒上.如图3所示.d.同理将第二片钢筋网片起吊下放至预定位置,葫芦吊钩连接,准备安装加固.如图4所示.e.葫芦牵引钢筋网片至设计位置,按照设计要求安装固定,拆除临时固定钢丝绳.如图5所示.
潜水员在水下绑扎两片钢筋笼,为确保钢筋笼安装有较好的整体性,钢筋笼与圆筒顶部植筋交接位置的主筋采用焊接连接,搭接长度不小于设计要求和规范规定,箍筋之间采用搭接连接,搭接长度不小于设计要求和规范规定.
3.2.7 钢模板安装
（1）钢模板制作.根据设计要求,钢模板水下部份不进行拆除.钢模板委托专业厂家制作,直径为4.5m.钢模板从上至下共分6段拼成,分别为最顶上段2.15米,其余5段均为3米,由4个1/4圆模板拼接而成,拼接采用高强度螺栓连接.每节钢模板在加工厂按4块制作,运至预制场拼装成两半圆,再运到施工现场安装.如图6所示.
（2）钢模板安装.a.模板用船运至施工现场,起重船将半边一节钢模板吊入水中,靠近码头边沿,葫芦吊勾挂在模板吊环上.b.收紧葫芦,放松吊机绳索,把模板移至安装位置上.c.同样的方法方法把另一半模板吊移至安装位置.d.潜水员上紧螺栓.e.分节拼装成圆,分节下放.底节准确就位后在底板上钻孔打入钢筋固定,节与节之间水下上螺栓.
3.2.8 浇筑混凝土
（1）灌注孔钻孔.采用手持风镐把码头面上（圆筒对角位置）的2个排水孔由直径100mm扩大至直径300mm,扩大后的孔径应能满足浇筑管的外径要求.如图7所示.
（2）导管安装.因大部分排水孔不在圆筒加固砼的正上方,需要设弯管穿过码头面,故导管安装分两部分：码头面以下第一部分为垂直管,从圆筒底（-13.25m）到设计高水位（+3.2m）采用垂直管钢导管,其上到浇筑漏斗采用橡胶管,钢导管与橡胶管采用钢法兰连接. 钢导管内径为φ200mm,每节按1m长制作,以方便拆管,导管悬吊和提升采用吊装模板的葫芦进行.导管组装时接头密合不漏水（要求加两道密封圈,黄油封口）；在第一次使用前进行闭水试验.导管安装在圆筒与钢筋网之间,采用葫芦下放至孔底标高以上20～40cm.
（3）混凝土浇筑.圆筒加固砼采用C25的水下不分散砼,根据设计说明,该砼具有良好的自流平性及自密性,不需要进行振捣.
搭设好灌注平台后在灌注孔内安装导管,第一次浇筑混凝土浇至+1.75m标高,第二次浇筑至设计标高.混凝土采用商品混凝土,砼采用车载泵泵送入料斗.施工方法如下：a.第一次浇筑水下混凝土为132m3,选在刚开始退潮时浇筑,可确保码头面以下垂直导管的提升和拆管在施工水位以上操作.b.浇筑前检查混凝土坍落度、坍扩度、和易性并做好记录.c.采用2根导管对称同时浇筑砼,混凝土首灌量灌至导管下口1m以上.浇筑过程中控制好速度,使混凝土面尽量同步上升,不形成高度差.混凝土浇筑时,导管下口埋入混凝土的深度不小于2m,不大于6m.d.新浇砼面接近模板顶面时由工人清除表面浮浆,直到表层混凝土含碎石骨料,然后继续下料浇注,最后砼面控制在+1.65m～+1.75m标高；第二次砼浇筑前凿除表层20cm左右厚度的砼.e.第二次浇筑剩余部分,砼采用C30普通混凝土.浇筑前,先凿除第一次浇筑顶部松散混凝土,露出骨料,并冲洗干净.砼分层浇筑,分层厚度30cm,采用振动棒振捣密实.f.封闭灌注孔：砼浇筑完成后采用5微膨胀混凝土封堵灌注孔,底板采用吊模的方法,模板拆除在2天后进行.g.砼养护：圆筒加固的顶面砼及封闭灌注孔砼在终凝后进行表面洒自来水养护,时间不少于7天,保持湿润.
4.结束语
（1）旧码头的改造施工受原有结构的限制,往往不能按常规施工工艺去进行,比新建施工更为困难,需对所采用的工艺进行试验研究,因此就需先进行典型施工试验.
（2）本项目的典型施工证明,本工程的圆筒加固施工工艺是可行的,但工效较低,工效有较大的改进空间.
（3）通过本次典型施工,对工艺进行优化改进：对人工清淤、块石优化,在确保不破坏码头基础、圆筒结构安全的前提下,采用长臂勾机改装小抓斗去清理基础块石,工效可大大提高；钢筋笼、钢模板在安装前进行加固,提高其刚度,防止在起吊过程中发生变化,确保对接精度,缩短安装对位时间.
（4）通过对典型施工圆筒进行超声波、低应变检没、砼试块抗压试验及拆模后的外观检查,证实水下不分散砼在没有振捣的情况下,圆筒的筒体的连续性、砼的抗压强度及表观质量均能达到设计要求.
（5）圆筒加固试验典型施工,为后续其余圆筒加固施工提供的宝贵的施工参数,对指导后续圆筒加固施工具有极大的意义.因此对于新工艺、新技术及不成熟的工艺进行典型施工是必要的,它是论证一个工艺是否可行及是否经济合理的一个主要的方法.