港口工程低水位混凝土干法施工技术研究与应用

发布时间：2016-09-09 07:26

第 1 章   绪论 

1.1   课题研究背景及国内外研究现状
港口是一个国家与外界沟通联系的重要途径，是联通国内经济与国际经济的重要纽带。经过几代筑港人的努力，我国现阶段已成为港口强国，港口在我国经济社会发展中的枢纽作用也越来越明显，在资源流动、产业聚集、资源辐射三个方面的能动作用日显重要，特别是随着经济全球化趋势不断增强，在全球化经济和贸易的总格局中港口的纽带和接口作用将变得更加突出。自从 2000年以来，我国又一次掀起了港口建设和发展热潮，港口的建设数量、工程规模、建成后的港口吞吐能力都已经位于世界港口的前列。尽管随着国内经济增长方式的转变和受世界经济放缓带来的贸易需求下降的影响，但我国经济仍处于稳步发展期，这就要求我国港口的建设与发展仍然要跟得上经济的发展，实现港口发展与经济发展的科学同步。在未来的一段时间内，港口发展定位如下： 1. 在经济全球化的大趋势下，作为货物集散吞吐能力最为出色的港口，无疑是各个国家最宝贵，最具优势的战略性资源。港口可以在全球范围内，高速有效的调动，统筹物流资源，是一个无可代替的现代物流平台。 2. 鉴于港口在经济建设发展中的突出作用，它将成为提高我国经济在国际上的竞争力，充分利用全球优势经济资源的重要依托。同时，也能促使我国进一步的对外开放、经济结构向合理化的方向转型。 3. 港口作为交通运输行业，其最基本的作用便是运输的交通枢纽，而且是综合的交通运输枢纽，是现代化物流供应链重要的节点。 鉴于以上的三点未来发展定位，新时期的港口发展战略应该更能适应经济的全球化发展要求，适应国家经济、国防等建设需要，更加注重结构合理，功能齐全，层次清楚，信息流畅，便捷高效等方面的建设。  
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1.2    研究意义
混凝土施工的影响因素是复杂多样的，所以需要我们进行长期的，有针对性的研究才能使混凝土不断地得以提高和改进。到目前为止，我们可以预见未来我国港口行业的发展现状,越来越趋向于大型化，深水化，远离海岸常态化，同时还会随之进行的跨海湾通道（如刚刚通过论证的渤海海底隧道）以及跨海大桥（如在建的港珠澳跨海大桥）等建设，这一系列的举措的目的是为了发展并完善海上交通系统。这就要求我们对混凝土施工、混凝土原材料要进行不断的研究改进，才能适应这种发展趋势。我们必须高度的重视混凝土在水环境中尤其是腐蚀作用更强的海水环境中的抗腐蚀性能、耐久性的提高和施工过程中的施工工艺的改进。 随着我国港口工程建设的迅速发展，作为港口工程施工企业，不断提高港口的施工的质量、加强生产安全、提高施工效率等方面的综合管理水平显得极其重要，特别对于密切影响和制约工程项目的整体质量、安全和施工效率的低水位结构混凝土施工，我们选择通过施工技术创新来寻求更大的发展。关于低水位混凝土干法施工技术的探究我们可以解决以下三方面问题： 1、改变传统的通过改善混凝土的原材料、配合比、搅拌运输以及振捣浇筑等多个复杂变量来提高混凝土性能以克服低水位施工不利因素的办法，变为通过给混凝土施工创造干地施工的环境条件，转控制多变量因素到抓手关键的单变量，使得结构混凝土的内在和外观质量得到了稳定有效的管控。 2、废止了传统的潜水员下水支模、浇筑以及拆模等复杂艰难且存在较大安全隐患的施工方法，消除了施工中的人为因素影响，转为常规的、成熟的、基本不存在安全风险的陆地施工，大大提高了施工的安全性，为整个工程项目的安全生产提供了可靠保障。 3、伴随着社会经济的发展和转型升级，跟上港口事业发展的步伐，与时俱进，在保证工程质量和安全的前提下，提高项目的施工效率显得尤为重要，低水位混凝土施工作为港口工程项目的关键一环，密切关系和制约着整个项目的进度，通过改传统的由潜水员乘低潮进行混凝土施工为干法施工后，消除了外界因素的影响，使得陆地施工的成熟和丰富的经验得以施展，大大提高了工程项目的施工效率。 
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第 2 章   基本理论和技术的分析和总结

2.1   港口工程的重要性
近几年来，我国的经济正在快速发展，这也带动了我国的水利工程与港口工程事业的蓬勃发展。为了做好港口行业的健康快速可持续发展，我国在 2011年中央一号文中，以“水利改革和发展”作为中心主题，并且在“十二五”的规划和制定中，充分的考虑了水工行业的发展与规划。 但是机遇与挑战是并存的，在水工蓬勃发展的同时，我们也面临着巨大的挑战。根据《中国水利与港口工程建筑行业研究报告》的调查资料显示，截止到 2011 年，由于十年 4 万亿的资金投入，我国的水工与港口业的相关企业已经达到了惊人的 2000 多家。可见我国的水工行业的竞争在蓬勃发展的同时也有着很大的竞争。所以，作为一家水工行业的施工企业要想让自己的在激烈的竞争中做的更好，就必须要明白港口工程施工中，港口水运工程施工质量，施工安全，施工效率对于我们的重要性。 在水运工程港口建设中，其施工具有显著的几个特点，可以概括为：工程建设规模巨大，投资金额高，施工条件艰苦同时施工中所涉及的工种种类多，受季节气候影响大。 水运工程施工中，主要建设项目有航道，码头，船坞，通航建筑物，防波堤等，由此可见，这些工程项目都是规模较大同时又耗资巨大施工项目。而水运工程施工的施工是在海上或是滨海进行，这就造成了施工环境复杂，包括了陆上施工和水上施工。因此水运施工的施工条件相对来说比较艰苦，在滨海和海上不可避免的会显著地受到季节天气的影响。针对水运工程施工中的混凝土工程施工来论证，施工质量、安全、效率在港口工程施工中的重要性。 
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2.2    止水帷幕和围堰在港口工程施工中的应用
在港口施工的复杂环境中，先进而有合理的施工工艺，往往可以规避风险，提高施工效率，并且最关键的是可以全方位的提高施工工程的质量。而其中，在水利工程施工中尤其是港口施工中，我们会不可避免的面对海上潮位复杂，风浪大小难以预测，海水对混凝土、钢筋等土木工程材料锈蚀作用明显等一系列问题。受这些因素影响最为敏感的，是水运工程混凝土施工。 针对这种问题，我们有着不同的解决方法和施工工艺。其中，就目前为止最具代表的施工工艺便是采用止水帷幕和围堰，以创造出陆地干施工的环境，由此可以解决以上水工建筑物施工中所遇到水下环境、是临水面作业或是赶潮水施工的问题。接下来我将分如下三个方面来对止水帷幕和围堰在港口水工建筑物施工中的应用及其原理进行介绍。 止水帷幕，指的是一个单位工程，通过对开挖好的基坑的侧壁和底部进行必要的防渗处理，形成一个闭合的减缓或是阻止帷幕外围水体渗流进入基坑中，从而形成了陆地施工环境。 围堰,在水利工程建筑物施工中，为了防止水或者是泥沙，淤泥等混入施工的修筑位置，对施工进度，工程质量造成影响，而设置的临时性的（一般为临时性）围护结构。围堰的高度应高于施工期间可能出现的最大水位加上浪高。 围堰作为一种水运工程施工中的临时挡水建筑物，是用来围住基坑，保护施工现场，保证水运工程施工能在所围成的临时陆域中干地施工。在施工完成以后，如果后续的施工建设不再依赖围堰就可以进行，围堰不构成建筑物的一部分，或是围堰对于后续施工有阻碍及负面影响，应该予以拆除。水运工程施工中，围堰属于一种临时的建筑物，其主要作用就是确保主体工程及附属设施在进行施工的过程中不受潮汐、波浪以及海水等的影响，维持稳定的施工环境。 
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第 3 章   港口工程低水位混凝土传统施工方法 ......... 25 
3.1   港口工程低水位混凝施土的定义 ...... 25 
3.2   港口工程低水位混凝土施工涉及领域 ...... 25 
3.3   港口工程低水位混凝土传统的施工方法及程序 ...... 26 
3.3.1   现浇胸墙一部混凝土浇筑 ........... 26 
3.3.2   现浇沉箱盖板板缝 ....... 28 
3.4   传统施工方法的效果及总结 ...... 28 
第 4 章   营口港仙人岛港区多用途泊位护舷缺口..... 30 
4.1   工程简介 ...... 30 
4.2   工程主要自然条件 ...... 31 
4.3   分部分项工程概况 ...... 34 
4.4   主要工程量内容 .......... 35 
4.5   护舷缺口施工的重要性 ...... 35 
4.6   护舷缺口干法施工技术的应用 .......... 36
4.7   结论及施工总结 .......... 44 

第4章   营口港仙人岛港区多用途泊位护舷缺口干法施工技术的应用

在传统的沉箱护舷缺口的施工中，沉箱重力式码头中低水位护舷缺口施工由于护舷缺口底标高过低（通常情况下护舷的高程仅为仅为+0.5m 左右），即使赶潮水作业也不能满足施工中对水位，施工时间，施工质量的需要。在传统的护舷缺口施工中，采用的是使用潜水员进行水下混凝土模板的的支立和拆除。然后在水下进行混凝土的浇筑工作。 在这种传统的施工工艺中，通过潜水员在水下支立护舷缺口模板，会因为潜水员并不是专业的模板施工人员且水下能见度低，作业人员的视线和行动受限，导致施工精度难以保证，模板支立的牢固程度无从检查，模板支立的尺寸偏差难以控制，并且这种施工工艺的施工效率低下。要完成整个施工工程对潮水时间有着较高的要求，，模板的支立需要在一个潮水低潮时间去完成，为了保证混凝土在被高潮谁淹没之前达到初凝我们只能在第二个低潮时进行混凝土的浇筑，但是经过一个潮水的掩盖，模板及其内部都会有海水残留，这就对混凝土浇筑质量带来了不利的影响因素。在混凝土浇筑完成初凝后，我们还是只能通过潜水员进行水下拆除模板的工作，又潜水员完成水下拆模工作会导致施工风险大并且难以保证拆除模板过程中不会对尚未达到 100%强度的混凝土带来磕碰等机械伤害。这种混凝土施工浇筑方式，由于受到低潮时间的限制，混凝土浇筑质量难以得到保证，通常会有在局部漏浆等现象发生。并且仓促的浇筑混土容易有混凝土产生孔洞、混凝土振捣不实等混凝土浇筑质量问题，这种问题在水下都是不易发现且无法及时快速得到解决的。下面，我们以营口港仙人岛港区 204#多用途泊位护舷缺口混凝土施工为例，介绍一种新型混凝土施工工艺。 

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结论

在现阶段的水运工程混凝土施工中，其发展方向就是深水化，远海化，大体积化。这就不可避免的要对水下混凝土施工进行有益的研究、探索与工艺改进创新。本文针对水运工程施工中的水下混凝土施工所存在问题，总结了几点施工创新：一是高性能混凝土在水下灌注桩的施工中的应用；二是桥梁施工中单双壁围堰套桩在深水基础中的应用；三是在港口工程施工中运用围堰创造出陆域施工环境从而解决港口水下施工问题；四是在小范围内，通过制作止水箱来创造局部施工环境，来解决水下混凝土施工困难的问题。 我们通过对本文已有的成果进行了以下几点展望： 
1.  在港口邻水部位混凝土施工中的应用：这种用止水箱创造出陆域施工的施工工艺可以有效地避免海水对码头混凝土施工的干扰，从而保证了混凝土在码头局部关键部位的浇筑质量，如上文第四章中提到现浇混凝土护舷缺口施工，给施工带来了极大的便利。 
2.  在高桩码头的桩基维护施工的施工过程中，我们同样可以通过改变止水箱的止水形式、尺寸、固定方式等，来创造出干地施工环境，从而改变传统的趁潮水或潜水员水下作业施工方法存在的不足，可以在后期桩基维修保护施工中更加有效方便的进行施工操作。 
3.  在桥梁水下桥墩施工中，这种止水箱式施工工艺也可以起到好的效果，可以在局部修缮的过程中，采用这种箱式施工平台。因局部修缮并非大规模的桥梁施工，不能不计成本的投入大型的机械进行局部修缮，但要更好更高效的完成修缮任务，我们必须要创造出干地施工环境。而这种新型的施工工艺节约成本，止水、隔水效果显著，同时也提高了施工效率以及施工质量，因此是未来水下桥墩施工、修缮的一种理想的选择。 
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参考文献(略)

本文编号：111962