钦州港大榄坪1#、2#泊位水工工程6#-10#整体滑移圆筒复位施工经验总结

【摘 要】总结了圆筒滑移之后的圆筒复位施工的若干注意事项，简单阐述了工程所遇到的问题，并提出了解决方法，希望为类似问题提供借鉴。

【关键词】圆筒安装；整体滑移；回淤处理

1 引言

钦州港大榄坪1#、2#泊位工程在圆筒安装期间，由于施工水域整体回淤严重，尽管在圆筒安装之前进行了水下基床清淤，但无法彻底清理干净，降低了圆筒底与抛石基床的摩擦系数，在港池内的回下爆破作业引发了后方淤泥坍塌，圆筒受淤泥冲击及后方土压力突然增大诱发了未及时进行腔内回填砂的6#-10#圆筒出现向前沿不同程度的滑移情况。本文总结了在圆筒复位的施工过程中，遇到的问题及所采取的解决办法，为类似问题提供借鉴。

2 概况

本工程采用钢筋砼薄壁无底大圆筒，单件重1513吨。由于是采用浮游安装，故在设计上增加一临时钢筋砼底板，底板与圆筒为相互独立结构，两者通过螺栓紧固，胶橡垫板止水，结构如图一示。

至出现圆筒滑移前已安装圆筒15个，1#-9#圆筒已拆除底板和圆筒的连接螺母，1#-5#圆筒已完成腔内吹填砂，6#-8#已完成抛填圆筒内底层反滤层。圆筒滑移的情况如下表一、图二。

3 处理方案

滑移发生以后，公司及局里组织专家组前往工地现场了解情况，讨论圆筒起浮复位方案，经多次讨论形成以下五套方案：

3.1 方案一：气压法

气压法是加工一个大盖板，将圆筒顶盖住，同时在圆筒顶与盖板间加橡胶板，利用圆筒顶的外伸爬杆和在圆筒顶植筋反压紧固盖板，使圆筒顶和盖板间无缝隙，从而达到密封的效果。在盖板顶上设置进气阀，通过进气阀往圆筒内充气，利用气体挤压排出筒内海水将圆筒上举达到起浮目的。

3.2 方案二：顶部反压法

是在圆筒顶架设钢梁，钢梁与圆筒顶的外伸爬杆和植筋进行焊接，钢梁下部设钢管柱，利用千斤顶顶钢梁和钢立柱，使底板和底座压紧。然后再上紧底板与底座的连接螺栓，达到密封后再排水起浮进行复位。

3.3 方案三：船升法

船升法是在圆筒上打眼挂钢丝绳与船舶联接，利用船舶在涨潮时的浮力将圆筒吊起，从而达到复位的目的。

3.4 方案四：水下混凝土封底法

是在底板进行水下混凝土封底，利用水下封底混凝土的自重及和圆筒的粘结力克服起浮对底板的上举力而达到止水和起浮的目的，进行复位。

3.5 方案五：加长螺杆紧固底板法

加长螺杆紧固底板法是对已上移的底板经加长螺杆后，利用加长螺杆压住底板，然后再通过止水措施将底板四周进行止水，起到基本密封，排水后达到起浮条件。

4 方案分析与选用

4.1 基本数据：

圆筒及临时底板自重：1513t，海水容重：γ=1.025t/m3；

薄壁外断面面积：S1=254.3m2，

内面积：S2=235.5m2；

施工水位2米时，内外零水头时排水体积：V=546m3;

内外水头达到h=(1513-546*1.025)/（1.025*235.5）=3.95m时，圆筒上浮。

此时圆筒底部水压强：P=γh=1.025*3.95 =4.05t/m2。

4.2 方案比选

5 方案实施情况

5.1 流程：

制作工作平台、加工连接铁件后方及圆筒周围清淤清理圆筒内回填料清理底板与圆筒接缝螺栓处理止水带施 工紧固底板螺母圆筒抽水上浮外移基床清淤及修复圆筒安装

5.2 施工方法：

5.2.1 采用绞吸船和挖泥船清除6＃～10＃圆筒后方的回淤，尽可能地清除干净，确保正位的圆筒和已产生滑移的6＃～10＃圆筒的稳定，不再产生滑移，同时也为6＃～10＃圆筒起浮创造条件。

5.2.2 根据6＃～10＃圆筒的不同情况分别处理，处理原则是先易后难，从10＃开始进行处理。

5.2.3 由于10#的底板连接当时只拆除一半。处理方案是：重新将所有的螺母全部上好，用风炮水下将螺母打紧。因底板是刚性的，只拆除一半螺母，底板与底座的缝隙不大，重新上紧螺母后渗水量小。抽水起浮后将10#圆筒移到后续基床上然后下潜存放。

5.2.4 9#圆筒底板与底座的连接螺栓上的螺母全部拆除完。处理方法是将全部的螺母全部上好，用水下风炮打紧。由于连接螺杆的螺母已全部拆除，底板下的淤泥将底板托起，造成底板与底座间的缝隙加大，只打紧螺母无法减小底板与底座之间空隙，直接抽水起浮困难。处理方法是：上紧连接螺母后，水下将底板四周的泡沫板清除干净，再压入橡胶止水条后用絮凝混凝土进行灌缝。再利用螺杆上加工盖板，盖板压住浇注好的灌缝混凝土，为了增加钢板的钢度，在盖板上增加一条12槽钢压住。在混凝土达到一定强度后，混凝土达到止水效果或减小渗水量后，圆筒即可起浮安放在第10＃圆筒基床上。

5.2.5 对6#、7#、8#三个圆筒处理时，由于筒内已抛填了反滤层料，其中6#已抛填了二船海砂。所以处理时，第一步是清除回填物：采用挖泥船及砂石泵等设备进行圆筒内回填物的清除，在清除完回填物后，迅速摸清了底座预埋螺栓和底板关系，是由于底板上浮，预埋螺杆已缩入底板内，为了圆筒能起浮，螺杆必须接长。为此第二步是扩孔，将临时底板上螺栓孔进行扩大：在圆筒顶搭设钻孔平台，利用钻孔灌注桩取芯用的钻机对螺栓孔进行扩大，扩大的孔径为10cm。第三步是螺杆接长：利用原底座上的螺杆进行接长，具体做法是根据螺栓的尺寸加工一个长10cm的套筒，套筒两端加工内丝扣，在已扩孔的位置上将螺杆接长到底板面以上。第四步是止水：止水措施和9#圆筒处理方案相同。第五步是起浮存放：在止水带施工完成且混凝土强度达到30Mpa以上后，关闭圆筒底部排水口，用水泵抽水起浮。利用驳船将起浮的圆筒拖运到基床上进行下潜存放。第六步是对原基床重新整平：由于圆筒的滑移，原基床面已达不到安装要求，再次进行清淤整平。第七步是起浮复位：在二次整平验收后，将存放在基床上的圆筒抽水上浮，用方驳拖带已浮游的圆筒进行复位。复位安放完成后，及时拆除底板和底座的连接螺母使底板和底座分离，进行筒内抛填反滤层和吹填砂工作，确保复位圆筒安放后的稳定。

5.3 处理方案材料的选用

5.3.1 加长螺杆的选用：

原螺杆为直径36mm，截面积为10.17 ，加长螺杆（套筒）选用直径56mm，扣除内丝扣后的截面积为12.06 ，选用的加长螺杆截面积（12.06 ）>原螺杆截面积（10.17 ），所以加长螺杆选用和原螺杆同样材料加工能满足施工要求。

5.3.2 止水钢板和槽钢的选择

在抽水至内外水头为3.95米时，圆筒达到起浮条件，底板承受压强为4.05t/m2，止水缝宽为10cm，则上托力为0.405t/m，经计算，止水缝上采用厚10mm，宽60cm的钢板并在螺杆处压1根12号槽钢来压紧止水条。

6 结束语

从2008年8月9日确定方案后马上进行圆筒后方清淤，至9月25日全部起浮完成，至2008年10月2日完成最后一件圆筒安装，总历时55天。

通过对方案的选用，现场的处理总结经验教训，找出事故发生的原因，防止以后发生类似事件有很大帮助。自圆筒滑移事件发生后，业主、监理单位非常重视回淤处理，解决了吹填泄水口的改道问题，减轻了回淤强度，并请设计单位重新核算码头结构安全，增加了后方抛石棱体，明确了清淤达到检测的指标：一是潜水员能触摸到原状土或抛填块石，二是安装前检测淤泥的重度，要求不大于13KN/m3 。

整个施工过程的清淤作业，严格按照施工规范及验收标准的规定、设计要求及监理与业主的指令进行清淤工作，并加强了回淤情况、淤泥重度的检测频率，认真地对圆筒在内部回填及后方回填期间的沉降位移进行观测，测得圆筒安装及回填期间的最大沉降量为 12.2 cm，最大位移量为3.7cm(向海侧)。现1#、2#泊位胸墙已浇注完成，设备上岸及后方回填等全部结束，通过长期对码头面层进行观测，最大沉降量仅为3.5cm，最大位移量仅为2.3cm。说明所采取的措施是有效的，从而确保了整个码头的施工质量。