港口工程低水位混凝土干法施工技術(shù)研究與應(yīng)用
第 1 章 緒論
1.1 課題研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
港口是一個國家與外界溝通聯(lián)系的重要途徑,是聯(lián)通國內(nèi)經(jīng)濟與國際經(jīng)濟的重要紐帶。經(jīng)過幾代筑港人的努力,我國現(xiàn)階段已成為港口強國,港口在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中的樞紐作用也越來越明顯,在資源流動、產(chǎn)業(yè)聚集、資源輻射三個方面的能動作用日顯重要,特別是隨著經(jīng)濟全球化趨勢不斷增強,在全球化經(jīng)濟和貿(mào)易的總格局中港口的紐帶和接口作用將變得更加突出。自從 2000年以來,我國又一次掀起了港口建設(shè)和發(fā)展熱潮,港口的建設(shè)數(shù)量、工程規(guī)模、建成后的港口吞吐能力都已經(jīng)位于世界港口的前列。盡管隨著國內(nèi)經(jīng)濟增長方式的轉(zhuǎn)變和受世界經(jīng)濟放緩帶來的貿(mào)易需求下降的影響,但我國經(jīng)濟仍處于穩(wěn)步發(fā)展期,這就要求我國港口的建設(shè)與發(fā)展仍然要跟得上經(jīng)濟的發(fā)展,實現(xiàn)港口發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展的科學(xué)同步。在未來的一段時間內(nèi),港口發(fā)展定位如下: 1. 在經(jīng)濟全球化的大趨勢下,作為貨物集散吞吐能力最為出色的港口,無疑是各個國家最寶貴,最具優(yōu)勢的戰(zhàn)略性資源。港口可以在全球范圍內(nèi),高速有效的調(diào)動,統(tǒng)籌物流資源,是一個無可代替的現(xiàn)代物流平臺。 2. 鑒于港口在經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展中的突出作用,它將成為提高我國經(jīng)濟在國際上的競爭力,充分利用全球優(yōu)勢經(jīng)濟資源的重要依托。同時,也能促使我國進一步的對外開放、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)向合理化的方向轉(zhuǎn)型。 3. 港口作為交通運輸行業(yè),其最基本的作用便是運輸?shù)慕煌屑~,而且是綜合的交通運輸樞紐,是現(xiàn)代化物流供應(yīng)鏈重要的節(jié)點。 鑒于以上的三點未來發(fā)展定位,新時期的港口發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)該更能適應(yīng)經(jīng)濟的全球化發(fā)展要求,適應(yīng)國家經(jīng)濟、國防等建設(shè)需要,更加注重結(jié)構(gòu)合理,功能齊全,層次清楚,信息流暢,便捷高效等方面的建設(shè)。
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1.2 研究意義
混凝土施工的影響因素是復(fù)雜多樣的,所以需要我們進行長期的,有針對性的研究才能使混凝土不斷地得以提高和改進。到目前為止,我們可以預(yù)見未來我國港口行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,越來越趨向于大型化,深水化,遠離海岸常態(tài)化,同時還會隨之進行的跨海灣通道(如剛剛通過論證的渤海海底隧道)以及跨海大橋(如在建的港珠澳跨海大橋)等建設(shè),這一系列的舉措的目的是為了發(fā)展并完善海上交通系統(tǒng)。這就要求我們對混凝土施工、混凝土原材料要進行不斷的研究改進,才能適應(yīng)這種發(fā)展趨勢。我們必須高度的重視混凝土在水環(huán)境中尤其是腐蝕作用更強的海水環(huán)境中的抗腐蝕性能、耐久性的提高和施工過程中的施工工藝的改進。 隨著我國港口工程建設(shè)的迅速發(fā)展,作為港口工程施工企業(yè),不斷提高港口的施工的質(zhì)量、加強生產(chǎn)安全、提高施工效率等方面的綜合管理水平顯得極其重要,特別對于密切影響和制約工程項目的整體質(zhì)量、安全和施工效率的低水位結(jié)構(gòu)混凝土施工,我們選擇通過施工技術(shù)創(chuàng)新來尋求更大的發(fā)展。關(guān)于低水位混凝土干法施工技術(shù)的探究我們可以解決以下三方面問題: 1、改變傳統(tǒng)的通過改善混凝土的原材料、配合比、攪拌運輸以及振搗澆筑等多個復(fù)雜變量來提高混凝土性能以克服低水位施工不利因素的辦法,變?yōu)橥ㄟ^給混凝土施工創(chuàng)造干地施工的環(huán)境條件,轉(zhuǎn)控制多變量因素到抓手關(guān)鍵的單變量,使得結(jié)構(gòu)混凝土的內(nèi)在和外觀質(zhì)量得到了穩(wěn)定有效的管控。 2、廢止了傳統(tǒng)的潛水員下水支模、澆筑以及拆模等復(fù)雜艱難且存在較大安全隱患的施工方法,消除了施工中的人為因素影響,轉(zhuǎn)為常規(guī)的、成熟的、基本不存在安全風(fēng)險的陸地施工,大大提高了施工的安全性,為整個工程項目的安全生產(chǎn)提供了可靠保障。 3、伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級,跟上港口事業(yè)發(fā)展的步伐,與時俱進,在保證工程質(zhì)量和安全的前提下,提高項目的施工效率顯得尤為重要,低水位混凝土施工作為港口工程項目的關(guān)鍵一環(huán),密切關(guān)系和制約著整個項目的進度,通過改傳統(tǒng)的由潛水員乘低潮進行混凝土施工為干法施工后,消除了外界因素的影響,使得陸地施工的成熟和豐富的經(jīng)驗得以施展,大大提高了工程項目的施工效率。
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第 2 章 基本理論和技術(shù)的分析和總結(jié)
2.1 港口工程的重要性
近幾年來,我國的經(jīng)濟正在快速發(fā)展,這也帶動了我國的水利工程與港口工程事業(yè)的蓬勃發(fā)展。為了做好港口行業(yè)的健康快速可持續(xù)發(fā)展,我國在 2011年中央一號文中,以“水利改革和發(fā)展”作為中心主題,并且在“十二五”的規(guī)劃和制定中,充分的考慮了水工行業(yè)的發(fā)展與規(guī)劃。 但是機遇與挑戰(zhàn)是并存的,在水工蓬勃發(fā)展的同時,我們也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。根據(jù)《中國水利與港口工程建筑行業(yè)研究報告》的調(diào)查資料顯示,截止到 2011 年,由于十年 4 萬億的資金投入,我國的水工與港口業(yè)的相關(guān)企業(yè)已經(jīng)達到了驚人的 2000 多家?梢娢覈乃ば袠I(yè)的競爭在蓬勃發(fā)展的同時也有著很大的競爭。所以,作為一家水工行業(yè)的施工企業(yè)要想讓自己的在激烈的競爭中做的更好,就必須要明白港口工程施工中,港口水運工程施工質(zhì)量,施工安全,施工效率對于我們的重要性。 在水運工程港口建設(shè)中,其施工具有顯著的幾個特點,可以概括為:工程建設(shè)規(guī)模巨大,投資金額高,施工條件艱苦同時施工中所涉及的工種種類多,受季節(jié)氣候影響大。 水運工程施工中,主要建設(shè)項目有航道,碼頭,船塢,通航建筑物,防波堤等,由此可見,這些工程項目都是規(guī)模較大同時又耗資巨大施工項目。而水運工程施工的施工是在海上或是濱海進行,這就造成了施工環(huán)境復(fù)雜,包括了陸上施工和水上施工。因此水運施工的施工條件相對來說比較艱苦,在濱海和海上不可避免的會顯著地受到季節(jié)天氣的影響。針對水運工程施工中的混凝土工程施工來論證,施工質(zhì)量、安全、效率在港口工程施工中的重要性。
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2.2 止水帷幕和圍堰在港口工程施工中的應(yīng)用
在港口施工的復(fù)雜環(huán)境中,先進而有合理的施工工藝,往往可以規(guī)避風(fēng)險,提高施工效率,并且最關(guān)鍵的是可以全方位的提高施工工程的質(zhì)量。而其中,在水利工程施工中尤其是港口施工中,我們會不可避免的面對海上潮位復(fù)雜,風(fēng)浪大小難以預(yù)測,海水對混凝土、鋼筋等土木工程材料銹蝕作用明顯等一系列問題。受這些因素影響最為敏感的,是水運工程混凝土施工。 針對這種問題,我們有著不同的解決方法和施工工藝。其中,就目前為止最具代表的施工工藝便是采用止水帷幕和圍堰,以創(chuàng)造出陸地干施工的環(huán)境,由此可以解決以上水工建筑物施工中所遇到水下環(huán)境、是臨水面作業(yè)或是趕潮水施工的問題。接下來我將分如下三個方面來對止水帷幕和圍堰在港口水工建筑物施工中的應(yīng)用及其原理進行介紹。 止水帷幕,指的是一個單位工程,通過對開挖好的基坑的側(cè)壁和底部進行必要的防滲處理,形成一個閉合的減緩或是阻止帷幕外圍水體滲流進入基坑中,從而形成了陸地施工環(huán)境。 圍堰,在水利工程建筑物施工中,為了防止水或者是泥沙,淤泥等混入施工的修筑位置,對施工進度,工程質(zhì)量造成影響,而設(shè)置的臨時性的(一般為臨時性)圍護結(jié)構(gòu)。圍堰的高度應(yīng)高于施工期間可能出現(xiàn)的最大水位加上浪高。 圍堰作為一種水運工程施工中的臨時擋水建筑物,是用來圍住基坑,保護施工現(xiàn)場,保證水運工程施工能在所圍成的臨時陸域中干地施工。在施工完成以后,如果后續(xù)的施工建設(shè)不再依賴圍堰就可以進行,圍堰不構(gòu)成建筑物的一部分,或是圍堰對于后續(xù)施工有阻礙及負面影響,應(yīng)該予以拆除。水運工程施工中,圍堰屬于一種臨時的建筑物,其主要作用就是確保主體工程及附屬設(shè)施在進行施工的過程中不受潮汐、波浪以及海水等的影響,維持穩(wěn)定的施工環(huán)境。
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第 3 章 港口工程低水位混凝土傳統(tǒng)施工方法 ......... 25
3.1 港口工程低水位混凝施土的定義 ...... 25
3.2 港口工程低水位混凝土施工涉及領(lǐng)域 ...... 25
3.3 港口工程低水位混凝土傳統(tǒng)的施工方法及程序 ...... 26
3.3.1 現(xiàn)澆胸墻一部混凝土澆筑 ........... 26
3.3.2 現(xiàn)澆沉箱蓋板板縫 ....... 28
3.4 傳統(tǒng)施工方法的效果及總結(jié) ...... 28
第 4 章 營口港仙人島港區(qū)多用途泊位護舷缺口..... 30
4.1 工程簡介 ...... 30
4.2 工程主要自然條件 ...... 31
4.3 分部分項工程概況 ...... 34
4.4 主要工程量內(nèi)容 .......... 35
4.5 護舷缺口施工的重要性 ...... 35
4.6 護舷缺口干法施工技術(shù)的應(yīng)用 .......... 36
4.7 結(jié)論及施工總結(jié) .......... 44
第4章 營口港仙人島港區(qū)多用途泊位護舷缺口干法施工技術(shù)的應(yīng)用
在傳統(tǒng)的沉箱護舷缺口的施工中,沉箱重力式碼頭中低水位護舷缺口施工由于護舷缺口底標高過低(通常情況下護舷的高程僅為僅為+0.5m 左右),即使趕潮水作業(yè)也不能滿足施工中對水位,施工時間,施工質(zhì)量的需要。在傳統(tǒng)的護舷缺口施工中,采用的是使用潛水員進行水下混凝土模板的的支立和拆除。然后在水下進行混凝土的澆筑工作。 在這種傳統(tǒng)的施工工藝中,通過潛水員在水下支立護舷缺口模板,會因為潛水員并不是專業(yè)的模板施工人員且水下能見度低,作業(yè)人員的視線和行動受限,導(dǎo)致施工精度難以保證,模板支立的牢固程度無從檢查,模板支立的尺寸偏差難以控制,并且這種施工工藝的施工效率低下。要完成整個施工工程對潮水時間有著較高的要求,,模板的支立需要在一個潮水低潮時間去完成,為了保證混凝土在被高潮誰淹沒之前達到初凝我們只能在第二個低潮時進行混凝土的澆筑,但是經(jīng)過一個潮水的掩蓋,模板及其內(nèi)部都會有海水殘留,這就對混凝土澆筑質(zhì)量帶來了不利的影響因素。在混凝土澆筑完成初凝后,我們還是只能通過潛水員進行水下拆除模板的工作,又潛水員完成水下拆模工作會導(dǎo)致施工風(fēng)險大并且難以保證拆除模板過程中不會對尚未達到 100%強度的混凝土帶來磕碰等機械傷害。這種混凝土施工澆筑方式,由于受到低潮時間的限制,混凝土澆筑質(zhì)量難以得到保證,通常會有在局部漏漿等現(xiàn)象發(fā)生。并且倉促的澆筑混土容易有混凝土產(chǎn)生孔洞、混凝土振搗不實等混凝土澆筑質(zhì)量問題,這種問題在水下都是不易發(fā)現(xiàn)且無法及時快速得到解決的。下面,我們以營口港仙人島港區(qū) 204#多用途泊位護舷缺口混凝土施工為例,介紹一種新型混凝土施工工藝。
結(jié)論
在現(xiàn)階段的水運工程混凝土施工中,其發(fā)展方向就是深水化,遠;,大體積化。這就不可避免的要對水下混凝土施工進行有益的研究、探索與工藝改進創(chuàng)新。本文針對水運工程施工中的水下混凝土施工所存在問題,總結(jié)了幾點施工創(chuàng)新:一是高性能混凝土在水下灌注樁的施工中的應(yīng)用;二是橋梁施工中單雙壁圍堰套樁在深水基礎(chǔ)中的應(yīng)用;三是在港口工程施工中運用圍堰創(chuàng)造出陸域施工環(huán)境從而解決港口水下施工問題;四是在小范圍內(nèi),通過制作止水箱來創(chuàng)造局部施工環(huán)境,來解決水下混凝土施工困難的問題。 我們通過對本文已有的成果進行了以下幾點展望:
1. 在港口鄰水部位混凝土施工中的應(yīng)用:這種用止水箱創(chuàng)造出陸域施工的施工工藝可以有效地避免海水對碼頭混凝土施工的干擾,從而保證了混凝土在碼頭局部關(guān)鍵部位的澆筑質(zhì)量,如上文第四章中提到現(xiàn)澆混凝土護舷缺口施工,給施工帶來了極大的便利。
2. 在高樁碼頭的樁基維護施工的施工過程中,我們同樣可以通過改變止水箱的止水形式、尺寸、固定方式等,來創(chuàng)造出干地施工環(huán)境,從而改變傳統(tǒng)的趁潮水或潛水員水下作業(yè)施工方法存在的不足,可以在后期樁基維修保護施工中更加有效方便的進行施工操作。
3. 在橋梁水下橋墩施工中,這種止水箱式施工工藝也可以起到好的效果,可以在局部修繕的過程中,采用這種箱式施工平臺。因局部修繕并非大規(guī)模的橋梁施工,不能不計成本的投入大型的機械進行局部修繕,但要更好更高效的完成修繕任務(wù),我們必須要創(chuàng)造出干地施工環(huán)境。而這種新型的施工工藝節(jié)約成本,止水、隔水效果顯著,同時也提高了施工效率以及施工質(zhì)量,因此是未來水下橋墩施工、修繕的一種理想的選擇。
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參考文獻(略)
本文編號:111962
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