广船国际一号船台增设闸门工程结构设计总结
戴建国 马仁正
摘要
广船国际一号船台增设闸门工程结构采用预制U形钢浮箱，定位沉放在碎石基床上，浇筑混凝土后形成闸门墩，再利用灌浆及高压旋喷技术形成止水帷幕。该工程的特点是破除了船台闸门施工必须设置围堰的常规，施工期船台不停产，被业主称为“旧船台扩建改造的理想方案”。
关键词
船台 增建闸门 钢浮箱 旋喷桩
ABSTRACT
The precast U-shaped steel floating caisson structure is ud for the supplementary gate for the No.1shipbuilding berth.The caisson is placed on the ballast bed and the gate pier is formed after pouring of concrete and then the water al curtain is formed by u of grouting and rotary guniting technology.The characteristics of the project are that the normal procedure to construct cofferdam durin
g the construction of the shipbuilding berth is broken and that the shipbuilding berth does not stop operation during the construction period.The owner referred to it as an ideal concept for the ex2 tension and reconstruction of the shipbuilding berth.
广船国际一号船台扩建于1991年，规模为3.5万吨级。船台总长(包括水下滑道) 254m，宽36m。受珠江潮位影响，一号船台感潮段从0+63.0m～0+126.0m，既干扰造船作业，降低了生产效率，又因珠江水面漂浮物的影响，恶化了生产环境卫生条件，故有必要采用设置闸门的方法改变现状。
改造设计方案由中船总第九设计研究院拟定，经中船总批准，该工程被列为中船总1996年技改项目重点工程之一。
1 工程概况
狼来了的故事文字版增设的闸门位于一号船台的0+51.0m 处，以面对珠江计，右侧门墩背靠二号吊车道架空段，左侧门墩切入一号吊车道内轨，基础为现已回填的小坞门墩残留体(附图)。闸门墩本体长10m(沿船台轴线)，水下局部长15m，宽56m，其中左侧门墩宽5m，口门宽36m，右侧门墩宽15m。闸门墩底标高100.7m(珠江统一基面，下同)，顶标高108.0m(厂区地坪标高)。
2 工程地质和水文资料
心脉通片
本工程位于一号船台水下井字梁滑道区，原滑道由约2.50m厚的抛石基床、上面安装预制井字梁构成。该处强风化岩面标高为96.10m～98.10m。强风化岩之上为残积土层，其层面标高为100.60m～101.00m。强风
・
6
1
・《水运工程》1998年第8期
附 图
・
7
1
・
《水运工程》1998年第8期
喝咖啡的女人化岩呈褐红色，泥质含量高，岩芯较软弱，失水后有干裂现象。容许承载力400～500kPa。
厂区珠江特征水位:
历年最高水位:108.48m
历年最低水位:103.34m
历年平均高水位:105.76m
历年平均低水位:104.47m
施工水位采用104.50m。
3 设计方案
一号船台是广船国际目前规模最大的船台，承担主要的生产任务。同时，广船国际是一家境内外上市公司，一号船台生产如受挫折将影响其年度盈利计划。因此，业主对设计的要求是：首先不能干扰一号船台的正常生产作业；其次，在改造施工期间应确保完工的船舶按时安全地下水，根据造船周期，平均每三个月下水一次。
基于上述要求，认为设计能够满足业主的严格限制条件，只能是预制U型钢浮箱方案，理由是:
(1)围堰干施工虽然能够最大限度地保证工程质量，但由于闸门墩结构完工前不能拆除围堰，故平均每三个月一次的船舶下水难以满足;
(2)钢筋混凝土沉井筑砂岛、下沉施工周期长，同样难以满足工期要求;
(3)钢筋混凝土浮箱的效果虽然与钢浮箱相同，但由于重量大，预制、下水的难度均大于钢浮箱。
钢浮箱方案实施的主要步骤如下:
(1)预制U型钢浮箱。浮箱外包尺寸为15.0m×56.0m×4.3m。浮箱上预留帷幕灌浆用孔道，共三排，排距0.75m，孔距1.0m，孔道内径120mm。钢浮箱自重318t，吃水0.4m。
(2)在预制钢浮箱的同时，水下开挖碎石基床的基槽。这需拆除原有的井字滑道梁及其下的块石基床，清除表层浮泥直至强风化岩。由于左侧门墩切入了一号吊车道的内轨端部，这部分结构及其下的基础需拆除，并有少量水下爆破工作量。
(3)水下抛填碎石基床。基床采用50～80mm的硬质碎石，底面落在强风化岩面上，顶面标高100.70m。基床要求夯实，基床面要求极细平，基床的迎水面采用10～100kg块石护面。
(4)U形钢浮箱拖运定位，然后灌水沉放在碎石基床上。要求沉放后的水平向误差不大于30mm。
(5)在钢浮箱内水下灌注混凝土，并将两侧门墩接高到108.0m。至此只需恢复因开挖基槽而临时拆除的滑道，船舶下水的准备工作就做好了。
(6)在二号吊车道架空段下施工袋装砂堤。砂袋用人工抛填。为维护砂堤坡面稳定性，砂堤外层采用袋装混凝土护面。砂堤底宽17. 0m，顶宽7.2m，顶标高106.3m。砂堤施工时预留300～500mm的沉降量。
(7)施工止水帷幕。
(8)插上钢质闸门，抽干积水检验止水效果。
4 止水帷幕的施工
止水帷幕施工是工程的最后一道工序，也是最难把握的关键工序。按照设计止水帷幕分三个部分:
(1)闸门墩左侧岸壁内部分。该处采用一排旋喷桩，桩距 1.0m，桩间搭接不小于400mm。帷幕穿过的地层自上向下为:30cm的混凝土、6.7m的块石夹砂层和3m的亚粘土层。
(2)闸门墩底部以下部分。该处的止水帷幕由三排孔组成，排距0.75m，孔距约1.0m。先施工二边排孔，采用低压水泥加化学浆液灌浆，其主要用途是降低碎石基床的孔隙率，保证中排帷幕可靠形成，增强止水帷幕的效果。中排孔后施工，采用高压旋喷桩构成止水帷幕。
(下转第34页)
在安装前应对钢管、接头及焊缝进行严格试压。试验压力为系统工作压力的1.5倍，保持时间10min。
液压元件在安装前需清洗干净。如需拆卸应在专业技术人员指导下进行。
在使用过程中油箱的补油、进气均需严格过滤，油箱内的工作油也需定期用滤油机过滤。管路安装之后，开动油泵对压力油管进行冲洗干净，在滤油机的滤芯上找不到大于25μm的颗粒后，再与油缸连接形成回路。
凡试压用油、冲洗用油、工作油等都进行严格过滤后再使用，过滤精度20～30μm。从每个环节上防止污染物进入液压系统。
为避免液压系统在灌工作油时产生排气不尽的现象，在系统中设一些排气孔-实际设计成一孔两用，既能排气又能安装压力表测压，特别是管路中的死角部位空气难以带出，更需排气孔。灌工作油用手摇泵进行，边灌边排气，或灌排交替进行，防止油与空气混合。对于油缸先灌好油，排尽空气后才接入
系统，这样使空气排得比较干净。
有一个好的液压系统设计和高质量的制造，并在安装时能抓住上述三个关键，就能使液压系统很好地运行，长期完成闸门的启闭任务。
参考文献
1 《机械设计手册(第五卷)》机械工业出版社 1992 2 《机械工程手册(第34篇)》机械工业出版社 1977 3 天津市液压机床厂《中小型液压机设计计算》天津人民出版社 1973
(上接第18页)附表
地层名称
水空 气浆 液
压力
MPa
如何报火警流量
L/min
喷嘴直径
忙字笔顺mm/个数
压力
MPa
流量
m3/min跆拳道英文
喷嘴间隙
mm/个数
压力
MPa
租赁方
流量
L/min
比重
提升
速度
cm/min
旋转
速度
r/min
砂30～3275 1.9/20.711/20.1～0.370～100 1.6610
块
碎
石
层
32～3475 1.9/20.711/20.1～0.370～100 1.6～1.7810
粘
土
层
34～3675 1.9/20.711/20.1～0.370～100 1.61010
泥
岩
34～3675 1.9/20.711/20.1～0.370～100 1.61010
(3)二号吊车道以下部分。该处的止水帷幕也是三排孔，设计要求同(2)。砂堤顶部106.3m 以上部位，采用现浇混凝土墙挡水。
教学教案设计要求帷幕深度达到中风化岩。
止水帷幕施工由广州天河环宇化学灌浆工程有限公司承担。根据工程具体情况，制定有效的施工工艺方法，以确保设计意图的实现。例如对压力灌浆，根据高透水层压力大浆液流失大，压力小浆液充填不密实的特点，采取了预充填加双液灌浆方法，经2～6次循环复灌，结束时的压力可控制在0.5～0.8MPa，少数孔有达1.2MPa以上的。对高压旋喷施工，根据不同地层特点，制定了不同工艺技术参数，见附表示。
施工结束后，布置了三个钻孔取芯检验。结果是岩芯采取率高达87.9%，岩芯完整，水泥结石情况良好。接着对其中二孔进行了注水试验，其渗透系数分别为9.83×10-6和8.28×10-6cm/s
工程于1997年6月被交通部广州水运工程质量监督站评定为优良工程。
