船坞工程中坞墩施工关键技术

船坞工程中坞墩施工关键技术

王志强;历智;胡克飞;杨建辉;李泽弘;仇潇潇

【摘 要】山船重工西区造船坞工程具有结构复杂、工程量大、工期紧迫等特点,为

此在船坞坞墩施工过程中采取了一系列关键控制技术:具体包括坞墩结构合理分块、

分层;混凝土施工时间与结构分层间歇期控制;减少结构侧面约束的模板工艺;坞墩混

凝土内散热孔设置与块石埋设;混凝土养护与测温控制等.实施效果达到了整个船坞

不渗、不漏、不裂,混凝土表观质量良好.

【期刊名称】《水运工程》

【年(卷),期】2011(000)003

【总页数】5页(P168-172)

【关键词】空间桁架作业平台;网眼模板散热孔;多通道现场定时自动测温记录仪

【作 者】王志强;历智;胡克飞;杨建辉;李泽弘;仇潇潇

【作者单位】山海关船舶重工有限责任公司,河北,山海关,066206;中交一航局第五

工程有限公司,河北,秦皇岛,066002;山海关船舶重工有限责任公司,河北,山海

关,066206;中交一航局第五工程有限公司,河北,秦皇岛,066002;中交一航局第五工

程有限公司,河北,秦皇岛,066002;山海关船舶重工有限责任公司,河北,山海

关,066206

【正文语种】中 文

【中图分类】U673.33

1 工程概况

本工程位于山船重工厂区西侧，坞口（图1）宽100 m，坞墩结构沿船坞轴线方

向长度28 m，西坞墩宽11.5 m，东坞墩宽10 m；坞墩底高程为-11.7 m，坞墩

顶高程3.5m。底板下设100 mm厚素混凝土垫层。坞口混凝土总量6 252.54

m3，用闭合块分割成5块；混凝土强度等级：高程+0.0 m以上为C35F300；高

程+0.0 m以下为C30。

2 工程特点

1）坞墩结构尺寸大，混凝土浇筑方量大，工期紧迫。

2）大型桁架模板加固难度大，施工作业空间安全要求高。

3）结构受到多种约束，大体积混凝土防裂难度大。

3 施工总体安排

1）在基坑开挖完成、条件具备后，先进行东坞墩施工，待水泵房二层施工完成后，

再进行西坞墩施工；尽量缩短分层施工上下两层混凝土浇筑的间隔时间。坞墩底层

施工时预留帷幕灌浆孔，底层混凝土浇筑后进行永久止水帷幕灌浆。

图1 坞口平立面

2） 坞墩竖向分5层施工（表1），在确保施工间歇期的前提下，争取在低温季节

施工。具体分层高度为：第1层-11.7～-7.6 m，层高4.1 m（含部分坞口底板厚

度）；第2、3层层高均为3.6 m，顶高程依次为-4.0 m，-0.4 m；第4层-0.4～

2.6 m，第5层2.6～3.5 m，墩顶布置有0.3 m高护轮槛、工艺管沟、轨道槽和

系船柱等。

表1 坞墩分层浇筑混凝土量部位 层次 数量/m3 实际浇筑日期1西坞墩1 443.0

2008-06-21 2 1 057.0 2008-08-02 3 1 057.0 2008-08-15 4 880.8 2008-08-

29 5 265.2 2008-09-18 1东坞墩1 271 2008-06-08 2 906 2008-07-13 3 906

2008-07-25 4 755 2008-08-24 5 227 2008-09-08合计 8 768

4 坞墩施工关键技术方案[1-2]

4.1 模板工艺

1）1层模板根据开挖断面砌砖墙作为模板，砂浆罩面以减少侧面约束。

2） 2、3、4层模板采用P60钢模板组合横竖钢楞再加竖向槽钢桁架的结构形式，

模板之间采用“帮包底”、“侧包堵”的组合；接高模板底口标高通过模板托架调

整。为保证模板底口不漏浆，在模板底口设固定弧形发泡橡胶条止浆，橡胶条用

8#槽钢与模板加固。M24单拉螺栓一头通过圆台螺母与外组合螺栓相连，另一头

用准18带肋钢筋连接，再与预埋件焊接。

3）模板顶口用空间桁架与模板焊接加固，模板加固如图2所示。采用空间桁架代

替模板顶口斜拉，节省施工用料、重复利用，兼作混凝土浇筑时抛石作业平台。

图2 模板加固

4.2 钢筋工艺

1）钢筋进场后进行复检，合格后方可进行施工；钢筋按规格进行存放，挂牌进行

标识；为避免钢筋锈蚀，钢筋下方垫木枋防潮，上部盖蓬布遮雨。

2） 钢筋在加工场地成型，加工前先进行调直、除锈；钢筋闪光对焊前根据施工条

件作焊接性能试验，合格后正式施工；成型钢筋按规范进行检验、标识。

3）钢筋运输采用15 t汽车牵引钢筋车将钢筋运至施工现场，施工现场钢筋运输采

用塔吊吊运和人工搬运相结合的方法，对于较长的钢筋吊架进行吊装。

4） 钢筋按照分段、分层的浇筑顺序依次绑扎，钢筋绑扎前将垫层清理干净，根据

钢筋间距在垫层上弹线，作为控制钢筋的标志。底板钢筋一次绑扎成型；为避免底

板和坞墩顶层钢筋在混凝土浇筑过程中挠度大于10 mm，采用∠50×5角钢焊接

钢筋支架，支架设置斜撑，支架立柱与混凝土（垫层）表面上的预埋铁件焊牢，支

架完成后进行顶层钢筋绑扎，为避免钢筋在混凝土浇筑时发生位移，顶层钢筋应与

支架焊牢。

5）坞墩竖向钢筋根据坞墩分层进行接高，钢筋接高采用电渣压力焊工艺，焊接前

进行试验确定焊接参数；较长的水平钢筋采用绑扎搭接的连接工艺。

6） 预埋件安放根据预埋件的位置、大小、形状、轻重等情况，采用不同的方式固

定生根；施工前由专人负责筹备，施工中专人负责安装、验收，避免发生漏放、错

放、位置错误等情况。预埋铁件外露部分根据设计要求进行防腐处理。

4.3 混凝土浇筑

4.3.1 施工操作平台

坞墩平面尺寸较大，东西坞墩第1层施工时，利用帷幕灌浆操作平台作为混凝土

振捣的施工平台；在东西坞墩第2层以上施工，空间桁架结构模板顶面焊接在一

起，既可以起到控制模板顶面结构尺寸的作用，又可以为预埋件加固、混凝土浇注

提供安全可靠的施工操作面，同时也消除了夜间施工的安全隐患。

4.3.2 散热孔布置

为降低混凝土内部温度，在坞墩内设置直径1 m的散热孔，散热孔由网眼模板加

工而成，根据结构施工分层设置，具体布置如图3；散热孔东坞墩设置5个、西坞

墩设置6个；上下散热孔错开布置，在浇筑上层混凝土时将下层散热孔填充。在

混凝土浇筑过程中散热孔有效积聚泵送混凝土的泌水；浇筑完成后孔内注水，不仅

有利于混凝土内部温度散热，同时使混凝土内部与外部环境形成平缓的温度梯度，

防裂效果非常明显。散热孔布置见图3。

图3 散热孔布置

4.3.3 块石埋放

1）坞墩断面尺寸较大，根据温度场的计算中心部位水化热温升最高；为此按照规

范要求在浇筑混凝土时埋入20%的块石，通过减少发热量，降低水化热温升。

2）块石选用形状大致方正、最大边与最小边之比不大于2，块石埋放前用淡水冲

洗干净并保持湿润；浇筑过程块石坞墩南侧采用坞口行走式塔吊吊筐吊装至坞墩混

凝土仓内，坞墩北侧提前备石，人工配合转载机装于吊筐，吊车吊装至混凝土仓内。

在混凝土仓内两人站于吊筐内，其他人员人字依次排开进行人工码放块石。

3）块石与结构表面的距离不小于10 cm。在混凝土分层处，使埋入的块石外露一

半，增强上下层混凝土的结合。坞口底板在东西坞墩第1层混凝土浇筑前，在靠

近坞墩一侧提前准备一些块石，先将备用块石用于底板混凝土浇筑；首层50 cm

厚混凝土振捣密实后人工均匀码放一层块石，重复此过程，直至块石均匀掺入。

4.3.4 混凝土浇筑

1）混凝土用两台泵车同时浇筑；根据坞墩平面尺寸计算混凝土一次最大覆盖量为

164 m3，每台泵车工作效率按25 m3/h计算，3～4 h可覆盖完成。混凝土初凝

时间为6 h，实际施工中混凝土初凝时间可以满足抛石要求。

混凝土浇筑按“自然斜坡分层法”进行，“一个坡度、薄层浇筑，循序渐进，一次

到顶”的大体积泵送混凝土浇筑方法完成，为了降低混凝土水化热温升速度，混凝

土浇筑分层厚度控制在50 cm以内，自然流淌坡度为1∶7～1∶8。混凝土浇筑完

成后需人工及时将表面浮浆刮出。

2）大体积混凝土振捣方向与混凝土浇筑方向相反，以免已振捣完成的混凝土受扰

动；混凝土振捣振捣时快插慢拔，插点均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏；

振捣顺序从近模板处开始，先外后内，振动取梅花式振点，点距30 cm左右，泵

送混凝土振捣时间控制在10 s左右。振捣时垂直插入混凝土中，并快插慢拔，上

下抽动，以利均匀振实，保证上、下层结合成整体，振捣器应插入下层混凝土中不

少于50 mm，下灰时保证混凝土落距小于2 m。

3）混凝土浇筑到至顶80 cm时及时通知现场调度让搅拌站调整坍落度，满足泵车

泵送混凝土最低坍落度即可。混凝土顶面的浮浆要及时刮除。随着混凝土浇筑面的

上升，混凝土表面可能出现泌水现象，泌水用麻布及时将水吸干。混凝土表面二次

振捣，防止沉缩裂缝；底板处顶面在混凝土初凝前后进行二次抹面，表面密实后及

时覆盖塑料薄膜保水，防止出现因表面水分散失引起的干缩裂缝。

坞墩第1层底板顶面抹面时，先用木抹粗搓平，再用自动抹光机抹平（不带压光

板），混凝土初凝前用自动抹光机 (带压钢板)进行二次抹面，个别不到位置还需用

铁抹压光，压光遍数不少于3遍。抹面完成后用毛刷沾清水进行拉毛，拉毛时间

通过试验确定，避免过早而造成起砂；拉毛方向要一致，确保美观均匀。

4.3.5 混凝土养护

1）测温点的布设：坞墩部位大体积混凝土在内外温差、降温速度、炎热天气、刮

大风等情况下均会产生温度应力，为了掌握混凝土内外温差及降温速度，以便及时

采取有效措施，防止出现温度裂缝，在坞墩内部分区分层埋设测温点布置见图4。

2）测温：本工程选用多通道现场定时自动测温记录仪进行测温监控，记录仪由传

感器、记录仪和GSM远程通讯单元模块组成。测温点按照平面图位置根据不同埋

深选用不同长度的传感器，传感器触头用胶带固定于测温点钢筋上，测温点水平距

离传感器也固定与钢筋上，同时触头不能紧贴钢筋或预埋件，以免影响测温结果。

安设传感器之前，需在传感器两头分别按照测温布置详图中的编号进行统一编号，

这样，编好号的传感器在安设中就不会串线。混凝土振捣时振捣棒距离触头和传感

器不要小于10 cm，以免破坏测温触头和传感器，中断测温传输信息。传感器按

照不同深度埋好后，另一头按照编号接入现场定时自动测温记录仪相对应的通道中，

记录仪通过数据线与GSM远程通讯单元模块连接起来。

3）测温时间：记录仪安装现场之前，在电脑上设置记录参数，每半小时测量一次

温测点的温度、养护层温度和大气温度，电脑上连接一个短信模块，通过GPRS

通讯信号将现场GSM远程通讯单元模块采集的信息上传至电脑上。

图4 测温点布设

4）养护方法：坞墩顶面养护采用一层塑料布两层土工布的方法；侧面在拆模后先

均匀涂刷一层养护液，然后外挂一层土工布进行洒水潮湿养护。坞墩施工在6月

以后，从测温显示记录上看，混凝土浇筑后前3天水化热逐渐升至最高，此阶段

属于保温阶段，养护层下方水蒸汽可以满足自身养护条件；三天后温度逐渐降低，

为保证混凝土内外温度差不大于25℃时，向散热孔底部注水以利于混凝土散热，

同时散热孔内溢出的温水养护顶面与侧面。随时掌握混凝土内部温度变化情况，将

底层塑料布掀开，安排混凝土凿毛，凿毛后用空压机吹净表面碎渣；下午内外温差

大于25℃时停止凿毛，并恢复覆盖养护，最终养护时间根据测温结果确定。

5）成品保护：模板支立及拆除时必须有专人进行指挥，防止模板碰撞混凝土；混

凝土外露面养护时采用无纺土工布，以防引起色差，影响混凝土观感质量；派专人

对坞墩、底板表面进行清扫，防止车辆行驶时造成混凝土表面损坏；混凝土表面不

堆放杂物，加强脱模剂、沥青、油漆等材料的管理，以免污染混凝土；设备安装时，

在混凝土表面堆放物品，必须支垫木枋，吊放要平稳。

5 结语

山海关船舶重工有限责任公司西区造船坞工程，坞墩施工模板工艺革新、混凝土测

温控制手法先进、养护到位，工程质量得到了较好的控制，做到了坞口大体积混凝

土无有害裂缝；2009年1月15日开始放水，至今经过多次循环，造船坞没有渗

水情况发生、运行良好。在本项目实施过程中，根据实际情况采取的技术组织措施

非常有效，这为以后类似项目的施工提供了借鉴。

参考文献:

[1]陈盛兜.船坞工程防渗及止水工艺介绍[J].华南港工,2008（4）:51-55.

[2]《建筑施工手册》审编组.建筑施工手册[M].4版.北京:中国建筑工业出版

社,2003.