港口施工技术问题分析

港口施工技术问题分析
【摘要】本文对港口施工过程中常见的技术问题进行了归纳分析，并提出了避免和解决这些问题的对策，期望为港口施工技术的提升给出有效的参考。

【关键词】港口施工技术问题分析
中图分类号： u65 文献标识码： a 文章编号：
一．前言
改革开放以来，我国经济的迅速上升，我国港口基础设施建设取得了飞跃式的发展。

在数量上和质量上都创造了奇迹。

同时，我国在港口建设方面实现了一系列的技术创新。

但目前我国港口施工技术尚不成熟，还存在一些问题，本文对出现的问题进行分析，并提出了相关的措施。

二．港口工程
港口是具有水陆联运设备和条件，供船舶安全进出和停泊的运输枢纽。

港口工程是兴建港口所需的各项工程设施的工程技术，包括港址选择、工程规划设计及各项设施（如各种建筑物、装卸设备、系船浮筒、航标等）的修建。

港口工程也指港口的各项设施。

港口工程原是土木工程的一个分支，随着港口工程科学技术的发展，已逐渐成为相对独立的学科。

但仍和土木工程的许多分支，如水利工程、道路工程、铁路工程、桥梁工程、房屋工程、给水和排水工程等分支保持密切的联系。

1.技术特征。

主要有港口水深、码头泊位数、码头线长度、港口
陆域高程等。

（一）港口水深。

港口的重要标志之一。

表明港口条件和可供船舶使用的基本界限。

增大水深可接纳吃水更大的船舶，但将增加挖泥量，增加港口水工建筑物的造价和维护费用。

在保证船舶行驶和停泊安全的前提下，港口各处水深可根据使用要求分别确定，不必完全一致。

对有潮港，当进港航道挖泥量过大时，可考虑船舶乘潮进出港。

现代港口供大型干货海轮停靠的码头水深10～15米，大型油轮码头10～20米。

（二）码头泊位数。

根据货种分别确定。

除供装卸货物和上下旅客所需泊位外，在港内还要有辅助船舶和修船码头泊位。

（三）码头线长度。

根据可能同时停靠码头的船长和船舶间的安全间距确定。

（四）港口陆域高程。

根据设计高水位加超高值确定，要求在高水位时不淹没港区。

为降低工程造价，确定港区陆域高程时，应尽量考虑港区挖、填方量的平衡。

港区扩建或改建时，码头前沿高程应和原港区后方陆域高程相适应，以利于道路和铁路车辆运行。

同一作业区的各个码头通常采用同一高程。

2.港口施工
港口工程施工有许多地方与其他土木工程相同，但有自己的特点。

港口施工主要包括:
(一)港口疏浚是用挖泥船或其他机具开挖和维护港口水域及其航道水深的水上作业。

受地理、环境条件的限制，天然的水域、陆
域和岸线常不能完全适合港口的需要。

进港航道要开挖人工航槽，船舶航行、回转、锚泊和码头装卸作业区前沿等水域要通过疏浚获得足够水深。

陆域也有可能要吹填泥土以扩大港区，延伸岸线用于仓库、道路和码头装卸线等。

此时应尽量将水域开挖和陆域吹填结合起来。

有时也用疏浚方法修筑挖入式港池伸入陆地以增加码头泊位数。

(二)水下钻孔爆破施工，码头前沿部位港池，有一部分强风化泥岩必须清理，用挖泥船和挖掘机无法施工，准备采用水下钻孔爆破施工。

在进行桩基础施工前，用挖掘船将河床上部泥砂清理，在工作船上钻孔，埋设药包，用电雷管引爆。

当爆破完成后，用抓斗式挖泥船清理石碴，运泥船运到业主指定的弃土回填场。

钻机船锚泊到位→gps定位→钻孔→装药包→网路的联接电爆→挖泥船清理石碴→弃土回填场（流程如图所示）
（1）准确定位钻孔位置：采用钻机船进行钻孔施工。

水下钻孔时，利用电子图上已经设计好的钻孔位置和船上流动站gps测定出的钻机船位置，进行比较，然后指挥钻机船移动定位到设计的钻孔位置上。

指挥施工船就位时，要了解各个锚的受力方向，使船舶就位快捷迅速。

（2）准确确定钻孔深度：开钻孔时的根据当前水位计算该钻孔深度。

钻孔深度=当前实测水位-设计底标高+超深值。

钻深计算及孔深计算：
根据每孔开钻时钻机船上gps测算出来的潮位，计算出该孔的钻
孔深度。

计算公式如下：
钻孔深度h（m）=9.7m+2m+h2
式中：h ——钻孔深度（m）；
d ——设计底标高（m）；
——施工爆破超深区2m；
——开钻时的潮位（m）;
是为了避免二次爆破，要求钻到此深度，以钻杆钻进的实际长度测量。

（3）装药及药量计算：
炮孔装药量计算公式为：q= q× a×b×h
式中：q──炮孔装药量，kg；
q──炸药单耗，kg/m3，取q=1.2—1.5kg/m3；
a、b、h──孔距、排距、孔深，m。

（4）爆破安全计算：
根据《爆破安全规程》（gb 6722-2003）规定，爆破地震波安全距离按公式
计算。

式中：
q——一次起爆炸药量，kg，延时起爆时取最大一段的装药量；r——爆破点与被保护建（构）筑物的距离，单位ｍ；
v——爆破地震安全速度，对重力式码头取v=8cm/s，考虑该码头地质条件，为安全起见取v=4cm/s；
施工时按照保护对象距爆破点的距离大小，按上表确定单段最大
装药量，实际操作时采用毫秒微差起爆，最大一段的起爆药量均控制在爆源距离码头允许的最大装药量以内。

为了确保安全，爆破初期采用较小的起爆药量，当证实爆破不会对码头造成影响时，才逐渐加大一次起爆药量。

(4)网路的联接电爆：
起爆网路采用并联联接，每个起爆体内装两发并联的雷管。

采用交流电源起爆，应保证流经每发电雷管的电流强度不小于4.0a 三．港口施工技术存在的问题及其处理
1.护筒
冒水由于埋设护筒的周围土不密实，或者护筒水位的差值过高，以及钻头起落时发生碰撞都会引起护筒倾斜和移位会造成钻孔的偏斜，严重的护筒外壁冒水会引起地基下沉，这些都会影响施工的进展。

要夯实坑地与四周的粘土分层，而且要选择最佳含水量的粘土。

钻头起落时，应注意防止和护筒发生碰撞。

发现护筒冒水时，要立即停止钻孔。

2.卡管
浇灌混凝土初期，隔水栓堵管或者混凝土和易性、流动性差值造成离析等都会导致水中灌注混凝土的过程中不能连续进行的现象。

应该使用直径与导管内径相配的隔水栓，并要求其具有良好的隔水性能，可以保证水能够顺利排出。

在进行混凝土灌注的过程中，要加强对混凝土搅拌时间的要求和混凝土坍落度的控制。

水下混凝土必须具备良好的和易性，并通过实验对配合比进行确定。

同时还要
确定导管连接部位的密封性，使用前应对导管进行试拼装、试压，试试水压力控制在0.6-1.0mpa以防止导管进水。

4、桩底沉渣量过多,在成孔之后，钻头提高孔底10-20厘米，并以较慢的速度保持空转，维持循环清孔时间等于或略大于半个小时，这样可以避免由于由于清孔不彻底或者没有进行二次清孔或者泥浆比重过小等原因造成的桩底沉渣量过多。

四.传统港口工程中创新的施工新技术
1.安装技术水平发展
市场竞争异常激烈,通过大量工程实践,专业安装队伍迅速成长,并取得了丰富的经验,已经完全能适应各类型现代化装卸工艺设备安装调试的要求。

设备安装精度是安装技术水平的重要象征之一。

国内安装队伍负责安装调试的煤码头、粮食码头、矿石码头的大型成套设备,均能达到国外相关的技术标准。

2.港口施工技术及设备的发展与创新
(一)施工工艺取得了重大发展,一批新工艺相继涌现。

在深水航道治理一期工程中,我国成功开发了具有世界领先水平的水下基床抛石整平机械化施工新工艺,软体排铺设新工艺。

(二)沉桩设备大型化,沉桩技术先进。

目前我国打桩船的桩架高达 8 3 m ,打桩锤已拥有 80 型、100型柴油锤,15t 的 c -15锤,30 t的 hh -30 型液压锤。

近年来,已采用激光、微波、远红外、g ps 等高新技术取代传统的经纬仪定位。

开发了海上大型嵌岩灌注桩施工工艺。

(三 )拥有了现代化的施工装备。

我国研制成功了具有国际领先水平的坐底式水下基床抛石整平船———“青平一号”、“长建一号”,一次可铺宽40m 、长 200m软体排的铺排船。

拥有了起重能力为 500t 、1000t 的起重船和水上混凝土拌和船等。

(四)cdm等软基处理施工新工艺。

在天津港东突堤南侧码头中成功地应用c dm新工艺施工新型接岸结构,它比传统的抛石棱体具有明显的技术经济优势。

近 10年来,我国持续不断地在基础处理上进行研究,形成了具有我国港口建设特点的基础处理方法——水下夯实和爆破挤淤等方法;成功引进开发了水下深层水泥搅拌法 ( cdm) 加固软土地基的技术和装备,打破了以往在软基上不能采用重力式结构,或者只能大挖大填施工的传统,并成功地用于天津港、烟台港,在软基上建造了沉箱重力式码头。

五.结束语
港口工程施工技术复杂，影响随机因素众多。

文中对港口施工技术进行分析，并提出相应的措施，以保证港口施工质量，使港口发挥最大经济和社会效益。

参考文献：
[1] 胡明，袁永华，《我国沿海港口建设发展历程回顾》[j]，水运工程，2006(9)：1—6．
[2]《天津港区吹填土地基浅层加固方法研究报告》，天津港(集团)有限公司，天津大学，2007
[3] 文强顺，《港口护岸抛石机床整平施工技术》，路基工程，2005
（5）。