天津深基-地連墻板樁碼頭施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化在海監(jiān)項(xiàng)目的應(yīng)用

地連墻板樁碼頭施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化

在海監(jiān)項(xiàng)目的應(yīng)用交融天下建者無(wú)疆

天津深基工程有限公司2018年11月16日Contents目錄

第一部分立項(xiàng)背景保證質(zhì)量鑄造精品第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用第三部分應(yīng)用效果及創(chuàng)新第四部分效益評(píng)估京唐港36#-40#泊位

第一部分立項(xiàng)背景為進(jìn)一步提升水運(yùn)工程建設(shè)質(zhì)量管理水平，促進(jìn)水運(yùn)工程質(zhì)量管理方式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)行業(yè)健康有序發(fā)展，交通運(yùn)輸部決定在行業(yè)內(nèi)開(kāi)展水運(yùn)工程施工標(biāo)準(zhǔn)化示范創(chuàng)建活動(dòng)，本項(xiàng)目作為河北省唯一的示范創(chuàng)建項(xiàng)目，重點(diǎn)從地連墻施工工藝開(kāi)展示范創(chuàng)建活動(dòng)，積極應(yīng)用新工藝、新材料、新設(shè)備，推進(jìn)質(zhì)量管理攻關(guān)，形成一批具有示范效應(yīng)的試點(diǎn)成果以及可復(fù)制、可推廣的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，為構(gòu)建地連墻板樁碼頭質(zhì)量管理長(zhǎng)效機(jī)制提供有力支撐。1.1立項(xiàng)背景交通運(yùn)輸部文件河北省質(zhì)監(jiān)局文件標(biāo)準(zhǔn)化首次會(huì)議在江蘇南京召開(kāi)

第一部分立項(xiàng)背景中國(guó)海監(jiān)唐山維權(quán)執(zhí)法基地建設(shè)項(xiàng)目位于河北省唐山市海港開(kāi)發(fā)區(qū)，包括6個(gè)1000噸級(jí)和3個(gè)3000噸級(jí)海監(jiān)船泊位，碼頭岸線長(zhǎng)度共計(jì)1101.4m，地連墻203幅、錨碇墻198幅，水下混凝土42445方等。本工程碼頭位于港池西側(cè)，依次由北側(cè)碼頭、西側(cè)碼頭、南側(cè)碼頭三部分組成，碼頭面標(biāo)高為+4.2m，前沿水深為-6.5m。北側(cè)碼頭長(zhǎng)度為359m，其中東側(cè)65m長(zhǎng)為碼頭過(guò)渡段；西側(cè)碼頭長(zhǎng)度421.4m；南側(cè)碼頭長(zhǎng)度256m；碼頭堵頭段位于南側(cè)碼頭東端，長(zhǎng)度為65m。1.2工程簡(jiǎn)介中國(guó)海監(jiān)唐山維權(quán)執(zhí)法基地建設(shè)項(xiàng)目平面布置圖Contents目錄安全第一以人為本第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用第一部分立項(xiàng)背景第三部分應(yīng)用效果及創(chuàng)新第四部分效益評(píng)估曹妃甸文豐木材碼頭

第二部分新工藝的應(yīng)用2.1環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)2.1.1傳統(tǒng)泥漿池的缺點(diǎn)傳統(tǒng)泥漿池往往是在現(xiàn)場(chǎng)施工完成，占地面積大，投入使用不及時(shí)，泥漿攪拌質(zhì)量不穩(wěn)定，泥漿池的維護(hù)得不到保障；如果在雨季，泥漿池容易積水，改變了泥漿的性能參數(shù)，使其護(hù)壁功能降低甚至喪失，從而影響成槽（孔）的施工質(zhì)量。傳統(tǒng)泥漿池中的廢泥漿回收利用率較低，施工中需要不斷地制備新泥漿，必要時(shí)將廢舊泥漿直接再利用，因?yàn)榕f泥漿的性能遠(yuǎn)低于新制備泥漿，護(hù)壁效果差，直接影響成槽施工，所以傳統(tǒng)的泥漿工藝不適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。傳統(tǒng)泥漿池實(shí)攝圖

第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用2.1.2新型泥漿處理系統(tǒng)組成及工作模式該系統(tǒng)主要由清水池、攪拌機(jī)、新制泥漿罐、混合泥漿池、中轉(zhuǎn)泥漿池、泥漿分離機(jī)（凈化裝置1和2）及連接管道（輸送管和回收管）組成。采用該系統(tǒng)的施工工藝，基本采用的施工模式為：第一種：清水池注水、泥漿攪拌機(jī)攪拌（清水、膨潤(rùn)土、添加劑按比例）、新制泥漿罐儲(chǔ)存、輸送管、地連墻槽段、用過(guò)的泥漿通過(guò)輸送管回流到混合泥漿池。第二種：清水池注水、泥漿攪拌機(jī)攪拌（清水、膨潤(rùn)土、添加劑按比例）、新制泥漿罐儲(chǔ)存、混合泥漿池、輸送管、地連墻槽段、用過(guò)的泥漿通過(guò)回收管回流到混合泥漿池、調(diào)節(jié)泥漿比重、輸送管、地連墻槽段；重復(fù)以上步驟。2.1環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)新型泥漿處理系統(tǒng)組成示意圖新型泥漿處理系統(tǒng)主要工作流程

第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用2.1.3新型泥漿處理系統(tǒng)的工作原理地連墻成槽結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)采用氣舉反循環(huán)的方法對(duì)槽內(nèi)泥漿進(jìn)行凈化處理，以減小泥漿含砂率和槽底沉渣厚度。具體工作原理如下：把抽漿管下到槽底，抽漿管的頂端和除砂器相連，空壓機(jī)吹氣管通到抽漿管底部。啟動(dòng)空壓機(jī)，吹氣把槽底的泥漿上頂至除砂器，經(jīng)過(guò)處理后的泥漿再排入槽內(nèi)，上部的泥漿逐步下降，如此形成一個(gè)循環(huán)，將槽內(nèi)泥漿全部進(jìn)行處理。處理后的泥漿含砂率降低，并且對(duì)槽底沉渣也進(jìn)行了清理，保證了水下混凝土順利澆筑，避免出現(xiàn)混凝土保護(hù)層或墻身混凝土中夾泥、斷層等質(zhì)量缺陷。2.1環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)泥漿凈化處理工作原理圖泥漿凈化處理實(shí)攝圖

第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用2.1環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)新型泥漿處理系統(tǒng)側(cè)視圖新型泥漿處理系統(tǒng)正視圖新型泥漿處理系統(tǒng)俯視圖泥漿分離機(jī)（凈化裝置2）實(shí)攝圖泥漿分離機(jī)（凈化裝置1）實(shí)攝圖泥漿分離機(jī)（凈化裝置1）實(shí)攝圖

第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用2.2.1傳統(tǒng)地連墻鋼墊板的形式及缺點(diǎn)傳統(tǒng)的地連墻墊板一般在施工現(xiàn)場(chǎng)由普通鋼板加工而成，加工后直接與鋼筋籠焊接在一起，焊接后一般不采取任何防腐保護(hù)措施和其他加固措施。根據(jù)多年的地連墻施工及使用經(jīng)驗(yàn)，地連墻在建成使用若干年后，往往從鋼制墊板位置開(kāi)始由外至內(nèi)腐蝕破壞。首先，由于鋼制墊板直接接觸土體、地下水或海水，鋼制墊板勢(shì)必會(huì)受到腐蝕，一種情況是二氧化碳侵蝕炭化鋼制墊板，使鋼制墊板周?chē)炷翂A度降低；另一種情況是氯化物介入，鋼制墊板周?chē)入x子含量較高。以上兩種情況均可引起鋼制墊板中的鐵離子與侵入到周?chē)难鯕夂退职l(fā)生銹蝕反應(yīng)，形成了銹蝕通道。2.2地連墻用可焊抗腐型墊板傳統(tǒng)鋼制墊板腐蝕破壞示意圖鋼筋籠傳統(tǒng)鋼制墊板實(shí)攝圖

第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用2.2.2新型可焊抗腐型墊板結(jié)構(gòu)及原理新型地連墻用可焊抗腐型墊板結(jié)構(gòu)包括板身和板腳，板身包括內(nèi)置鉚釘及板肋，內(nèi)置鉚釘在板身的兩側(cè)，板肋設(shè)置在板身的凹面，所述板腳在板身內(nèi)的部分設(shè)置多個(gè)鉚孔，板腳通過(guò)內(nèi)置鉚釘固定在板身上。該墊板的設(shè)計(jì)思想是利用板身與土體、地下水或海水接觸時(shí)不易發(fā)生電解腐蝕的特點(diǎn)。板身采用耐腐性材料（例如PE或PP等）制作，解決了傳統(tǒng)鋼墊板在地下水或海水侵蝕下成為主筋銹蝕通道的問(wèn)題，有效的保證了地連墻墻體的整體質(zhì)量；該墊板的板腳采用鍍鋅鋼板制作且與鋼筋直接焊接連接，焊接連接保證了墊板和鋼筋籠連接的可靠性，且焊接作業(yè)提高了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的靈活性。2.2地連墻用可焊抗腐型墊板新型可焊抗腐型墊板示意圖新型可焊抗腐型墊板實(shí)攝圖

第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用該墊板采用抗腐型材料制作而成，可以長(zhǎng)期存放，不會(huì)出現(xiàn)保護(hù)層板因銹蝕或腐蝕導(dǎo)致的浪費(fèi)現(xiàn)象。該墊板制作簡(jiǎn)單，易于工廠流水化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，節(jié)約了人力設(shè)備資源，避免了資源浪費(fèi)，符合國(guó)家節(jié)能減排的理念。使用過(guò)程中無(wú)環(huán)境污染，有利于綠色環(huán)保文明施工。2.2地連墻用可焊抗腐型墊板鋼筋籠新型墊板實(shí)攝圖交通運(yùn)輸部陳萍領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用2.3.1傳統(tǒng)接頭管的缺點(diǎn)目前唐山港的京唐港區(qū)和曹妃甸港區(qū)已施工完成的地連墻接頭形式絕大多數(shù)采用的是圓形接頭管，根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，接頭管斷面為圓形，會(huì)造成接頭管和土體間的空間較小。這樣存在以下3個(gè)問(wèn)題：（1）混凝土澆筑時(shí)，粗骨料難以進(jìn)入該狹小空間，降低了該槽段邊緣混凝土的自身質(zhì)量。（2）混凝土澆筑時(shí)，沉渣容易在狹小空間匯集，不易被混凝土托起，從而造成該槽段邊緣混凝土夾砂。（3）混凝土澆筑后，該槽段邊緣混凝土厚度較薄，在后期成槽時(shí)易破壞。由于上述問(wèn)題的存在，碼頭使用過(guò)程中地連墻單元槽段接縫處混凝土極易脫落，混凝土保護(hù)層厚度減小或露筋，嚴(yán)重影響碼頭結(jié)構(gòu)的耐久性。2.3帶翼地連墻接頭管傳統(tǒng)圓形接頭管斷面示意圖傳統(tǒng)圓形接頭管實(shí)攝圖

第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用2.3.2新型帶翼接頭管的結(jié)構(gòu)及原理考慮到圓形接頭管的弊端，在原有接頭管安裝兩個(gè)側(cè)翼，形成帶翼地連墻接頭管。該接頭管結(jié)構(gòu)包括管體、翼緣、連接件（螺絲）；翼緣為與管體長(zhǎng)度相同的槽鋼，管體和翼緣上設(shè)有螺絲孔，通過(guò)連接螺絲將管體和翼緣相互連接。該接頭管的翼緣為可拆卸結(jié)構(gòu)，將連接件從管體和翼緣的螺絲孔中擰出，管體和翼緣即可分離。2.3帶翼地連墻接頭管新型帶翼接頭管示意圖翼緣部位大樣圖新型帶翼接頭管三維示意圖

第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用2.3.3新型帶翼接頭管的應(yīng)用及取得的效果使用新型接頭管混凝土澆筑后，先行槽段邊緣無(wú)尖角區(qū)域，后期抓槽時(shí)不易破壞，保證了接縫位置混凝土的完整性。同時(shí)該接頭管能夠確保接頭管位置混凝土的施工質(zhì)量，從而有效的保證了地連墻墻縫的質(zhì)量，降低了地連墻接縫漏砂的風(fēng)險(xiǎn)。另外，該接頭管的翼緣可拆卸，適用于厚度不一的地連墻施工。當(dāng)?shù)剡B墻厚度不同時(shí)，無(wú)需重新制作管體，只需要制作翼緣，制作時(shí)根據(jù)地連墻的厚度調(diào)整翼緣的厚度，接頭管制作成本可節(jié)約70%以上。2.3帶翼地連墻接頭管新型帶翼接頭管實(shí)攝圖新型帶翼接頭管實(shí)際應(yīng)用Contents目錄保護(hù)環(huán)境預(yù)防污染第三部分應(yīng)用效果及創(chuàng)新第一部分立項(xiàng)背景第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用第四部分效益評(píng)估江蘇濱海港南段碼頭

第三部分應(yīng)用效果及創(chuàng)新

采用環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)新工藝后，制備的泥漿得到了充分的循環(huán)利用，減少了地連墻接縫泥沙含量，提高了施工效率，確保了施工質(zhì)量。目前，該系統(tǒng)已獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)，由此衍生的“地下連續(xù)墻快速清槽、泥漿收集處理利用工法”已獲得水運(yùn)工程二級(jí)工法證書(shū)。該工藝在本年度已被交通運(yùn)輸部評(píng)為“水運(yùn)工程十大技術(shù)創(chuàng)新成果”。環(huán)保型成套泥漿循環(huán)置換處理系統(tǒng)專(zhuān)利及工法證書(shū)

第三部分應(yīng)用效果及創(chuàng)新

采用地連墻用可焊抗腐型墊板新材料后，從根本上杜絕了腐蝕通道的產(chǎn)生，有效的保證了地連墻主筋保護(hù)層厚度，提高了墊板附近混凝土抗裂、抗剝離的能力，地連墻主體結(jié)構(gòu)的耐久性得到了提高。采用帶翼地連墻接頭管新設(shè)備后，能夠確保接頭管位置混凝土的施工質(zhì)量，降低了后期墻縫修復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提高了接頭管的重復(fù)使用率，無(wú)須重新制作管體，只需要制作翼緣，制作時(shí)根據(jù)地連墻的厚度調(diào)整翼緣的厚度。目前，地連墻用可焊抗腐型墊板已獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)；帶翼地連墻接頭管已獲得國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利授權(quán)。地連墻用可焊抗腐型墊板專(zhuān)利證書(shū)帶翼地連墻接頭管專(zhuān)利證書(shū)

第三部分應(yīng)用效果及創(chuàng)新

目前，上述三種新工藝、新材料和新設(shè)備已被收錄到《水運(yùn)工程施工標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)指南-碼頭工程施工工藝篇》，已推廣應(yīng)用到港口、市政地鐵、水利等行業(yè)的碼頭、地基基礎(chǔ)、圍堤護(hù)岸、深大基坑支護(hù)、高層建筑深基礎(chǔ)以及水庫(kù)加固除險(xiǎn)、堤壩防滲等工程，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著，具有重要的引領(lǐng)、示范作用。Contents目錄誠(chéng)信守法持續(xù)改進(jìn)第四部分效益評(píng)估第一部分立項(xiàng)背景第二部分新工藝、新材料及新設(shè)備應(yīng)用第三部分應(yīng)用效果及創(chuàng)新京唐港26#-27#泊位

第四部分效益評(píng)估

新型泥漿處理系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比表工程項(xiàng)目混凝土設(shè)計(jì)量/方膨潤(rùn)土用量/噸膨潤(rùn)土單價(jià)/噸用水量/噸水單價(jià)/噸膨潤(rùn)土和水使用成本/元每方混凝土使用泥漿成本/元備注曹妃甸煤碼頭二期工程項(xiàng)目（本單位2010年施工項(xiàng)目）922553053500532003.5171270018.6未使用本工藝京唐港23-25#泊位工程項(xiàng)目（本單位近期施工項(xiàng)目）43821631500137784.23733688.5使用本工藝后本項(xiàng)目42445593500121534.23475438.2使用本工藝后采用新型泥漿處理系統(tǒng)新工藝后，使用膨潤(rùn)土的數(shù)量大大減少，提高了施工效率，降低了施工成本，保證了混凝土澆筑質(zhì)量。每方混凝土使用泥漿成本由原來(lái)的18.6元/方降低到8.2元/方，本項(xiàng)目直接節(jié)約成本超過(guò)44萬(wàn)元。

第四部分效益評(píng)估

第四部分效益評(píng)估

新型可焊抗腐型墊板經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比表工程項(xiàng)目地連墻數(shù)量/幅墊板數(shù)量/幅單塊墊板重量/kg墊板單價(jià)/噸(塊)墊板成本/元每幅地連墻墊板成本/元備注曹妃甸文豐碼頭工程項(xiàng)目（本單位2012年施工項(xiàng)目）2141106.75572.68788984107使用原來(lái)鋼墊板京唐港23-25#泊位工程項(xiàng)目（本單位近期施工項(xiàng)目）21454/455200202430使用本材料后本項(xiàng)目40172/318878142214使用本材料后采用地連墻用可焊抗腐型墊板新材料后，大大減少了鋼材使用量（原來(lái)地連墻保護(hù)層使用鋼墊板），從根本上杜絕了地連墻腐蝕通道的產(chǎn)生，地連墻主體結(jié)構(gòu)的耐久性得到了顯著提高。每幅地連墻使用保護(hù)層板成本由原來(lái)的4107元/幅降低到2214元/幅，本項(xiàng)目直接節(jié)約成本超過(guò)75萬(wàn)元。

第四部分效益評(píng)估

第四部分效益評(píng)估

采用新型帶翼地連墻接頭管新設(shè)備后，提高了接頭管的重復(fù)使用率，無(wú)須重新制作管體，只需要制作翼緣。本工程實(shí)際使用3套接頭管，每套接頭管按起始幅計(jì)算2根，單根接頭管19米，共計(jì)114米接頭管，每延米接