船塢工程中塢墩施工關鍵技術

船塢工程中塢墩施工關鍵技術

王志強;歷智;胡克飛;楊建輝;李澤弘;仇瀟瀟

【摘 要】山船重工西區造船塢工程具有結構復雜、工程量大、工期緊迫等特點,為

此在船塢塢墩施工過程中采取了一系列關鍵控制技術:具體包括塢墩結構合理分塊、

分層;混凝土施工時間與結構分層間歇期控制;減少結構側面約束的模板工藝;塢墩混

凝土內散熱孔設置與塊石埋設;混凝土養護與測溫控制等.實施效果達到了整個船塢

不滲、不漏、不裂,混凝土表觀質量良好.

【期刊名稱】《水運工程》

【年(卷),期】2011(000)003

【總頁數】5頁(P168-172)

【關鍵詞】空間桁架作業平臺;網眼模板散熱孔;多通道現場定時自動測溫記錄儀

【作 者】王志強;歷智;胡克飛;楊建輝;李澤弘;仇瀟瀟

【作者單位】山海關船舶重工有限責任公司,河北,山海關,066206;中交一航局第五

工程有限公司,河北,秦皇島,066002;山海關船舶重工有限責任公司,河北,山海

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

程有限公司,河北,秦皇島,066002;山海關船舶重工有限責任公司,河北,山海

關,066206

【正文語種】中 文

【中圖分類】U673.33

1 工程概況

本工程位于山船重工廠區西側，塢口（圖1）寬100 m，塢墩結構沿船塢軸線方

向長度28 m，西塢墩寬11.5 m，東塢墩寬10 m；塢墩底高程為-11.7 m，塢墩

頂高程3.5m。底板下設100 mm厚素混凝土墊層。塢口混凝土總量6 252.54

m3，用閉合塊分割成5塊；混凝土強度等級：高程+0.0 m以上為C35F300；高

程+0.0 m以下為C30。

2 工程特點

1）塢墩結構尺寸大，混凝土澆筑方量大，工期緊迫。

2）大型桁架模板加固難度大，施工作業空間安全要求高。

3）結構受到多種約束，大體積混凝土防裂難度大。

3 施工總體安排

1）在基坑開挖完成、條件具備后，先進行東塢墩施工，待水泵房二層施工完成后，

再進行西塢墩施工；盡量縮短分層施工上下兩層混凝土澆筑的間隔時間。塢墩底層

施工時預留帷幕灌漿孔，底層混凝土澆筑后進行永久止水帷幕灌漿。

圖1 塢口平立面

2） 塢墩豎向分5層施工（表1），在確保施工間歇期的前提下，爭取在低溫季節

施工。具體分層高度為：第1層-11.7～-7.6 m，層高4.1 m（含部分塢口底板厚

度）；第2、3層層高均為3.6 m，頂高程依次為-4.0 m，-0.4 m；第4層-0.4～

2.6 m，第5層2.6～3.5 m，墩頂布置有0.3 m高護輪檻、工藝管溝、軌道槽和

系船柱等。

表1 塢墩分層澆筑混凝土量部位 層次 數量/m3 實際澆筑日期1西塢墩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東塢墩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合計 8 768

4 塢墩施工關鍵技術方案[1-2]

4.1 模板工藝

1）1層模板根據開挖斷面砌磚墻作為模板，砂漿罩面以減少側面約束。

2） 2、3、4層模板采用P60鋼模板組合橫豎鋼楞再加豎向槽鋼桁架的結構形式，

模板之間采用“幫包底”、“側包堵”的組合；接高模板底口標高通過模板托架調

整。為保證模板底口不漏漿，在模板底口設固定弧形發泡橡膠條止漿，橡膠條用

8#槽鋼與模板加固。M24單拉螺栓一頭通過圓臺螺母與外組合螺栓相連，另一頭

用準18帶肋鋼筋連接，再與預埋件焊接。

3）模板頂口用空間桁架與模板焊接加固，模板加固如圖2所示。采用空間桁架代

替模板頂口斜拉，節省施工用料、重復利用，兼作混凝土澆筑時拋石作業平臺。

圖2 模板加固

4.2 鋼筋工藝

1）鋼筋進場后進行復檢，合格后方可進行施工；鋼筋按規格進行存放，掛牌進行

標識；為避免鋼筋銹蝕，鋼筋下方墊木枋防潮，上部蓋蓬布遮雨。

2） 鋼筋在加工場地成型，加工前先進行調直、除銹；鋼筋閃光對焊前根據施工條

件作焊接性能試驗，合格后正式施工；成型鋼筋按規范進行檢驗、標識。

3）鋼筋運輸采用15 t汽車牽引鋼筋車將鋼筋運至施工現場，施工現場鋼筋運輸采

用塔吊吊運和人工搬運相結合的方法，對于較長的鋼筋吊架進行吊裝。

4） 鋼筋按照分段、分層的澆筑順序依次綁扎，鋼筋綁扎前將墊層清理干凈，根據

鋼筋間距在墊層上彈線，作為控制鋼筋的標志。底板鋼筋一次綁扎成型；為避免底

板和塢墩頂層鋼筋在混凝土澆筑過程中撓度大于10 mm，采用∠50×5角鋼焊接

鋼筋支架，支架設置斜撐，支架立柱與混凝土（墊層）表面上的預埋鐵件焊牢，支

架完成后進行頂層鋼筋綁扎，為避免鋼筋在混凝土澆筑時發生位移，頂層鋼筋應與

支架焊牢。

5）塢墩豎向鋼筋根據塢墩分層進行接高，鋼筋接高采用電渣壓力焊工藝，焊接前

進行試驗確定焊接參數；較長的水平鋼筋采用綁扎搭接的連接工藝。

6） 預埋件安放根據預埋件的位置、大小、形狀、輕重等情況，采用不同的方式固

定生根；施工前由專人負責籌備，施工中專人負責安裝、驗收，避免發生漏放、錯

放、位置錯誤等情況。預埋鐵件外露部分根據設計要求進行防腐處理。

4.3 混凝土澆筑

4.3.1 施工操作平臺

塢墩平面尺寸較大，東西塢墩第1層施工時，利用帷幕灌漿操作平臺作為混凝土

振搗的施工平臺；在東西塢墩第2層以上施工，空間桁架結構模板頂面焊接在一

起，既可以起到控制模板頂面結構尺寸的作用，又可以為預埋件加固、混凝土澆注

提供安全可靠的施工操作面，同時也消除了夜間施工的安全隱患。

4.3.2 散熱孔布置

為降低混凝土內部溫度，在塢墩內設置直徑1 m的散熱孔，散熱孔由網眼模板加

工而成，根據結構施工分層設置，具體布置如圖3；散熱孔東塢墩設置5個、西塢

墩設置6個；上下散熱孔錯開布置，在澆筑上層混凝土時將下層散熱孔填充。在

混凝土澆筑過程中散熱孔有效積聚泵送混凝土的泌水；澆筑完成后孔內注水，不僅

有利于混凝土內部溫度散熱，同時使混凝土內部與外部環境形成平緩的溫度梯度，

防裂效果非常明顯。散熱孔布置見圖3。

圖3 散熱孔布置

4.3.3 塊石埋放

1）塢墩斷面尺寸較大，根據溫度場的計算中心部位水化熱溫升最高；為此按照規

范要求在澆筑混凝土時埋入20%的塊石，通過減少發熱量，降低水化熱溫升。

2）塊石選用形狀大致方正、最大邊與最小邊之比不大于2，塊石埋放前用淡水沖

洗干凈并保持濕潤；澆筑過程塊石塢墩南側采用塢口行走式塔吊吊筐吊裝至塢墩混

凝土倉內，塢墩北側提前備石，人工配合轉載機裝于吊筐，吊車吊裝至混凝土倉內。

在混凝土倉內兩人站于吊筐內，其他人員人字依次排開進行人工碼放塊石。

3）塊石與結構表面的距離不小于10 cm。在混凝土分層處，使埋入的塊石外露一

半，增強上下層混凝土的結合。塢口底板在東西塢墩第1層混凝土澆筑前，在靠

近塢墩一側提前準備一些塊石，先將備用塊石用于底板混凝土澆筑；首層50 cm

厚混凝土振搗密實后人工均勻碼放一層塊石，重復此過程，直至塊石均勻摻入。

4.3.4 混凝土澆筑

1）混凝土用兩臺泵車同時澆筑；根據塢墩平面尺寸計算混凝土一次最大覆蓋量為

164 m3，每臺泵車工作效率按25 m3/h計算，3～4 h可覆蓋完成。混凝土初凝

時間為6 h，實際施工中混凝土初凝時間可以滿足拋石要求。

混凝土澆筑按“自然斜坡分層法”進行，“一個坡度、薄層澆筑，循序漸進，一次

到頂”的大體積泵送混凝土澆筑方法完成，為了降低混凝土水化熱溫升速度，混凝

土澆筑分層厚度控制在50 cm以內，自然流淌坡度為1∶7～1∶8。混凝土澆筑完

成后需人工及時將表面浮漿刮出。

2）大體積混凝土振搗方向與混凝土澆筑方向相反，以免已振搗完成的混凝土受擾

動；混凝土振搗振搗時快插慢拔，插點均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏；

振搗順序從近模板處開始，先外后內，振動取梅花式振點，點距30 cm左右，泵

送混凝土振搗時間控制在10 s左右。振搗時垂直插入混凝土中，并快插慢拔，上

下抽動，以利均勻振實，保證上、下層結合成整體，振搗器應插入下層混凝土中不

少于50 mm，下灰時保證混凝土落距小于2 m。

3）混凝土澆筑到至頂80 cm時及時通知現場調度讓攪拌站調整坍落度，滿足泵車

泵送混凝土最低坍落度即可。混凝土頂面的浮漿要及時刮除。隨著混凝土澆筑面的

上升，混凝土表面可能出現泌水現象，泌水用麻布及時將水吸干。混凝土表面二次

振搗，防止沉縮裂縫；底板處頂面在混凝土初凝前后進行二次抹面，表面密實后及

時覆蓋塑料薄膜保水，防止出現因表面水分散失引起的干縮裂縫。

塢墩第1層底板頂面抹面時，先用木抹粗搓平，再用自動抹光機抹平（不帶壓光

板），混凝土初凝前用自動抹光機 (帶壓鋼板)進行二次抹面，個別不到位置還需用

鐵抹壓光，壓光遍數不少于3遍。抹面完成后用毛刷沾清水進行拉毛，拉毛時間

通過試驗確定，避免過早而造成起砂；拉毛方向要一致，確保美觀均勻。

4.3.5 混凝土養護

1）測溫點的布設：塢墩部位大體積混凝土在內外溫差、降溫速度、炎熱天氣、刮

大風等情況下均會產生溫度應力，為了掌握混凝土內外溫差及降溫速度，以便及時

采取有效措施，防止出現溫度裂縫，在塢墩內部分區分層埋設測溫點布置見圖4。

2）測溫：本工程選用多通道現場定時自動測溫記錄儀進行測溫監控，記錄儀由傳

感器、記錄儀和GSM遠程通訊單元模塊組成。測溫點按照平面圖位置根據不同埋

深選用不同長度的傳感器，傳感器觸頭用膠帶固定于測溫點鋼筋上，測溫點水平距

離傳感器也固定與鋼筋上，同時觸頭不能緊貼鋼筋或預埋件，以免影響測溫結果。

安設傳感器之前，需在傳感器兩頭分別按照測溫布置詳圖中的編號進行統一編號，

這樣，編好號的傳感器在安設中就不會串線。混凝土振搗時振搗棒距離觸頭和傳感

器不要小于10 cm，以免破壞測溫觸頭和傳感器，中斷測溫傳輸信息。傳感器按

照不同深度埋好后，另一頭按照編號接入現場定時自動測溫記錄儀相對應的通道中，

記錄儀通過數據線與GSM遠程通訊單元模塊連接起來。

3）測溫時間：記錄儀安裝現場之前，在電腦上設置記錄參數，每半小時測量一次

溫測點的溫度、養護層溫度和大氣溫度，電腦上連接一個短信模塊，通過GPRS

通訊信號將現場GSM遠程通訊單元模塊采集的信息上傳至電腦上。

圖4 測溫點布設

4）養護方法：塢墩頂面養護采用一層塑料布兩層土工布的方法；側面在拆模后先

均勻涂刷一層養護液，然后外掛一層土工布進行灑水潮濕養護。塢墩施工在6月

以后，從測溫顯示記錄上看，混凝土澆筑后前3天水化熱逐漸升至最高，此階段

屬于保溫階段，養護層下方水蒸汽可以滿足自身養護條件；三天后溫度逐漸降低，

為保證混凝土內外溫度差不大于25℃時，向散熱孔底部注水以利于混凝土散熱，

同時散熱孔內溢出的溫水養護頂面與側面。隨時掌握混凝土內部溫度變化情況，將

底層塑料布掀開，安排混凝土鑿毛，鑿毛后用空壓機吹凈表面碎渣；下午內外溫差

大于25℃時停止鑿毛，并恢復覆蓋養護，最終養護時間根據測溫結果確定。

5）成品保護：模板支立及拆除時必須有專人進行指揮，防止模板碰撞混凝土；混

凝土外露面養護時采用無紡土工布，以防引起色差，影響混凝土觀感質量；派專人

對塢墩、底板表面進行清掃，防止車輛行駛時造成混凝土表面損壞；混凝土表面不

堆放雜物，加強脫模劑、瀝青、油漆等材料的管理，以免污染混凝土；設備安裝時，

在混凝土表面堆放物品，必須支墊木枋，吊放要平穩。

5 結語

山海關船舶重工有限責任公司西區造船塢工程，塢墩施工模板工藝革新、混凝土測

溫控制手法先進、養護到位，工程質量得到了較好的控制，做到了塢口大體積混凝

土無有害裂縫；2009年1月15日開始放水，至今經過多次循環，造船塢沒有滲

水情況發生、運行良好。在本項目實施過程中，根據實際情況采取的技術組織措施

非常有效，這為以后類似項目的施工提供了借鑒。

參考文獻:

[1]陳盛兜.船塢工程防滲及止水工藝介紹[J].華南港工,2008（4）:51-55.

[2]《建筑施工手冊》審編組.建筑施工手冊[M].4版.北京:中國建筑工業出版

社,2003.