天津深基-地连墙板桩码头施工工艺标准化在海监项目的应用

地连墙板桩码头施工工艺标准化

在海监项目的应用交融天下建者无疆

天津深基工程有限公司2018年11月16日Contents目录

第一部分立项背景保证质量铸造精品第二部分新工艺、新材料及新设备应用第三部分应用效果及创新第四部分效益评估京唐港36#-40#泊位

第一部分立项背景为进一步提升水运工程建设质量管理水平，促进水运工程质量管理方式转变，实现行业健康有序发展，交通运输部决定在行业内开展水运工程施工标准化示范创建活动，本项目作为河北省唯一的示范创建项目，重点从地连墙施工工艺开展示范创建活动，积极应用新工艺、新材料、新设备，推进质量管理攻关，形成一批具有示范效应的试点成果以及可复制、可推广的建设经验，为构建地连墙板桩码头质量管理长效机制提供有力支撑。1.1立项背景交通运输部文件河北省质监局文件标准化首次会议在江苏南京召开

第一部分立项背景中国海监唐山维权执法基地建设项目位于河北省唐山市海港开发区，包括6个1000吨级和3个3000吨级海监船泊位，码头岸线长度共计1101.4m，地连墙203幅、锚碇墙198幅，水下混凝土42445方等。本工程码头位于港池西侧，依次由北侧码头、西侧码头、南侧码头三部分组成，码头面标高为+4.2m，前沿水深为-6.5m。北侧码头长度为359m，其中东侧65m长为码头过渡段；西侧码头长度421.4m；南侧码头长度256m；码头堵头段位于南侧码头东端，长度为65m。1.2工程简介中国海监唐山维权执法基地建设项目平面布置图Contents目录安全第一以人为本第二部分新工艺、新材料及新设备应用第一部分立项背景第三部分应用效果及创新第四部分效益评估曹妃甸文丰木材码头

第二部分新工艺的应用2.1环保型成套泥浆循环置换处理系统2.1.1传统泥浆池的缺点传统泥浆池往往是在现场施工完成，占地面积大，投入使用不及时，泥浆搅拌质量不稳定，泥浆池的维护得不到保障；如果在雨季，泥浆池容易积水，改变了泥浆的性能参数，使其护壁功能降低甚至丧失，从而影响成槽（孔）的施工质量。传统泥浆池中的废泥浆回收利用率较低，施工中需要不断地制备新泥浆，必要时将废旧泥浆直接再利用，因为旧泥浆的性能远低于新制备泥浆，护壁效果差，直接影响成槽施工，所以传统的泥浆工艺不适应时代的发展。传统泥浆池实摄图

第二部分新工艺、新材料及新设备应用2.1.2新型泥浆处理系统组成及工作模式该系统主要由清水池、搅拌机、新制泥浆罐、混合泥浆池、中转泥浆池、泥浆分离机（净化装置1和2）及连接管道（输送管和回收管）组成。采用该系统的施工工艺，基本采用的施工模式为：第一种：清水池注水、泥浆搅拌机搅拌（清水、膨润土、添加剂按比例）、新制泥浆罐储存、输送管、地连墙槽段、用过的泥浆通过输送管回流到混合泥浆池。第二种：清水池注水、泥浆搅拌机搅拌（清水、膨润土、添加剂按比例）、新制泥浆罐储存、混合泥浆池、输送管、地连墙槽段、用过的泥浆通过回收管回流到混合泥浆池、调节泥浆比重、输送管、地连墙槽段；重复以上步骤。2.1环保型成套泥浆循环置换处理系统新型泥浆处理系统组成示意图新型泥浆处理系统主要工作流程

第二部分新工艺、新材料及新设备应用2.1.3新型泥浆处理系统的工作原理地连墙成槽结束后，现场采用气举反循环的方法对槽内泥浆进行净化处理，以减小泥浆含砂率和槽底沉渣厚度。具体工作原理如下：把抽浆管下到槽底，抽浆管的顶端和除砂器相连，空压机吹气管通到抽浆管底部。启动空压机，吹气把槽底的泥浆上顶至除砂器，经过处理后的泥浆再排入槽内，上部的泥浆逐步下降，如此形成一个循环，将槽内泥浆全部进行处理。处理后的泥浆含砂率降低，并且对槽底沉渣也进行了清理，保证了水下混凝土顺利浇筑，避免出现混凝土保护层或墙身混凝土中夹泥、断层等质量缺陷。2.1环保型成套泥浆循环置换处理系统泥浆净化处理工作原理图泥浆净化处理实摄图

第二部分新工艺、新材料及新设备应用2.1环保型成套泥浆循环置换处理系统新型泥浆处理系统侧视图新型泥浆处理系统正视图新型泥浆处理系统俯视图泥浆分离机（净化装置2）实摄图泥浆分离机（净化装置1）实摄图泥浆分离机（净化装置1）实摄图

第二部分新工艺、新材料及新设备应用2.2.1传统地连墙钢垫板的形式及缺点传统的地连墙垫板一般在施工现场由普通钢板加工而成，加工后直接与钢筋笼焊接在一起，焊接后一般不采取任何防腐保护措施和其他加固措施。根据多年的地连墙施工及使用经验，地连墙在建成使用若干年后，往往从钢制垫板位置开始由外至内腐蚀破坏。首先，由于钢制垫板直接接触土体、地下水或海水，钢制垫板势必会受到腐蚀，一种情况是二氧化碳侵蚀炭化钢制垫板，使钢制垫板周围混凝土碱度降低；另一种情况是氯化物介入，钢制垫板周围氯离子含量较高。以上两种情况均可引起钢制垫板中的铁离子与侵入到周围的氧气和水分发生锈蚀反应，形成了锈蚀通道。2.2地连墙用可焊抗腐型垫板传统钢制垫板腐蚀破坏示意图钢筋笼传统钢制垫板实摄图

第二部分新工艺、新材料及新设备应用2.2.2新型可焊抗腐型垫板结构及原理新型地连墙用可焊抗腐型垫板结构包括板身和板脚，板身包括内置铆钉及板肋，内置铆钉在板身的两侧，板肋设置在板身的凹面，所述板脚在板身内的部分设置多个铆孔，板脚通过内置铆钉固定在板身上。该垫板的设计思想是利用板身与土体、地下水或海水接触时不易发生电解腐蚀的特点。板身采用耐腐性材料（例如PE或PP等）制作，解决了传统钢垫板在地下水或海水侵蚀下成为主筋锈蚀通道的问题，有效的保证了地连墙墙体的整体质量；该垫板的板脚采用镀锌钢板制作且与钢筋直接焊接连接，焊接连接保证了垫板和钢筋笼连接的可靠性，且焊接作业提高了现场施工作业的灵活性。2.2地连墙用可焊抗腐型垫板新型可焊抗腐型垫板示意图新型可焊抗腐型垫板实摄图

第二部分新工艺、新材料及新设备应用该垫板采用抗腐型材料制作而成，可以长期存放，不会出现保护层板因锈蚀或腐蚀导致的浪费现象。该垫板制作简单，易于工厂流水化生产，生产效率高，节约了人力设备资源，避免了资源浪费，符合国家节能减排的理念。使用过程中无环境污染，有利于绿色环保文明施工。2.2地连墙用可焊抗腐型垫板钢筋笼新型垫板实摄图交通运输部陈萍领导现场调研

第二部分新工艺、新材料及新设备应用2.3.1传统接头管的缺点目前唐山港的京唐港区和曹妃甸港区已施工完成的地连墙接头形式绝大多数采用的是圆形接头管，根据以往工程经验，接头管断面为圆形，会造成接头管和土体间的空间较小。这样存在以下3个问题：（1）混凝土浇筑时，粗骨料难以进入该狭小空间，降低了该槽段边缘混凝土的自身质量。（2）混凝土浇筑时，沉渣容易在狭小空间汇集，不易被混凝土托起，从而造成该槽段边缘混凝土夹砂。（3）混凝土浇筑后，该槽段边缘混凝土厚度较薄，在后期成槽时易破坏。由于上述问题的存在，码头使用过程中地连墙单元槽段接缝处混凝土极易脱落，混凝土保护层厚度减小或露筋，严重影响码头结构的耐久性。2.3带翼地连墙接头管传统圆形接头管断面示意图传统圆形接头管实摄图

第二部分新工艺、新材料及新设备应用2.3.2新型带翼接头管的结构及原理考虑到圆形接头管的弊端，在原有接头管安装两个侧翼，形成带翼地连墙接头管。该接头管结构包括管体、翼缘、连接件（螺丝）；翼缘为与管体长度相同的槽钢，管体和翼缘上设有螺丝孔，通过连接螺丝将管体和翼缘相互连接。该接头管的翼缘为可拆卸结构，将连接件从管体和翼缘的螺丝孔中拧出，管体和翼缘即可分离。2.3带翼地连墙接头管新型带翼接头管示意图翼缘部位大样图新型带翼接头管三维示意图

第二部分新工艺、新材料及新设备应用2.3.3新型带翼接头管的应用及取得的效果使用新型接头管混凝土浇筑后，先行槽段边缘无尖角区域，后期抓槽时不易破坏，保证了接缝位置混凝土的完整性。同时该接头管能够确保接头管位置混凝土的施工质量，从而有效的保证了地连墙墙缝的质量，降低了地连墙接缝漏砂的风险。另外，该接头管的翼缘可拆卸，适用于厚度不一的地连墙施工。当地连墙厚度不同时，无需重新制作管体，只需要制作翼缘，制作时根据地连墙的厚度调整翼缘的厚度，接头管制作成本可节约70%以上。2.3带翼地连墙接头管新型带翼接头管实摄图新型带翼接头管实际应用Contents目录保护环境预防污染第三部分应用效果及创新第一部分立项背景第二部分新工艺、新材料及新设备应用第四部分效益评估江苏滨海港南段码头

第三部分应用效果及创新

采用环保型成套泥浆循环置换处理系统新工艺后，制备的泥浆得到了充分的循环利用，减少了地连墙接缝泥沙含量，提高了施工效率，确保了施工质量。目前，该系统已获得国家发明专利授权，由此衍生的“地下连续墙快速清槽、泥浆收集处理利用工法”已获得水运工程二级工法证书。该工艺在本年度已被交通运输部评为“水运工程十大技术创新成果”。环保型成套泥浆循环置换处理系统专利及工法证书

第三部分应用效果及创新

采用地连墙用可焊抗腐型垫板新材料后，从根本上杜绝了腐蚀通道的产生，有效的保证了地连墙主筋保护层厚度，提高了垫板附近混凝土抗裂、抗剥离的能力，地连墙主体结构的耐久性得到了提高。采用带翼地连墙接头管新设备后，能够确保接头管位置混凝土的施工质量，降低了后期墙缝修复的风险，同时提高了接头管的重复使用率，无须重新制作管体，只需要制作翼缘，制作时根据地连墙的厚度调整翼缘的厚度。目前，地连墙用可焊抗腐型垫板已获得国家发明专利授权；带翼地连墙接头管已获得国家实用新型专利授权。地连墙用可焊抗腐型垫板专利证书带翼地连墙接头管专利证书

第三部分应用效果及创新

目前，上述三种新工艺、新材料和新设备已被收录到《水运工程施工标准化建设指南-码头工程施工工艺篇》，已推广应用到港口、市政地铁、水利等行业的码头、地基基础、围堤护岸、深大基坑支护、高层建筑深基础以及水库加固除险、堤坝防渗等工程，经济、社会效益显著，具有重要的引领、示范作用。Contents目录诚信守法持续改进第四部分效益评估第一部分立项背景第二部分新工艺、新材料及新设备应用第三部分应用效果及创新京唐港26#-27#泊位

第四部分效益评估

新型泥浆处理系统经济指标对比表工程项目混凝土设计量/方膨润土用量/吨膨润土单价/吨用水量/吨水单价/吨膨润土和水使用成本/元每方混凝土使用泥浆成本/元备注曹妃甸煤码头二期工程项目（本单位2010年施工项目）922553053500532003.5171270018.6未使用本工艺京唐港23-25#泊位工程项目（本单位近期施工项目）43821631500137784.23733688.5使用本工艺后本项目42445593500121534.23475438.2使用本工艺后采用新型泥浆处理系统新工艺后，使用膨润土的数量大大减少，提高了施工效率，降低了施工成本，保证了混凝土浇筑质量。每方混凝土使用泥浆成本由原来的18.6元/方降低到8.2元/方，本项目直接节约成本超过44万元。

第四部分效益评估

第四部分效益评估

新型可焊抗腐型垫板经济指标对比表工程项目地连墙数量/幅垫板数量/幅单块垫板重量/kg垫板单价/吨(块)垫板成本/元每幅地连墙垫板成本/元备注曹妃甸文丰码头工程项目（本单位2012年施工项目）2141106.75572.68788984107使用原来钢垫板京唐港23-25#泊位工程项目（本单位近期施工项目）21454/455200202430使用本材料后本项目40172/318878142214使用本材料后采用地连墙用可焊抗腐型垫板新材料后，大大减少了钢材使用量（原来地连墙保护层使用钢垫板），从根本上杜绝了地连墙腐蚀通道的产生，地连墙主体结构的耐久性得到了显著提高。每幅地连墙使用保护层板成本由原来的4107元/幅降低到2214元/幅，本项目直接节约成本超过75万元。

第四部分效益评估

第四部分效益评估

采用新型带翼地连墙接头管新设备后，提高了接头管的重复使用率，无须重新制作管体，只需要制作翼缘。本工程实际使用3套接头管，每套接头管按起始幅计算2根，单根接头管19米，共计114米接头管，每延米接