干船坞工程工艺及监理要点

1. 干船坞工程工艺及监理要点 山东港通工程管理咨询有限公司

2. 船坞简介 • 船坞分为干船坞和浮船坞。 • 干船坞是利用灌/排水系统控制水面升降，使船舶水下部分露出水面，坐落在龙骨墩上或使船舶下水。 • 浮船坞是一种特制的平底船，利用灌排水系统向浮船坞内灌水使其下沉，此时待修船舶进坞，然后抽出压载水，浮船坞浮起使船舶水下部分露出水面，反之，船舶可下水。

3. 干船坞的组成 • 坞室：修造船场所，由坞墙、底板组成。 • 坞口：安装坞门，主要由门墩和门槛组成。 • 坞门：挡水，一般为钢浮箱，分卧倒式和比重计式。 • 灌排水系统：灌水由廊道或坞门向船坞内灌水，排水通过明沟和泵站向坞外排水。 • 附属设施：系船柱、护舷、绞车、垫船墩、门机、各种工艺管线等。

4. 船坞的结构型式 • 重力式：依靠结构本身的重量克服地下水的浮托力。 • 锚固式：利用锚杆或锚桩将底板锚固于地基，依靠锚固力和结构自重克服地下水浮托力。 • 减压排水式：采用地下排水设施部分或全部消除地下水浮托力。

5. 监理要点—坞室 • 底板/坞墙和廊道钢筋绑扎监理要点 • 模板支设监理要点 • 混凝土浇注监理要点 • 减压排水系统监理要点 • 锚杆栽设监理要点 • 止水带安装监理要点 • 附属设施预埋件监理要点

6. 坞室监理要点-钢筋工程 • 钢筋进场后检查钢筋标牌与出场合格证是否相符，进场后的复检报告是否合格，监理人员按规范进行平行检测。 • 电焊工必须有特种作业合格证，并进行焊接试验。按照规范要求进行钢筋焊接检验。 • 由于预埋件多，钢筋绑扎位置需局部调整。 • 船坞工程多为异型构件，钢筋绑扎过程中需充分注意合理布设骨架，保证钢筋绑扎过程中骨架的稳定性，防止钢筋笼变形。

7. 坞室监理要点-模板工程 • 模板必须经过设计，监理需进行强度刚度和稳定性验算。 • 模板设计需注意传力杆、橡胶护舷预埋件、接高螺母和钢筋位置的协调，止水带部位充分夹持，防止浇注砼时止水带脱落。 • 船坞由于底板设置排水沟、坞墙设置前后趾，需在基础上预埋抗浮锚筋。 • 坞墙如需采用对拉拉杆宜增加橡胶止水环或增加止水钢板。

8. 坞室监理要点—混凝土浇注（一） • 进场的原材料按规范进行检测和平行检测，配筋率高部位注意控制碎石粒径。 • 审核承包商报送的混凝土配合比，水泥选用、水泥用量、骨料粒径、坍落度等。 • 旁站浇注中检测砼含气量和坍落度，坍落度小的砼严禁随意加水；留置混凝土试件。 • 严格控制混凝土浇注速度、浇注顺序和浇注间歇时间，防止形成冷缝渗水。如泵房大表面积浇注、坞墙底板和立板浇注间歇。

9. 坞室监理要点—混凝土浇注（二） • 充分重视混凝土养护。可采用塑料管扎眼喷水、覆盖薄膜或土工布、喷涂养护剂等方式养护，养护时间不少于14天。 • 冬季施工严格控制砼入模温度不低于5℃和养护温度不低于5℃ ，必要时采用搭棚、碘钨灯加热等措施；采用热水拌和时需先投砂石和热水，防止水泥出现假凝，并控制混凝土出机温度不高于35℃ 。

10. 坞室监理要点-混凝土浇注（三） • 大体积砼需设测温孔，控制砼内外温差，温差大于设计要求值或20℃时宜采取循环水散热等降温措施。 • 混凝土接茬处理。船坞砼接茬多，止水要求严格，除采取一般的凿毛、铺设砂浆等措施外需增加止水带或欲水膨胀止水条。 • 船坞预埋孔、洞、沟、预埋件等较多，埋设精度要求高，砼浇注时需注意防止预埋件位移、遗漏和预埋件周围砼蜂窝等影响工程的止水效果。

11. 坞室-减压排水系统（一） • 减压排水系统一般由基础换填、减压排水管、检查井、单向阀门组成。 • 基础换填有换填块石、换填碎石、换填无砂砼等。换填块石和碎石等由于船坞底板换填厚度和压实度不同易造成底板不均匀沉降。STX船坞采用换填无砂砼。 • 减压排水管一般采用PVC管纵横向布置，管上根据需要钻出孔10~15mm左右排水孔，外面包裹土工布，埋设在透水体中，将渗水排至泵房。

12. 坞室-减压排水系统（二） • 检查井主要安装在减压排水管路径上，主要用于检修减压排水管。 • 单向阀安装在减压排水管末端，防止外部水回流至减压排水管造成泥沙淤积，影响排水管工作效果。

13. 减压排水系统监理要点-无砂砼（一） • 无砂砼作为透水体一般铺设在清理干净的岩面上，要求岩面干净，不得有泥土。 • 无砂砼由水泥、碎石、水和外加剂组成，成品为颗粒均匀的粗骨料被水泥浆包裹其表面，水泥浆不起填充作用，仅将粗骨料粘结在一起，成为一种多孔性材料。 • 水泥浆均匀包裹于骨料表面，且不得有流浆产生，骨料表面覆浆厚度以1~2mm为宜，颗粒表面有类似金属光泽。

14. 减压排水系统监理要点-无砂砼（二） • 骨料的选择：选择粒径为2~5cm的粗骨料，要求粒径均匀，骨料表面干净，使用前宜用淡水清洗。 • 配比设计：为保证强度和孔隙率，同粒径骨料配置时需考虑最佳水泥用量和水灰比。 • 外加剂：根据施工条件不同选用合适的外加剂。如防冻减水剂、早强剂等。 • 拌合：宜采用二次投料，水泥+水+外加剂搅拌均匀后再投入碎石至搅拌均匀。

15. 减压排水系统监理要点-无砂砼（三） • 测量放线宜设角桩，预留的沟槽需安装土工架，土工架间和顶面标高可拉设钢丝控制边线和坡度。 • 施工时需铺设临时通道找平岩石面。如采用无砂砼需提前铺设，也可铺设厚度不大于20cm的碎石以防止“富浆”。 • 为防止浆液下沉无砂砼不宜强烈振捣，可采用铁锨拍打表面提高表面骨料结合力。 • 无砂砼存在大量孔隙，不能采取洒水养护；宜采用不透水的彩条布覆盖养护 。

16. 减压排水系统监理要点-减压排水管 • 减压排水管需具有一定刚度，一般选用加筋管，产品的材质、弯拉极限强度和弯曲刚度等指标须符合设计要求，进场后及时钻孔、并包裹土工布，以备施工。 • 管道一般选用承插口，并采用橡胶圈密封。 • 管道安装过程中需采用临时封堵措施，安装完成的管道及时安装单向阀，防止垃圾、混凝土等堵塞。 • 管道安装验收合格后及时组织反滤层回填，按照设计要求进行填料的密实处理。

17. 坞室监理要点-锚杆栽设 • 锚杆选用螺纹钢，进场后检查材料、直径、长度，为保证栽设时在孔中竖直，需焊接2根定位架。 • 钻孔一般选用风钻或水钻，灌浆前，需采用压力水或压缩空气清孔，保证孔内清洁。 • 注浆：注浆管与锚杆体下于孔内，用砂浆泵在常压下经压浆管将水泥砂浆输送至孔底，边注边匀速缓慢提升注浆管，待孔口有浆液溢出时，停止注浆，砂浆终凝前，根据情况确定是否补浆。 • 砂浆到达龄期后进行抗拔试验，抗拔试验数量一般选用3%，强度不小于设计要求。

18. 坞口监理要点-坞口止水 • 坞口止水一般采用花岗岩和不锈钢板结构。 • 坞口止水的特点是安装精度高。门框前沿面与准线的偏斜允许偏差2mm，门框表面平整度允许偏差为2mm，检验数量均是每1米一处。 • 施工流程：门槛一期混凝土浇注并预留定位钢筋—制作安装预埋件/砌筑花岗岩—钢筋绑扎—二期混凝土浇注。

19. 浇注一期混凝土并预埋螺栓。 制作预埋件，安装搭接锚筋和定位螺母。 将预埋件上的锚筋和预埋螺栓焊接联结。 通过调节定位螺母调整预埋件位置至合格。 浇注二期混凝土。 坞口止水—不锈钢板止水

20. 浇注一期混凝土并预埋螺栓。 花岗岩制作，安装搭接锚筋。 砌筑花岗岩。 绑扎钢筋。 浇注二期混凝土。 坞口止水—花岗岩止水

21. 监理控制要点—坞口止水 • 原材料加工控制：主要检查花岗岩加工面平整度、不锈钢板的平整度和平面扭曲。 • 测量控制：在门框前沿面海侧一段距离（如500mm，方便支设经纬仪）设置一控制点，选一距门框前沿面等距点作为后视点（固定，防止度盘带动差），以两点组成的竖直面作为控制面控制各安装单元。 • 止水件验收合格后及时浇注二期砼防止构件变形。

22. 止水系统-帷幕灌浆（一） • 帷幕灌浆是将水泥浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成阻水幕，以减小渗流量。 • 主要在船坞外围止水带两侧呈线性布置，根据岩石破碎情况分为二排孔和三排孔。 • 帷幕灌浆分为悬挂式和接地式两种。悬挂式帷幕在相对不透水层较深或分布无规律的地区，采用此种方式，通常需配合其他防渗措施。接地式帷幕深入相对不透水层，形成相对封闭的防渗层。

23. 止水系统-帷幕灌浆（二） • 先导孔：最先施工的、用于核对或补充灌浆地区地质资料的少数灌浆孔。 • 压水试验：利用水泵将清水压入钻孔试验段，计算岩体相对透水性和了解裂隙发育程度的试验。 • 压水试验计算公式：q= Q/PL q: 试段透水率，Lu;Q: 压入流量, L/min;P: 作用于试验段的全压力, MPa;L: 试验段长, m • 检查孔：用于检查灌浆地区透水率的灌浆孔。

24. 止水系统-帷幕灌浆（三） • 施工段施工流程：先导孔—压水试验确定岩石透水率—普通灌浆一序孔—普通灌浆二序孔—检查孔压水检查灌浆效果—下一施工段。 • 灌浆孔施工顺序：两排孔：下游排→上游排。三排孔：下游排→上游排→中间排。 • 单孔施工流程：施工准备—钻机钻孔—钻孔冲洗—灌浆—下一段钻孔—钻孔冲洗—灌浆—往复灌浆至设计标高或岩层—封孔。

25. 止水系统-帷幕灌浆（四） • 主要施工设备： • 地质回旋钻机 • 浆液搅拌机 • 压浆泵 • 灌浆塞

26. 钻孔设备：地质回旋转（发电机带动）

27. 浆液搅拌设备：立式搅拌机 浆液搅拌设备：立式搅拌机

28. 灌浆泵

29. 灌浆塞：用于灌浆或压水过程中封堵施工段、避免漏浆，保证压力值的橡胶塞子。灌浆塞：用于灌浆或压水过程中封堵施工段、避免漏浆，保证压力值的橡胶塞子。 灌浆塞

30. 止水系统-帷幕灌浆（五） • 根据灌浆段施工顺序划分，帷幕灌浆方式有： • 自上而下分段灌浆法 • 自下而上分段灌浆法 • 根据帷幕灌浆方式划分，帷幕灌浆方式有： • 循环式帷幕灌浆 • 纯压式帷幕灌浆

31. 已灌浆段 灌浆段 自上而下分段灌浆法 • 自上而下分段灌浆法：自上而下分段灌浆法：从上向下逐段进行钻孔，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔底的灌浆方法。

32. 未灌浆段 灌浆段 自下而上分段灌浆法 • 自下而上分段灌浆法：从上向下一次钻孔成孔，逐段安装灌浆塞进行灌浆，直至孔口的灌浆方法。

33. 循环式灌浆：

34. 纯压式灌浆：

35. 止水工程—帷幕灌浆（六） 灌浆压力确定：根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范DL_T5148-2001》规范规定“灌浆压力应根据工程和地质情况进行分析计算并结合工程类比拟定，必要时进行灌浆试验论证而后在施工过程中调整确定”的要求，根据现场试验论证确定本工程止水帷幕灌浆压力值（MPa）

36. 止水系统—试验段灌浆压力参考值

37. 止水工程—帷幕灌浆（八） • 灌浆溶液水灰比一般分为5∶1,3∶1,2∶1,1∶1,0.8∶1,0.5∶1六个比级。浆液变化原则： • 当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比； • 当某一级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级灌注； • 当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。

38. 止水工程—帷幕灌浆（九） • 灌浆结束指标：在设计压力下，当残余吸浆量小于0.4L/min时，自上而下灌浆延续时间为60 min，自下而上灌浆时间为30 min；当注入率不大于1L/min时，闭浆时间延续60 min或90 min，灌浆结束。灌浆过程中如回浆变浓，宜换用相同水灰比的新浆进行灌注。若效果不明显，延续灌注30min后停止灌注。 • 封孔方法：孔底段灌浆结束后，将灌浆塞上提至接触段，将孔内余浆置换成水灰比为0.5:1的浓浆后进行纯压式灌浆封孔，封孔压力为孔底段的灌浆压力，封孔时间为30min。

39. 止水工程—帷幕灌浆（十） • 检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14d后进行，采用自上而下分段卡塞，单点法进行检测。 • 检查孔数量为灌浆孔总量的10%，布置在: 帷幕中心线上； 岩石破碎、断层、裂隙发育、强岩容等地质条件复杂的部位； 注入量大的孔段附近； 灌浆情况不正常。

40. 止水工程—帷幕灌浆（十一） 单点法压水试验压入流量的稳定标准在规定的压力下并保持稳定后，每3min～5min测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时，压水试验即可结束，取最终值作为计算值，按上述公式计算地层的透水率q值，单位为Lu。

41. 止水工程监理要点—帷幕灌浆 • 钻孔过程中检查孔位、孔深、孔数、其偏差及数量否符合强制性标准要求 • 灌浆施工中检查浆液浓度、温度是否符合要求；检查承包商压力表压强、孔位、段长是否正确；是否按照从上到下的灌浆顺序执行；严格按照“灌浆结束指标”结束灌浆施工。 • 压水试验前检查承包商是否用水冲洗成孔、检查灌浆塞是否完好，压水孔段封堵是否严密；压水过程中是否存在漏水现象。如果存在上述现象，则要求施工方进行整改。

42. 止水工程监理要点—帷幕灌浆 • 压水试验过程中检查承包商压力表压强、孔位、段长是否正确，同时严格按照规范要求四次读数，求出对应吕荣值。先导孔压水时，应详细记录相应数据，以作为岩层破碎带的确认的依据。 • 检查承包商是否遵循“浆液变化原则”进行施工。 • 检查承包商是否按“灌浆结束指标”要求完成灌浆。 • 检查承包商封孔过程是否采用全孔灌浆封孔法，且严格按照规范标准执行。

43. 止水工程监理要点—帷幕灌浆 • 冬季施工中严格控制淡水及浆液温度。灌浆时浆液温度不得低于+5℃，搅拌用水温度不得高于40℃。（见《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范DL_T5148-2001》）。

44. 止水工程监理要点—帷幕灌浆 • 灌浆中断时，可按照下述原则处理： • 应及早恢复灌浆，否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应先进行扫孔，而后恢复灌浆。 • 恢复灌浆时，使用开灌比级的水泥浆灌注，如注入率与中断前的相近．可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。 • 恢复灌浆后，如注入率较中断前减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施处理。

45. 止水工程监理要点—帷幕灌浆 • 灌浆段注入量大，灌浆难以结束时，可选用下列措施处理： • 低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆。 • 浆液中掺加适量细砂或速凝剂。 • 灌注稳定浆液或混合浆液。 • 备注：见《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范DL_T5148-2001》）

46. 止水工程监理要点—帷幕灌浆 • 质量合格标准：透水率小于设计要求。检查孔数量为灌浆总孔数的10%，检查孔的第一段及第二段合格率为100%，其余各段的合格率不小于90%，不合格孔段的透水率不超过设计规定值的150%，且不集中，灌浆质量可认为合格。 • 检查孔合格后对每个单元段进行单元验收。检查孔位偏差、孔数是否符合《水运工程质量检验评定标准》要求。并进行隐蔽资料记录并整理。

47. 止水工程监理要点—帷幕灌浆 • 孔位偏差较大：施工作业面大部分是隐蔽在水中的，所以现场监理员除了要随时抽测其孔深外，还要对孔位进行测量。 • 压力表故障：压力表是此工程中使用做多，耗损做多的附属设施。无论是压水试验还是灌浆施工总能检查出压力表读数不准甚至为零的情况，需及时更换。 • 灌浆塞位置：承包商为了加快进度，经常调整灌浆塞的位置，把2段并作一段进行灌浆施工。现场监理人员应随时抽查灌浆塞位置，要求其按规范操作。

48. 灌排水系统 • 灌排水系统主要有泵房和明沟。 • 排水明沟主要将船坞内表层积水汇流至泵房，通过泵房排出船坞，为坞内提供工作面。

49. 排水系统—泵房

50. 排水系统—泵房 • 泵房为钢筋砼箱形结构，自下而上由流道层、水泵层、电机层、面层组成。 • 防水：泵房外墙的临水面以及水泵层面板底面采用水泥基渗透结晶型防水材料涂刷。泵房与相邻建筑物之间以及分层施工段之间均安装200mm宽止水带止水。 • 主要设施：主排水泵2台，副排水泵3台，控制柜等。