碧海藍天之間，江蘇連云港港徐圩港區(qū)六港池64至65號液體散貨泊位如巨龍盤旋，將一灣碧波擁于懷中，氣貫長虹。2022年9月，運載6.5萬噸原油的8萬噸級巴拿馬型油輪“天龍座”號順利靠泊，由三航院設計、三航局施工的全國首個全裝配式高樁碼頭——連云港港徐圩港區(qū)64至65號泊位正式投產(chǎn)運營。

“化零為整，既安全又整潔，相比過去，煥然一新?！笔⒑鐭捇B云港港口儲運有限公司副總經(jīng)理陳昌林感嘆道。傳統(tǒng)的高樁碼頭，水上現(xiàn)澆工序繁雜，依次架設鋼抱箍圍囹支撐系統(tǒng)、鋪設底模、綁扎鋼筋、安裝側(cè)模、澆筑混凝土、拆除側(cè)模及鋼抱箍圍囹，以上工序均需要等到潮落時才能施工，投入工人數(shù)量多，在搶抓水位窗口期時需要多個工作面和多個班組同時開展施工。如今，全裝配式碼頭施工場景完全不同，采用插槽式構件實現(xiàn)與樁基的連接，通過樁頂自支撐，僅需架設操作平臺輔助安裝，安裝人員在低潮水時可以快速批量化安裝，建設工效得到極大提高。同規(guī)模傳統(tǒng)高樁碼頭結(jié)構預制構件總數(shù)量高達1000余件，64至65號泊位工程預制構件總量僅195件，均采用工廠化制造，可快速拼接吊裝，大大減少了水上預制件吊裝次數(shù)和現(xiàn)場混凝土澆筑量。采用新工藝后，原定12個月的工期被大幅縮短至7個月。

從“藍圖”變“美圖”，從設想到現(xiàn)實，三航院、三航局攜手攻克了多項關鍵技術，形成的《裝配式高樁碼頭設計與施工規(guī)范》被立項為行業(yè)標準。

擘畫行業(yè)新藍圖

時間回到2021年4月。連云港港徐圩港區(qū)64至65號液體散貨泊位位于大型石化港區(qū)內(nèi)，港內(nèi)生產(chǎn)任務繁忙，液化船只進出港頻繁。工程所在地距離后方陸地區(qū)域約16公里，僅有公共管廊旁一條7米寬道路相接，建設通道嚴重受限，采用常規(guī)高樁碼頭結(jié)構，水上作業(yè)船舶多，與港區(qū)生產(chǎn)干擾大，工程建設期長，不能滿足業(yè)主要求。為解決生產(chǎn)干擾和建設期長的問題，工程技術人員大膽創(chuàng)新，提出了模塊化裝配式高樁碼頭設想。

模塊化裝配式高樁碼頭采用“搭積木”理念，將高樁碼頭“肢解”為標準化構件和非標準化構件，在工廠進行批量制作后，再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，通過拼裝形成碼頭。模塊化裝配式高樁碼頭的施工方式實現(xiàn)了碼頭在陸地工廠里制造。

為最大限度提升碼頭全裝配式比例，三航院設計團隊提前半年采用理論分析、數(shù)值模擬、物理模型、現(xiàn)場試驗等多種手段進行研究，優(yōu)化工藝設計，對吊裝工藝、構件堆放等進行4D模擬。以“安裝量減少80%、施工人員減少85%、建設工期縮短40%”為目標，設計團隊對方案精雕細琢。方案經(jīng)過5輪“大修”、8輪“小修”，終于達到預計效果。“過程是痛苦的，結(jié)果是可喜的?！苯?jīng)過數(shù)月的科研攻關，水工專業(yè)設計負責人盛佳珺欣慰地說。

模塊預制品質(zhì)好

作為國內(nèi)首個新型全裝配式高樁碼頭，64至65號液體散貨泊位借鑒了“樂高”積木精巧、裝配化、模塊化的設計理念，以“搭積木”方式組建碼頭結(jié)構，創(chuàng)造性地將碼頭主體結(jié)構由傳統(tǒng)的3個樁帽集成為超大預制橫梁，精細化設計減少混凝土用量。

碼頭上部結(jié)構則由原來的預制縱梁、縱橫梁現(xiàn)澆節(jié)點、預制面板集成為異形梁板——π型預制梁板，大大縮短構件安裝時間，將構件裝配率提高至70%以上。項目團隊將水上現(xiàn)澆施工轉(zhuǎn)至陸上預制，細化受力分析，完善預制卡槽，實現(xiàn)了工廠化、模塊化生產(chǎn)。

然而，轉(zhuǎn)至陸上預制并不意味著簡單易做。π型預制梁板最大板長14.7米，寬9.2米，高1.75米，重達220噸，相當于22頭成年大象的重量，是國內(nèi)高裝碼頭施工最大單體構件。作為碼頭的重要構件，π型梁板承擔著碼頭“脊柱”的作用，直接承受作用于碼頭上的各種載荷和外力，質(zhì)量要求極為嚴格?！半m然是首次制作，我們一定保證每一榀梁板的高品質(zhì)！”接到預制任務的三航局灌河工程處總工張國明鄭重地說。

高質(zhì)量梁板施工的第一步便是模板的選擇。開工之初，三航局預制團隊設計了木模板和整體式鋼內(nèi)模兩套模板方案。但經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，相比整體式鋼內(nèi)模，木模板剛性不高、易變性，長時間使用表面會產(chǎn)生一定損壞，容易導致澆筑的梁板表面坑坑洼洼。

于是，三航局建設團隊果斷決定采用整體式鋼內(nèi)模。可開工不久，鋼筋伸出模板外的槽口處就出現(xiàn)了漏漿問題，預制團隊迅速開展技術“會診”。經(jīng)現(xiàn)場勘察，很快找到了癥結(jié)。原來，直徑14毫米的外露鋼筋同模板槽口存在2毫米、不耐老化縫隙。雖采用密封膠條密封，但其彈性不好，在澆筑時容易出現(xiàn)漏漿，從而嚴重影響梁體外觀質(zhì)量。如果漏漿問題不解決，肯定會因為質(zhì)量不達標影響各構件之間的拼接。

苦思冥想之際，張國明從修理組的套筒扳手中得到啟發(fā)，提出采用預埋鋼筋套筒的方式，將鋼筋端部用滾軋工藝加工成直螺紋，并用相應的連接套筒將鋼筋連接，套筒正好可以將間隙完美覆蓋。這樣不僅能達到止漏效果，而且外形美觀、易于模板拆裝，一舉多得。提議得到了大家充分肯定，加工好的鋼筋安上了套筒，有效解決了漏漿問題。

解決了漏漿問題，新的問題又接踵而至?！皬埧偅瑑?nèi)模與混凝土吸附在一起，無法正常脫模了?！必撠煵鹉５氖┕T匯報說。張國明立刻帶領團隊奔赴脫模施工現(xiàn)場，就地召開裝配式π型梁板技術研討會商量對策。

原來，π型梁板是四面封閉的凹形結(jié)構，內(nèi)模與π型梁板混凝土產(chǎn)生了“真空吸附”效應，并且澆筑時混凝土給四周模板施加側(cè)向壓力，導致脫模困難，只能采用人工脫模形式。但是，人工脫模效率太低，很難完成每天的制梁任務，而且需借助外力敲擊，脫模過程會對模板造成局部損壞，拆模后的梁板外觀質(zhì)量較差。

“既然整體式鋼內(nèi)模不行，為什么不將內(nèi)模分為兩塊，用設備代替人工脫模呢？”張國明提出了新的想法。帶著新思路，技術團隊走訪了行業(yè)內(nèi)專家、設計單位尋求解決辦法。經(jīng)過一番調(diào)研，找到了最終的“鑰匙”——液壓可調(diào)節(jié)式內(nèi)模板。該內(nèi)模板分為兩塊，每塊內(nèi)模板的頂面下方放置液壓千斤頂，運用千斤頂對內(nèi)模進行上下頂升運動，可徹底解決拆模問題。面對這項“神奇的脫模術”，項目技術團隊懸著的心終于落地?！霸刃枰?個人的活，現(xiàn)在2個人便能完成，外觀也特別光滑，一點坑洼都不存在，簡直太厲害了?！泵撃９と死侠钸呎f邊豎起大拇指。

不僅如此，為了保證施工進度以及質(zhì)量，建設團隊還購置了混凝土養(yǎng)護專用的蒸汽發(fā)生器，控制好溫度、濕度，讓這些“巨無霸”在溫室里得到高質(zhì)量養(yǎng)護，出模速度也由之前的5天1榀提升到2天1榀。

與此同時，建設團隊將信息化同質(zhì)量管理有效結(jié)合，采用二維碼和標識牌噴涂相結(jié)合的方式，標明產(chǎn)品的編號、生產(chǎn)日期、工序的操作時間。二維碼內(nèi)含有工序責任人、施工圖紙等具體信息，為π型梁板量身打造出“身份證”。“一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，技術員便可依據(jù)身份信息迅速追溯到相關責任人，及時進行整改，確保π型梁板質(zhì)量優(yōu)異?！睆垏餍判臐M滿地說道。

綠色環(huán)保有實效

“綠水青山就是金山銀山?！痹诮ㄔO過程中，三航局、三航院積極踐行徐圩新區(qū)“綠色石化產(chǎn)業(yè)基地”的環(huán)保理念，以工藝創(chuàng)新從源頭降低施工對海洋污染。

碼頭組件經(jīng)新型結(jié)構安裝后，可立即形成水上施工工作面，避免抱箍、鋼筋、模板等水上現(xiàn)澆材料的頻繁吊運，減少了大量臨水、臨邊作業(yè)，降低了水上作業(yè)風險。

預制場里，操作工王興北正在對預制構件進行防腐處理。他邊刷著防腐涂料邊感嘆道：“20多年了，我不是腳踩小船，就是綁著安全繩在海上施工，沒想到還能在岸上完成這些工作。”“老伙計，科技進步了，時代變了?！笔┕り犖樨撠熑瞬苁乐遗闹贤醯募绨蛘f。采取全裝配工藝后，水上作業(yè)人員由原來的“千人會戰(zhàn)”壓縮到幾十人班組攻關，人員減少85%，很多原本需要王興北們在水上作業(yè)工序都改成了陸上施工，大大減少了建筑材料對海洋的污染，也有效避免傳統(tǒng)施工階段長期浸泡海水對鋼筋混凝土耐久性產(chǎn)生影響。

此外，項目部采用大型起重船代替小型施工船舶，將現(xiàn)場施工船組數(shù)量減少近一半。同時，還對船舶油污、廢棄物排放均進行統(tǒng)一收集，并轉(zhuǎn)運至陸上集中處理。“這是一個從無到有，從一張白紙到一幅藍圖的艱辛過程。我們將繼續(xù)深耕水工市場，為中交在裝配式碼頭領域繼續(xù)探索實踐?！表椖吭O計總負責人郭兆珈感慨地說。

從設想到現(xiàn)實，從預制樁帽的試驗到實現(xiàn)碼頭主體結(jié)構全裝配化，三航局與三航院齊心聚力，以“交通強國”“智慧交通”建設為引領，在助力地方經(jīng)濟發(fā)展的同時為編寫行業(yè)設計與施工標準規(guī)范貢獻中交智慧，為推動我國交通水運行業(yè)發(fā)展貢獻中交力量。