威海港橋墩水下加固工程施工方案一、工程概況1.1工程背景本工程位于威海市環(huán)翠區(qū)威海港海域，主要對(duì)港區(qū)3#、5#橋墩進(jìn)行水下結(jié)構(gòu)加固。該橋墩始建于2005年，經(jīng)水下檢測(cè)發(fā)現(xiàn)存在混凝土保護(hù)層剝落、鋼筋銹蝕、結(jié)構(gòu)裂縫等病害，需采用水下焊接、碳纖維加固及混凝土修補(bǔ)等工藝進(jìn)行處理。工程區(qū)域北臨黃海，屬典型的港灣海岸地貌，作業(yè)水深6-12米，最大潮差1.81米，施工區(qū)域海底沉積物以粉砂質(zhì)砂為主，局部伴有礫石分布。1.2工程地質(zhì)與水文條件威海港海域潮汐類型為正規(guī)半日潮，2025年9月施工期潮汐特征值如下：滿潮水位2.6米（02:08）、干潮水位0.7米（08:49）、次滿潮2.0米（14:55）、次干潮0.9米（20:36）。潮流以往復(fù)流為主，漲潮流速0.8-1.2m/s，落潮流速0.6-1.0m/s。海水溫度22-26℃，鹽度30-32‰，透明度1.5-3.0米，pH值8.1-8.3。根據(jù)地質(zhì)勘察，橋墩基礎(chǔ)為直徑1.8米的鉆孔灌注樁，樁周覆蓋層厚度1.2-2.5米，下伏基巖為花崗閃長(zhǎng)巖。1.3主要工程量序號(hào)施工項(xiàng)目單位工程量備注1水下檢測(cè)處2含結(jié)構(gòu)探傷、裂縫測(cè)量2混凝土表面處理㎡120含鑿除、清理3水下焊接m86鋼筋接長(zhǎng)及加固4碳纖維布加固㎡95采用300g單向布5水下混凝土澆筑m328C40水下不分散混凝土6模袋混凝土護(hù)坡㎡150厚度20cm二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備組織技術(shù)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審，編制詳細(xì)的《水下作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》，重點(diǎn)明確：潛水作業(yè)程序需符合《潛水及水下作業(yè)通用規(guī)則》（2025版）要求水下焊接執(zhí)行《水下焊接與切割安全規(guī)程》最新標(biāo)準(zhǔn)混凝土修補(bǔ)材料應(yīng)滿足《水下不分散混凝土技術(shù)規(guī)范》指標(biāo)碳纖維加固系統(tǒng)需通過(guò)中國(guó)船級(jí)社（CCS）認(rèn)證2.2設(shè)備與材料準(zhǔn)備2.2.1潛水設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量備注水面供氣式潛水裝具KM-374套含頭盔、干式潛水服應(yīng)急備用氣瓶12L/200bar8個(gè)滿足12.5米水深緊急出水潛水通訊系統(tǒng)水聲電話+信號(hào)繩4套雙備份通訊水下攝像機(jī)HD-1080P2臺(tái)帶LED補(bǔ)光水下機(jī)器人ROV-X1001臺(tái)用于前期探測(cè)及后期驗(yàn)收2.2.2施工設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量備注電動(dòng)空壓機(jī)V-0.6/82臺(tái)排氣量0.6m3/min柴油空壓機(jī)3W-0.9/81臺(tái)備用電源水下電弧焊機(jī)ZX7-4002臺(tái)直流反接液壓切割鋸WS-221臺(tái)金剛石鋸片混凝土噴射機(jī)PZ-51臺(tái)用于水下修補(bǔ)2.2.3主要材料水下焊條：E6013（Φ3.2mm），符合AWSA5.1標(biāo)準(zhǔn)碳纖維布：300g/m2，抗拉強(qiáng)度≥3000MPa水下修補(bǔ)劑：UW-801環(huán)氧灌漿料C40水下不分散混凝土：初凝時(shí)間≥2h，流動(dòng)度≥500mm緩蝕劑：亞硝酸鈣基，摻量3%2.3人員配置崗位人數(shù)資質(zhì)要求職責(zé)項(xiàng)目經(jīng)理1注冊(cè)建造師（市政一級(jí)）全面管理潛水隊(duì)長(zhǎng)1資深潛水監(jiān)督證潛水作業(yè)指揮潛水員4空氣潛水員證水下操作水下焊工2水下焊接特種作業(yè)證金屬結(jié)構(gòu)焊接檢測(cè)工程師2無(wú)損檢測(cè)Ⅱ級(jí)證質(zhì)量檢驗(yàn)安全員2潛水安全監(jiān)督員證安全管理設(shè)備工程師1機(jī)電工程師證設(shè)備維護(hù)三、施工總體部署3.1施工流程本工程采用"潮汐窗口作業(yè)法"，將每日施工劃分為三個(gè)作業(yè)時(shí)段：第一窗口：03:00-07:00（漲潮期），主要進(jìn)行水下檢測(cè)及表面處理第二窗口：09:00-13:00（平潮期），主要進(jìn)行焊接及加固作業(yè)第三窗口：15:00-19:00（落潮期），主要進(jìn)行混凝土澆筑及驗(yàn)收3.2施工平面布置施工船舶配置包括：1000t級(jí)作業(yè)平臺(tái)船1艘（長(zhǎng)45m×寬16m），作為主要施工平臺(tái)200t級(jí)輔助駁船1艘，用于材料運(yùn)輸交通艇1艘（12座），用于人員接送錨艇1艘（80馬力），用于船舶定位平臺(tái)船設(shè)置四個(gè)作業(yè)區(qū)域：潛水準(zhǔn)備區(qū)：配備潛水裝具存放柜、空氣凈化系統(tǒng)設(shè)備區(qū)：布置空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)、焊接設(shè)備材料區(qū)：設(shè)置防水倉(cāng)庫(kù)及混凝土攪拌站指揮區(qū)：配備監(jiān)控系統(tǒng)、通訊設(shè)備及減壓艙3.3進(jìn)度計(jì)劃總工期45天，關(guān)鍵線路如下：施工準(zhǔn)備（7天）→水下檢測(cè)（5天）→表面處理（8天）→鋼筋焊接（10天）→碳纖維加固（6天）→混凝土修補(bǔ)（7天）→驗(yàn)收（2天）四、主要施工工藝4.1水下檢測(cè)與探摸4.1.1檢測(cè)方法采用"潛水員探摸+水下機(jī)器人+無(wú)損檢測(cè)"的綜合檢測(cè)方案：ROV初步掃描：使用水下機(jī)器人對(duì)橋墩進(jìn)行360°掃描，生成三維點(diǎn)云模型潛水員探摸：采用觸摸檢查法測(cè)定裂縫寬度、深度，使用水下卡尺測(cè)量鋼筋直徑無(wú)損檢測(cè)：對(duì)可疑區(qū)域進(jìn)行水下超聲波探傷（UT）和電磁感應(yīng)鋼筋檢測(cè)4.1.2數(shù)據(jù)處理檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至水面工作站，使用專用軟件生成《水下結(jié)構(gòu)缺陷分布圖》，對(duì)裂縫按寬度分級(jí)：Ⅰ級(jí)（<0.2mm）：表面封閉處理Ⅱ級(jí)（0.2-0.5mm）：壓力灌漿處理Ⅲ級(jí)（>0.5mm）：碳纖維加固+灌漿處理4.2水下表面處理4.2.1混凝土鑿除采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)（工作壓力0.6MPa）對(duì)破損混凝土進(jìn)行鑿除，控制參數(shù)：鑿除深度：≥50mm（直至露出新鮮混凝土面）鑿除速度：1.5-2.0㎡/h沖擊頻率：3000次/min施工要點(diǎn)：采用"由上至下、分層鑿除"的順序?qū)Ρ┞朵摻钸M(jìn)行除銹處理（Sa2.5級(jí)）碎屑通過(guò)水下吸塵器清除，避免污染擴(kuò)散4.2.2鋼筋處理銹蝕鋼筋：使用鋼絲刷+噴砂聯(lián)合除銹，露出金屬光澤斷裂鋼筋：采用水下焊接接長(zhǎng)，搭接長(zhǎng)度≥10d（d為鋼筋直徑）新增鋼筋：植入深度≥10d，采用水下環(huán)氧錨固劑4.3水下焊接施工4.3.1焊接工藝采用濕法手工電弧焊，主要參數(shù)：焊條直徑：3.2mm焊接電流：90-110A電弧電壓：22-26V焊接速度：80-120mm/min4.3.2操作要點(diǎn)焊前清理：用專用水下毛刷清除焊接區(qū)域水分及雜質(zhì)引?。翰捎媒佑|法引弧，保持短弧操作（弧長(zhǎng)2-3mm）運(yùn)條：采用直線往返運(yùn)條法，每層焊道厚度≤3mm層間處理：使用銅刷清理焊渣，確保層間熔合良好質(zhì)量控制：每道焊口進(jìn)行100%外觀檢查，咬邊深度≤0.5mm重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行水下UT探傷，Ⅰ級(jí)合格4.4碳纖維加固施工4.4.1施工流程基層處理：打磨混凝土表面至平整，露出骨料底膠涂刷：采用UW-802環(huán)氧底膠，厚度0.2-0.3mm碳纖維布粘貼：采用濕法粘貼工藝，用橡膠刮板排除氣泡面膠涂刷：覆蓋碳纖維布，厚度0.3-0.5mm4.4.2質(zhì)量要求粘結(jié)強(qiáng)度：≥2.5MPa（混凝土內(nèi)聚破壞）搭接長(zhǎng)度：≥100mm空鼓率：≤5%（單個(gè)空鼓面積≤100cm2）4.5水下混凝土修補(bǔ)4.5.1模袋混凝土施工模袋選型：采用400g/m2丙綸機(jī)織布，袋體厚度20cm混凝土配合比：水泥:砂:石:水=1:1.8:2.2:0.45，摻加0.8%絮凝劑澆筑工藝：采用導(dǎo)管法澆筑，管口距模袋距離≤50cm，控制澆筑速度1.5m3/h4.5.2水下不分散混凝土施工配合比設(shè)計(jì)：水泥420kg/m3，粉煤灰80kg/m3，石子5-20mm連續(xù)級(jí)配攪拌工藝：先干拌30s，再加不分散劑溶液攪拌90s澆筑方法：采用溜管法澆筑，導(dǎo)管埋深≥1.0m，提拔速度≤0.3m/min五、安全保障措施5.1潛水作業(yè)安全5.1.1設(shè)備安全空氣供給系統(tǒng)：采用兩級(jí)過(guò)濾裝置（油水分離器+活性炭過(guò)濾器）儲(chǔ)氣瓶壓力≤200bar，每日檢查安全閥配備應(yīng)急供氣系統(tǒng)，確保中斷供氣時(shí)3分鐘內(nèi)切換通訊系統(tǒng)：采用水聲電話+信號(hào)繩雙備份通訊信號(hào)繩規(guī)定：1拉-正常，2拉-上升，3拉-緊急5.1.2作業(yè)安全潛水前檢查：潛水員體檢：血壓≤130/84mmHg，心率60-100次/min裝具檢查：頭盔氣密性測(cè)試（壓力0.2MPa，保壓5min）水面試驗(yàn)：供氣系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)30分鐘，流量≥80L/min潛水程序：下潛速度：≤15m/min水下停留時(shí)間：≤2小時(shí)（6米水深）上升速度：≤8m/min，嚴(yán)格執(zhí)行減壓程序5.2施工安全防護(hù)5.2.1防絞纏措施作業(yè)區(qū)域設(shè)置防護(hù)網(wǎng)（網(wǎng)目5cm×5cm）潛水員穿戴防割手套及護(hù)具信號(hào)繩與供氣軟管分置，間距≥1.5m5.2.2電氣安全水下用電設(shè)備采用雙極漏電保護(hù)（動(dòng)作電流≤15mA）電纜接頭采用防水密封處理（IP68級(jí)）焊接回路設(shè)置水下接地極，接地電阻≤4Ω5.3應(yīng)急預(yù)案5.3.1潛水事故應(yīng)急減壓病處理：現(xiàn)場(chǎng)配備6人座減壓艙，最大工作壓力0.6MPa準(zhǔn)備DCS急救箱，含補(bǔ)液、皮質(zhì)激素等藥品與威海市立醫(yī)院建立綠色通道（車程25分鐘）水下絞纏救援：配備水下切割工具（液壓剪、割繩器）制定"3分鐘響應(yīng)，10分鐘脫困"救援程序備用潛水員隨時(shí)待命（著裝時(shí)間≤5分鐘）5.3.2惡劣天氣應(yīng)對(duì)氣象預(yù)警：每日接收威海市海洋預(yù)報(bào)臺(tái)信息防風(fēng)措施：風(fēng)力≥6級(jí)時(shí)停止作業(yè)，船舶進(jìn)入避風(fēng)錨地防臺(tái)風(fēng)預(yù)案：配備4套2噸級(jí)防臺(tái)錨，纜繩安全系數(shù)≥6六、質(zhì)量控制6.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)本工程執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)：《潛水及水下作業(yè)通用規(guī)則》（2025版）《水下焊接與切割安全規(guī)程》（GB16633-2025）《水下結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》（JTS/T203-2020）《職業(yè)潛水員體格檢查要求》（GB20827-2025）6.2質(zhì)量控制要點(diǎn)6.2.1材料檢驗(yàn)所有進(jìn)場(chǎng)材料需進(jìn)行"三檢"：外觀檢查：碳纖維布無(wú)破損、褶皺；焊條藥皮無(wú)脫落性能測(cè)試：每批次混凝土進(jìn)行流動(dòng)度及強(qiáng)度試驗(yàn)第三方檢測(cè)：碳纖維布拉伸強(qiáng)度（見(jiàn)證取樣）6.2.2工序控制水下檢測(cè)：建立"一墩一檔"檢測(cè)檔案焊接質(zhì)量：每道焊口編號(hào)，留存影像資料混凝土施工：制作水下試塊（每組3塊），標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天6.3驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法混凝土表面平整度≤5mm/2m水下靠尺碳纖維布粘結(jié)強(qiáng)度≥2.5MPa現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)焊接接頭強(qiáng)度≥母材強(qiáng)度的90%拉伸試驗(yàn)鋼筋保護(hù)層厚度+10mm,-5mm電磁感應(yīng)儀裂縫修補(bǔ)效果無(wú)滲水，表面平整水下觀察七、施工進(jìn)度計(jì)劃7.1關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制節(jié)點(diǎn)編號(hào)節(jié)點(diǎn)名稱計(jì)劃時(shí)間控制措施K1施工船舶就位第3天提前辦理海事許可K2水下檢測(cè)完成第8天增加檢測(cè)班組K3焊接作業(yè)完成第23天采用雙班制K4碳纖維加固完成第29天備用碳纖維布K5竣工驗(yàn)收第45天提前7天自檢7.2進(jìn)度保障措施潮汐窗口管理：編制每日《潮汐作業(yè)計(jì)劃表》，精確到小時(shí)設(shè)備保障：關(guān)鍵設(shè)備備用率100%，如空壓機(jī)一用一備材料儲(chǔ)備：主要材料儲(chǔ)備量為設(shè)計(jì)用量的120%人員保障：潛水員實(shí)行"四班三運(yùn)轉(zhuǎn)"，確保作業(yè)連續(xù)性八、環(huán)境保護(hù)措施8.1海洋生態(tài)保護(hù)施工區(qū)域設(shè)置圍油欄（長(zhǎng)50m×高1.2m），防止油污擴(kuò)散船舶生活污水經(jīng)處理后排放（COD≤100mg/L）水下作業(yè)產(chǎn)生的碎屑采用真空吸污裝置回收，上岸處理8.2噪聲與振動(dòng)控制空壓機(jī)設(shè)置隔音罩，噪聲≤85dB(A)水下沖擊作業(yè)避開(kāi)魚(yú)類繁殖期（5-8月）夜間（22:00-06:00）停止水下爆破等強(qiáng)噪聲作業(yè)8.3廢棄物管理垃圾分類存放：設(shè)置可回收、有害、生活垃圾三類收集箱危險(xiǎn)廢物（廢油、廢焊條）交由有資質(zhì)單位處置施工結(jié)束后清理海底遺留物，達(dá)到"零遺留"標(biāo)準(zhǔn)九、結(jié)論與建議本方案針對(duì)威海港橋墩水下加固工程特點(diǎn)，結(jié)合2025年最新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)厮臈l件，制定了科學(xué)合理的施工方案。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)包括："潮