基床拋石在防波堤施工中的應用

郭云爽

( 新疆水利電力建設總公司，烏魯木齊830000)

1 項目概況

新疆某河流主防波堤為重力式直立堤，其中接岸段( AB)由于巖層埋深較淺，清除淤泥后在上面直接現澆混凝土平臺及擋浪墻，防浪墻底端設置觀海平臺。其余段采用沉箱重力式結構，根據水深及地質情況，采用暗基床。先清除淤泥，然后拋填10 ～100 kg 塊石，基床底寬為20 m，基槽邊坡坡度為1∶3。上部安裝沉箱，底板厚為400 mm，側壁厚350 mm，隔板厚200 mm，沉箱上部現澆混凝土胸墻和擋浪墻，擋浪墻頂高程為5．5 m，胸墻頂高程均為3．5 m。

本工程在施工總體部署上，力求管理簡潔有序，工藝流程合理，為工程質量和進度目標的實現提供堅實的基礎。主防波堤工程施工包括主堤和附堤兩部分，其中主堤部分主防波堤335．5 m，基槽開挖。回填石料各計約2．9 萬m3。機床面夯實整平面積約4 469 m2，回填石料主要通過水運到達施工現場進行回填。結合工程的相關設計要求，本工程采用沉箱重力式結構，前期施工的關鍵是基槽開挖清淤，基床拋填夯實和整平工作，中期主要為沉箱安裝，后期主要進行胸墻澆筑。在整個施工過程中，我們將根據各階段施工的特點，采取不同的措施，確保施工進度和質量達到目標要求。本工程施工工期較短，各施工階段投入較大，拋填采用網絡拋石船進行。在總體施工安排上，盡可能采用成熟的施工工藝，以確保工程的質量和施工進度。

2 水下開挖技術

基槽開挖從主堤與附堤交接部分進行施工，以50 m 為一個施工分段，按自西向東階段推進進行施工。本工程基槽將采取水上開挖，開挖采用3 m3抓揚式挖泥船，同時配備自航式泥駁。船只八字錨定位后，按施工段進行挖泥施工。對主堤段開挖采取由西側向東側、縱向從海向岸進行，以50 m 為一個施工分段。由較低標高至較高標高，采取逐層加深加寬的方法，挖成臺階形，對于邊坡段任其自然坍落成設計坡比。對于BC、CD、DE 段開挖采取先中間后南北方向階梯式開挖。挖出的土方直接裝上泥駁，運到指定拋泥點排放。附防波堤開挖采取由海側向陸側、橫向從西向東進行。挖泥采用導標法及實時動態GPS 自動定位系統配合，定位精度高。由于水下開挖，標高控制不是很直觀，挖泥船作業時采用測桿或是測深砣，以5．0 m 一個斷面，控制挖泥深度。

挖泥船就位完畢后，泥駁靠上，按照挖泥船上指示區域進行排抓，排抓時，要注意其合理性，防止倒抓和漏抓現象，相鄰船地要壓半抓。泥駁裝至額定數量后，自航至指定拋泥地點進行拋泥。挖泥過程中，施工技術人員和測量人員應隨時根據挖泥位置，挖泥標高和挖出的土樣來核對土質標高與地質勘察資料是否吻合。如果不符，及時通過監理與設計和業主溝通，商量解決辦法。開挖的棄土必須按海管區和有關部門要求拋至規定的拋泥區內，嚴格按國家海洋局管區規定的區域進行拋泥。施工中必須填寫詳細施工記錄，包括挖泥船及泥駁注冊號，施工位置及泥土類型，挖泥標高，挖泥船裝駁時間，泥駁航行，拋填返回到達挖泥船的時間等。

3 基床拋石

根據設計要求，基床開挖至設計標高后，呈倒梯形狀，拋石基床頂標高為－4．5 m 和 －3 m，基床總長350 m。機床拋石采用10 ～100 kg 塊石，基床頂整平材料采用5 ～10 kg 的級配二片石，基床面整平材料采用粒徑20 ～40 mm 的級配碎石。基床厚度從2．0 ～3．3 m 不等，基床拋石量為2．9 萬m3。整個拋石基床施工流程見圖1。

圖1 拋石基床施工流程圖

3．1 基床拋石施工技術

基床拋石平面施工順序與基槽挖泥相同，基槽開挖自西向東進行施工，以50 m 為一個施工分段。只是滯后基槽挖泥約50 m，即一個施工段。拋填根據基床挖泥完成進度進行，在施工段對應位置設置導標。先拋較深部位，DE170 m 范圍，基本拋填到－4．5 m 標高后，再拋填BC、CD110 m 范圍，拋填到－3．0 m 標高后，對拋填厚度＞2．0 m 的部位進行重錘夯實，然后采用粒徑相對比較小的塊石拋填。基床拋石示意圖見圖2。

圖2 基床拋石示意圖

1) 船舶駐位選用800 m3可自拋卸運石船兩條進行網拋。拋填時，方駁自出石碼頭裝船完畢后，自航至施工位置，帶纜于海上布設的浮鼓上及岸上的帶纜點上，垂直于基槽駐位，采用GPS 精確定位。用船上自帶的10 t 吊機進行拋填。

2) 施工分段采取基床拋石分段同基槽挖泥，即大約每50 m 為一個施工段。在施工工藝選取上采取基床拋石前，同時對基槽進行檢查，通過利用潛水員進行基槽插泥驗槽工作。本項目驗槽范圍原則上每10 m 一個斷面，每5 m 一個點插探，插探寬度取基床應力擴散線范圍。潛水員在水下以“之”字型行走，當回淤沉積物厚度＞0．2 m 時加以清除。如未有上述情況發生，可進行基床拋石工作。

拋石施工時，采取先拋頂標高為－4．5 m 基床，待交界處拋填至標高后再拋填－3．0 m 基床。拋石方駁橫跨在基床上并由4 根錨纜固定，利用GPS 進行精確定位。施工水域水流速不大，但實際拋填前需要通過試拋，求證出海流、水深對石塊下落偏移距離三者之間的關系，并確定每次移船間距。拋填過程中，要勤測標高，即拋前、拋后都要摸水。摸水時，采用梅花型摸水方式以防欠拋、超拋。每船拋填完畢進行下一船拋填時，要進行搭接處的水深測量工作。

3) 拋填驗收處理。對于本項目每段拋填結束后，要進行該階段的水深測量。測量時，采用專門測量船，每5 m 一個斷面，2 m 一個測點施測。驗收時，重點檢查坡肩和頂面標高，當頂面標高與施工控制標高＜500 mm 部分面積＞30 m2時，應進行補拋處理。

3．2 質量標準及技術保證措施

為了有效地確保本項目施工質量，必須對各個施工環節采取嚴格的控制處理;同時對每個工藝驗收落實嚴格的質量控制標準，本項目具體采取的質量標準見表1。

表1 拋石質量標準表

對基床拋石施工技術上要求基床頂寬不得小于設計寬度，基床頂面及分層拋石基床的上下接觸面不應有回淤沉積物。基床應分層分段夯實，每層厚度宜大致相等，夯實后厚度≤2 m，若夯擊能量較大時，分層厚度可適當加大，分段夯實的搭接長度≥2 m。夯實前，應對拋石面作適當整平，其局部高差≤300 mm。可采用重錘夯實或爆炸夯實法。基床整平的種類、允許偏差、整平范圍和用料等應嚴格按《重力式碼頭設計與施工規范》JTS167—2—2009 執行，明基床外坡應進行理坡。基床頂高程應預留地基沉降量約10 cm。

另外，為了有效地確保各個施工工藝的質量，對各個施工環節落實全面的質量保證措施。本項目具體采取施工質量關鍵控制措施如下:①拋石前插探基槽，回淤沉積物必須清除;②嚴格控制石料質量、規格選用干凈、堅固、無風化、無雜質、無裂紋、不呈片狀的10 ～100 kg 塊石，單塊石料的最大尺寸和最小尺寸之比≤3，防止過大塊石造成局部拋高。石料在水中侵透后的強度≥50 MPa;③勤測水深，防止漏拋或高程差過大，注意接茬部位的處理，以免漏拋或拋高，測量點間距要＜1 m，測量采取GPS 定位水位水深，并用全站儀測量船校核。

3．3 拋石置換深度檢測

拋石置換深度是保證圍堤穩定的重要條件，因此對防波堤基床采取拋石后應當對其采取拋石置換深度檢測。爆炸處理后拋石置換落底標高誤差為+0 ～－1．0 m，填石落底寬度要求0 ～2．0 m。拋石置換深度檢測有多種方法，本工程檢測采用:

1) 體積平衡法。嚴格統計拋填方量，測量爆炸前后縱斷面，按如下原則定:在0 +899．20 m ～1 +000 m 段，每10 m 進行一次體積平衡，預測堤身落底情況;在1 +000 m 以后段，根據前段體積平衡提供的數據，每10 ～30 m 進行一次體積平衡。根據體積平衡分析結果，施工中要及時調整拋填量與爆炸處理參數。

2) 爆破前后堤頂沉降測量。在開始300 m 段內，測量爆破前后堤頂沉降量，每5 m 一個點測量累積沉降量，當累積量大于淤泥厚度，或兩者基本相當時，爆破擠淤深度基本能夠保證。

3) 鉆孔檢測。爆填堤心石后鉆孔抽檢，按橫斷面布置鉆孔，每200 m 一個斷面( 典型施工段50 m 一個斷面) ，每個斷面布置1 ～3個鉆孔，且3個鉆孔的斷面不小于總斷面的50%，鉆孔布置在軸線和兩側，并深入泥石混合層底面以下≥2 m，爆炸后的基礎泥石混合層厚度≤1．5 m。鉆孔檢測結果作為最終堤身斷面驗收的依據。

4 結 語

文章通過結合河堤中的防波堤施工實例，提出該項目中所采取的水下開挖及其基床拋石施工技術措施，從工程實踐中總結施工經驗，總結出提高施工質量的關鍵措施，有效地指導同類工程施工。

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