保灘工程施工難點及應(yīng)對措施分析

張國平

（上海勘測設(shè)計研究院有限公司，上海 200434）

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保灘工程施工難點及應(yīng)對措施分析

張國平

（上海勘測設(shè)計研究院有限公司，上海 200434）

【摘 要】青草沙水庫位于長江口南支水域，為世界上最大的邊灘水庫。青草沙水庫的建成，改變了上海市主要依靠黃浦江取水的現(xiàn)狀，成為上海市主要的水源地，其供水規(guī)模719萬m3/d，占全市供水規(guī)模的50％以上，受益人口超過1000萬。本文針對青草沙水庫及取輸水泵閘工程QSK-C10標(biāo)（保灘工程）的施工特點及難點，提出應(yīng)對措施，為保灘工程建設(shè)提供了參考。

【關(guān)鍵詞】保灘工程；施工難點；措施；分析

1 工程概況

青草沙水庫北堤上段由于受長江主流直接逼岸，堤腳沖刷情況日益嚴(yán)重，目前深泓線離大堤已經(jīng)很近，原堤腳拋石護底不斷塌陷。南堤與西堤交界處（樁號7 +257）的2號涵閘前沿出現(xiàn)較大面積匯流深潭，在漲落潮流共同作用下，深潭規(guī)模有所擴大，其最深點有向堤壩逼近的趨勢。南堤中段深槽段，外側(cè)沙體有所淤漲，深槽向堤壩逼近。根據(jù)工程可行性研究調(diào)整報告，擬對上述3個堤段實施保灘工程。工程內(nèi)容主要包括：北堤上段（樁號11 +104～16 +387）約5.28km護灘防沖，南堤中段（樁號2 +800～3 +400）約600m凹岸防淘刷，以及南堤2號涵閘（樁號7 +120～7 +480）前沿匯流深潭。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計型式

保灘建筑物結(jié)構(gòu)型式為拋石斜坡堤結(jié)構(gòu)，主要包括護底和堤身兩部分。

2.1 護底

護底采用混凝土聯(lián)鎖塊軟體排，排體布采用230g/m2機織布和150g/m2無紡布針刺復(fù)合而成。

排體壓載采用混凝土聯(lián)鎖塊，聯(lián)鎖塊為矩形削角混凝土小方塊，方塊有兩種規(guī)格，分別是480mm× 480mm×120mm和480mm×480mm×160mm，排布采用防老化丙綸長絲機織布和滌綸無紡布的復(fù)合布，混凝土聯(lián)鎖塊之間采用防老化丙綸繩連接，形成5m×4m的大塊，起吊安裝。

2.2 堤身

堤身為拋石堤芯斜坡堤結(jié)構(gòu)［1］，包括堤芯拋石、護面及護腳拋石、護面扭王塊體等。丁壩典型斷面結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。

圖1　典型縱斷面結(jié)構(gòu)

圖2　典型橫斷面結(jié)構(gòu)

3 工程的特點和難點分析

根據(jù)保灘工程施工水域環(huán)境、地質(zhì)條件及設(shè)計要求等，該工程施工的特點及難點如下。

a.工程區(qū)域水流動力條件復(fù)雜，地形沖淤變化敏感，工程實施必須遵循“護底先行、雛形先成”的施工原則。

工程區(qū)域位于長江口南北港分流口，水沙運動、水動力條件及河床演變復(fù)雜，地形沖淤變化敏感，灘面沖刷情況日益嚴(yán)重，深槽已逼近水庫大堤；同時，保灘建筑物的施工也會導(dǎo)致工程局部區(qū)域流場變化，產(chǎn)生沖淤變化。因此，工程實施必須守護堤前灘面的穩(wěn)定，防止深槽進一步向大堤逼近，服從設(shè)計對總體施工順序的要求，加快對重點防護部位的施工，確保水庫大堤的安全。

b.工程施工區(qū)域灘面沖刷嚴(yán)重，水下障礙物較多，護底灘面處理是確保護底軟體排施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

整個灘面有部分地方坡面陡峭，存在一些沖溝和沖坑，部分原有護底結(jié)構(gòu)遭受破壞成為障礙物，包括榪槎群、塊石、混凝土聯(lián)鎖塊等。如何清除保灘護底范圍的障礙物，處理好陡坡、沖溝和沖坑，保證軟體排鋪設(shè)區(qū)域灘面平順，是保證護底施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

c.施工監(jiān)測、動態(tài)監(jiān)測及成果分析是保證保灘施工質(zhì)量、實現(xiàn)水庫大堤堤前灘面穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

根據(jù)工程所處地理位置及施工現(xiàn)場的實際情況和工程實施的重要性，對施工監(jiān)測、動態(tài)監(jiān)測及成果分析提出了更高的要求。施工監(jiān)測是為了確保施工質(zhì)量符合設(shè)計要求；動態(tài)監(jiān)測是為了檢驗設(shè)計成果；成果分析是設(shè)計優(yōu)化調(diào)整的基礎(chǔ)，最終實現(xiàn)水庫大堤堤前灘面穩(wěn)定的目標(biāo)。

d.工程施工周期短，單月材料需求量大。

工程實際施工時間約4個月，其中軟體排鋪設(shè)時間約1個月，拋石施工約2.5個月，拋石施工強度達20 萬m3/月，單月石料供應(yīng)強度大。

e.施工區(qū)域水深流急，且在斜坡面上進行軟體排鋪設(shè)，鋪設(shè)施工難度大。

工程施工區(qū)域水深流急，在斜坡面上進行軟體排鋪設(shè)，施工時軟體排容易收縮、撕裂、脫開，如何確保軟體排鋪設(shè)質(zhì)量是工程的難點。

f.施工區(qū)域江面寬闊，緊鄰?fù)ê胶降溃┕ご鞍踩芾韷毫Υ蟆?/p>

工程施工區(qū)域江面寬闊，北堤中段施工區(qū)域緊鄰?fù)ê胶降溃ê酱惠^多，施工環(huán)境復(fù)雜；石料運輸船需穿越整個長江口深水航道到達施工區(qū)域，將影響施工船舶和運輸船舶的安全，船舶安全管理任務(wù)重，壓力大。

4 采取的應(yīng)對措施

針對上述重點難點問題，項目部組織施工單位針對工程的具體特點和難點提出了如下應(yīng)對措施。

a.加大設(shè)備投入，遵循總體施工原則，確保水庫大堤安全。

為守護堤前灘面穩(wěn)定，防止深槽進一步向大堤逼近，施工時將遵循“護底先行、雛形先成”的原則，加大設(shè)備投入。安排兩艘鋪排船進行軟體排鋪設(shè)，確保護底軟體排在一個月內(nèi)完成；安排6艘長臂吊機船進行丁壩結(jié)構(gòu)施工，確保短時期內(nèi)形成丁壩雛形，盡快使護灘防護區(qū)域的水流條件得到改善，穩(wěn)定堤前灘面，確保水庫大堤的安全，實現(xiàn)設(shè)計保灘理念。

b.采用先進的監(jiān)測技術(shù)和施工技術(shù)，確保護底灘面處理滿足軟體排鋪設(shè)質(zhì)量要求。

采用先進的監(jiān)測技術(shù)和施工技術(shù)對水下障礙物、沖溝和沖坑等進行處理。目前已對丁壩位置采用潛摸結(jié)合旁掃聲吶掃測的方法進行榪槎群、塊石、混凝土聯(lián)鎖塊等障礙物的檢查，盡早安排施工前水深測量、障礙物掃測工作，以確定坡面坡度、沖溝和沖坑的位置，為護底灘面處理提供準(zhǔn)確的信息。

對榪槎群采用裝有GPS定位系統(tǒng)的吊機船（帶抓斗）進行定點拆除，拆除后，再由潛水員進行水下潛摸檢查，并直接用抓斗將其抓起，確保灘面無障礙物。

對于陡坡、沖溝和沖坑以及塊石等，采用袋裝碎石覆蓋式找平，由裝有GPS定位系統(tǒng)的吊機船，定點定量拋填，確保拋填均勻和全覆蓋。護底灘面處理后再采用旁掃聲吶掃測結(jié)合水下潛摸的方法，檢查榪槎群、塊石等障礙物是否已被清除和全覆蓋。采用旁掃聲吶測量檢查沖溝和沖坑是否填平、坡面是否平順、坡度是否符合排體鋪設(shè)要求。

c.加強施工監(jiān)測和動態(tài)監(jiān)測，確保施工質(zhì)量，為動態(tài)管理和優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。

項目部督促施工單位通過施工監(jiān)測和動態(tài)監(jiān)測，加強過程控制，采用固定斷面地形測量、沉降位移觀測、流速流向測量、回淤觀測等方法，實時監(jiān)測施工區(qū)域的河勢變化和拋石壩的穩(wěn)定，將現(xiàn)場監(jiān)測、試驗研究、設(shè)計和施工管理有機地結(jié)合起來，為優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)，實現(xiàn)科學(xué)的動態(tài)管理。同時在施工過程中采用旁掃聲吶掃測、水下潛摸以及測深儀測量等先進的監(jiān)測手段，對工程施工實現(xiàn)全過程監(jiān)控，確保施工質(zhì)量尤其是護底質(zhì)量。

d.改進軟體排鋪設(shè)工藝［2］，采用先進的監(jiān)控技術(shù)，確保排體鋪設(shè)質(zhì)量。

為確保軟體排鋪設(shè)質(zhì)量，采取以下應(yīng)對措施：?將公司新建的高效率桁架式軟體排鋪設(shè)船投入該工程，該鋪排船安裝了4臺移動式桁車，有效提高了聯(lián)鎖塊吊安速度，施工效率比傳統(tǒng)的雙吊機軟體排鋪設(shè)船提高了1/3，縮短了單張排的鋪設(shè)時間，可快速形成護底保護；?采用雙頻旁掃聲吶系統(tǒng)進行水下軟體排的掃測，通過生成的旁掃影像圖，對水下軟體排位置、成型姿態(tài)、軟體排搭接等進行監(jiān)控，其生成的旁掃影像圖清晰，可滿足對軟體排檢測的要求；?鋪設(shè)深水區(qū)域軟體排時，按照潮位和流速變化情況，嚴(yán)格控制鋪排時間，確保排體安全，同時增加縱向加筋帶的數(shù)量，增強軟體排的強度。

e.落實預(yù)制場地和材料供應(yīng)商，建立穩(wěn)定材料供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。

落實土工織物供應(yīng)商3家，年供應(yīng)量450萬m2；落實橫沙和長興預(yù)制場地，占地面積約14萬m2，混凝土聯(lián)鎖塊模板550套，年預(yù)制量可達40萬m3以上；落實塊石材料供應(yīng)商4家，月供應(yīng)量35萬m3，滿足工程現(xiàn)場施工需求。

f.完善管理制度，落實安全措施，確保安全生產(chǎn)［3］。

工程時間跨度雖短，但需跨越冬季施工，且施工水域緊臨通航航道，過往船舶多，施工船舶安全管理任務(wù)重，壓力大，因此需制訂各項有效的專項安全方案，規(guī)劃好運輸船舶的航行線路并報海事部門審批后執(zhí)行。嚴(yán)把船舶準(zhǔn)入關(guān)，采用抗風(fēng)浪能力強、配備AIS監(jiān)控系統(tǒng)的施工船舶，并在項目部和現(xiàn)場大型指揮船上建立水上施工船舶調(diào)度中心和AIS監(jiān)控終端，加強監(jiān)管，規(guī)范船舶的航行、錨泊、施工作業(yè)等，配備值班拖輪和現(xiàn)場警戒，確保人員和船舶的安全。

5 結(jié) 語

該工程采用以設(shè)計單位牽頭負責(zé)的總承包項目管理模式，進而從全局角度對項目的實施進行謀劃和科學(xué)管理。設(shè)計單位作為牽頭單位，主要負責(zé)項目的勘測設(shè)計、動態(tài)監(jiān)測及總承包管理工作。施工單位負責(zé)項目的施工及與施工有關(guān)的協(xié)調(diào)工作。在項目實施過程中，聯(lián)合體雙方各司其職，一方面發(fā)揮施工單位在工程質(zhì)量、進度、安全管理方面的實際經(jīng)驗以及與政府主管部門的良好溝通協(xié)調(diào)能力；另一方面，發(fā)揮設(shè)計單位在工程管理方面的優(yōu)勢，加強全局管理，雙方緊密合作，為工程順利實施打下堅實基礎(chǔ)。采用勘測、設(shè)計、施工總承包的管理模式，有利于工程施工工藝和質(zhì)量的管理控制。■

參考文獻

［1］ 駱志科.淺談拋石丁壩冬季施工技術(shù)［J］.吉林交通科技，2010（4）：60-61.

［2］ 歸斌.淺析海塘保灘施工方項目管理的特點［J］.科技博覽，2012（5）：227-227.

［3］ 孫丹丹.對城市河道綜合治理的思考［J］.水利建設(shè)與管理，2014（6）：54-56.

Analysis on construction difficulties and responsemeasures of beach protection project

ZHANG Guoping
（Shanghai Investigation，Design &Research Institute Co.，Ltd.，Shanghai200434，China）

Abstract:Qingcaosha Reservoir is located in the south branch water area of the Changjiang Estuary.It is the largestbeach reservoir all over the world.The building of Qingcaosha Reservoir changes the present situation of obtaining watermainly from the Huangpu River in Shanghai.The reservoir becomesmajor water source in Shanghaiwith the water supply scale of 7.19 million m3/d，which accounts formore than 50％ofwater supply scale in thewhole city.More than 10 million people are benefited.In the paper，corresponding measures are proposed aiming at construction features and difficulties of Qingcaosha Reservoir and water transmission pump project QSK-C10 bid（beach protection project），therefore reference is provided for the construction of beach protection project.

Key words:beach protection project；construction difficulty；measures；analysis

DOI：10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.04.004

中圖分類號：TV871

文獻標(biāo)志碼：B

文章編號：1005-4774（2016）04-0014-04