透水構件施工關鍵技術研究

王俊杰　高鵬

摘要：張家灣潛丁壩是一座457m長的新型混合型壩，水下安裝精度和水下施工安全為本課題研究的重點。本文主要介紹透水構件施工關鍵技術，希望能夠對類似工程提供參考和決策依據。

關鍵詞：高水位；大流速；大型預制構件

1.工程概況

本工程位于長江中游荊江周天河段。該河段處于長江中游上荊江末端。全長27km。

透水段壩體底部為D型排護底，依次往上為拋石基床、基床整平、透水構件安裝，壩體兩側模袋混凝土護面。透水構件為現澆混凝土結構，高度為2.5m，底板3mx3m。單個構件重約27噸，共33件。

2.定位支架設計

基床細平中項目設計了一套定位支架。包括固定支架與活動支架兩部分。

固定支架尺寸為（1.61mx0.81mx3m）。固定支架通過焊接方式固定在起重船側面。活動支架尺寸為（上部尺寸1.6mx0.8mx8m、喇叭口擴充尺寸4mx3mx2m），活動支架安裝在固定支架中間。通過兩個手拉葫蘆上下移動。

定位支架作用：

（1）支架上有爬梯供潛水員上下使用，比較安全。

（2）潛水員在支架底部附近施工，不會被水流沖走，便于施工。

（3）穩定的支架底部給潛水員提供平面和高程依據。潛水員水下作業的效力和質量更能得到保障。

3.基床整平關鍵技術

3.1整平船基床粗平關鍵技術

3.1.1技術要點

（1）在透水構件安裝區域，基床拋石拋至設計標高驗收后。引用自錨式專業整平船進行粗平施工。

（2）自錨式專業整平船由三根定位樁定位，用GPS進行平面測量定位，通過水位與長臂挖機下方深度控制高程。

（3）根據測量結果，對高點處用長臂挖機進行清除，對低點處采取鏟斗下放二片石。在控制好高程的情況下用長臂挖機進行抹平。

（4）整平船施工中。通過測深儀不斷復測施工區的地形情況。確保粗平精度達到要求。

3.1.2工程效果

通過引用自錨式專業整平船進行基床粗平。有效的節約了浮吊船、吊籃、潛水設備、潛水員等設備和人員的投入。整平船采取電動升降式拋錨。避免了拋錨對周邊工序和航道產生影響。整平船上設置有長臂式挖掘機。挖機靈活方便。通過雙向的GPS和測深儀能無死角的確保基床粗平精度。

3.2定位支架基床細平關鍵技術

3.2.1技術要點

（1）先測定定位支架焊接位置。將定位支架的固定支架焊接在整平用的浮吊船一側。固定支架焊接一定要豎直。不能偏斜。并測量校正。

（2）將整平的浮吊船拖到基床整平區。船舶垂直壩體軸線停放，通過GPS定位測量，調整船位。確保固定支架在平整區的中間。

（3）通過GPS測量固定支架的準確位置，計算出活動支架底部四個角點的平面坐標。活動支架采用葫蘆上下移動。活動支架上安裝測量高度標尺。通過標尺與水位的關系計算支架底部高程。作為細平的控制依據。

（4）基床粗平后，進行水下測量，按網格法計算細平工程量，采用袋裝碎石和散碎石進行整平。袋裝碎石通過浮吊下放至指定位置。細平低洼處潛水員直接鋪設袋裝碎石。面層由潛水員解袋鋪設碎石。潛水員在活動支架底部使用14號槽鋼內刮尺進行細平。

3.2.2工程效果

自主研制的定位支架。首先節省了導軌、墊塊安放等繁瑣的施工過程，定位架為基床細平提供了準確的細平參考依據。定位架中部為活動的套架，通過手拉葫蘆能夠輕松的進行上下的調節，通過上部安裝GPS能夠確保底部的參考面精準。

4.透水構件轉運及安裝關鍵技術

4.1轉運技術要點

（1）透水構件在大型預制場預制。距施工現場水上約12km。轉運工作包括場內轉運和水上運輸。場內轉運包括：構件從預制場吊上平板車、平板車運至碼頭、起重船起吊上船三部分。

（2）經過計算，場內轉運采用70噸汽車吊起吊構件，采用40T平板車運輸（構件單個重27噸。一次裝一個），采用100噸浮吊起吊上船。

（3）水上運輸采用拖輪帶駁船運輸，少量構件通過起重船運輸。駁船選用1000噸倉口駁船。

（4）為解決運輸船甲板不平、構件碰損等問題。在甲板上采用沙袋進行底板鋪平。構件裝駁后采取麻繩和手拉葫蘆進行必要的固定。防止在運輸過程中發生傾斜或墜落等事故。采取對稱法裝駁。

4.2透水構件安裝技術要點

（1）基床整平驗收后，開始安裝工作。安裝由起重船、工作船、船員與潛水員配合完成。

（2）起重船定位后，精確定位工作船。工作船初始位置在透水壩端頭外一米處，工作船垂直壩軸線方向。在工作船上用GPS定位出軸線位置，引導施工。工作船沿壩軸線移動。

（3）制作測量桁架兩套。將一套桁架插入安裝在一個構件上。在桁架的頂部安裝三臺GPS系統。

（4）構件起吊前，起重船的吊鉤先掛好構件吊環。保持一定拉力（不吊起），在構件兩側吊環處綁系φ18尼龍繩，尼龍繩長20米。以便人工控制。起吊工作由專人指揮。檢查無誤后開始起吊。先吊離船體、穩定、提高、吊轉、八字繩牽引到工作船、入水、依靠工作船與八字繩初步定位。構件慢慢入水。構件入水過程中，工作船作業人員同步放尼龍繩。當構件底距基床0.3m左右時，停止落鉤。用GPS精確定位。潛水員推移構件下放，復測。如偏差過大。重新調整定位安裝。

4.3工程效果

（1）在長江流速較大的條件下，測量桁架能有效、準確地測量構件的實時位置。避免了常規測量標桿在大流速時出現彎曲現象。造成測量不準。

（2）測量桁架在已經安裝的構件上停留作為下一個安裝導向。引導下一個構件安裝時不要碰撞。便于對齊。方便了施工并有效保證上一個構件的安裝質量。

5.成果總結

通過本課題的研究成功克服了高水位、大流速下施工中存在的施工組織困難、作業功效低、水下安裝精度難保證、水下施工安全風險高等問題。確保了長江中游首個透水壩體施工的順利進行。