新型透空式六面體在促淤圈圍工程中的應用

程婷

【摘要】根據長江口地形特征，南匯東灘促淤二期工程采用新型材料透空式六面體構筑透空促淤堤，通過物理模型試驗獲得現場施工參數。針對不同層的要求，采用不同的吊裝方式，確保施工過程中的安裝密度、堤頂高程、堤身尺度等符合質量標準，以達到良好的消浪促淤效果。

【關鍵詞】透空式六面體；規則安裝；保灘促淤

斜坡堤的護面材料一般采用天然塊石或人工澆筑的混凝土塊體，由于波浪容易在斜坡面上發生劇烈破碎，當水深較大時所需塊石的重量會很大，對塊石的要求就越高。目前使用較多的塊體主要有扭王字塊、四角錐體、四角空心方塊和扭工字塊等。

透空式六面體作為新型材料，在工況條件較差的情況下，底層規則安裝，上層插入式的安裝方法能夠保證較好的穩定性與施工質量，且預制簡單，施工方便，降低成本。就本工程而言，長江三角洲東南長江入海河口口門段南側特殊的工況和地質條件，設計方提出在南匯東灘促淤工程堤段采用新型砼透空塊斜坡堤結構。在滿足抗風浪穩定性要求的同時，利用透空塊體自身及塊體間的大空隙率減輕堤身自重應力，滿足地基承載力和堤身整體穩定性要求。

一、工程概況

1.1 工程簡介

南匯東灘促淤工程位于長江三角洲的東南端，長江如海河口口門段南側灘涂，面臨東海，水域開闊。南匯東灘促淤二期工程施工范圍內地形為單一斜坡，工程區內沿促淤堤中心線的灘面地形總體上較為平緩

1.2 工程結構型式

本工程促淤堤全長約5.5Km，堤身兩側護底采用拋石與混凝土聯鎖塊軟體排相結合的方案，部分斷面在堤基底部鋪設兩層通砂管袋，堤身采用C30預制素混凝土透空式六面體構筑。透空塊體為1.8×1.8×1.8m的中間鏤空的方型塊體，單重約為10.0噸，體積為4.32m3，圖1為六面體三維視圖。

二、工程技術難點

本工程均為水上施工，根據設計要求，透空六面體安放需達到安放密度、堤頂高程、堤身尺度等質量指標。堆放過程須考慮地基沉降影響，另外，由于大部分區域需要在高潮時安裝，安裝面處于水下，受風浪、潮汐影響較大。再者，受風浪影響，吊裝機械的拋錨定位及如何保證精確吊裝，是工程的重難點。

三、施工工藝流程

3.1促淤堤施工工藝流程

堤基清理→底層通長充砂管袋→堤基處理→混凝土聯鎖塊軟體排→透空式六面體安裝 堤腳拋石

3.2透空式六面體安放流程

四、質量控制方法及措施

4.1 施工船舶的選擇及定位

定位船選用1000噸以上級的平板吊機船，利用船載雙GPS導航系統進行船舶的位置和方向進行準確定位，定位吊機船舶配備45噸級吊機，吊機臂頂部安裝一臺GPS接收機，用無線傳輸方式與吊機駕駛室的電腦相連，通過電腦顯示屏確定吊鉤所在位置，到達計劃拋投區域時進行定點準確拋投。

鋪排船采用“六錨定位法”確保鋪排船穩定，其中兩個定位錨拋至促淤堤內側。根據雙GPS定位，將鋪排船移至施工邊線附近，通過收、放各定位錨纜，實現船舶穩定、準確定位。保證船舶在風浪中的平面搖擺幅度不大于30cm，風浪過大時暫停施工。

4.2通過實驗確定現場實際擺放參數

本次實驗模型采用設計給出的C30混凝土進行預制，尺寸比例為1：20即9×9×9cm透空六面體。根據設計要求第一層預制塊模型為規則擺放，塊體間距暫按5cm擺放，二層以上部分按“梅花”形式擺放，且根據實際空隙調整塊體的擺放位置，將整個斷面擺放至飽滿狀態。

根據擺放實驗數據可以看出需要擺放4層減去原始灘面-2.0m后標高為4.2m，達到設計要求的交工驗收標高；具體現場實施要根據灘面高程測量數據及灘面沉降后數據為準。

通過模型試驗，驗證設計透空塊體堤身所達到的孔隙率。為保證所建造堤身頂部標高均勻一致，確定不同灘底標高斷面最底層透空塊體拋放的縱橫間距；通過調整底層擺放間距對頂標高的影響，最終確定擺放層數。

4.3 分層采用不同的吊裝方式

本工程六面體采用底層規則安放，上層不規則安放。船載2個GPS移動臺對船舶位置和方向進行準確定位。吊機操控室中的電腦平臺可顯示吊機頂部的GPS移動臺，通過移動吊機的位置，保證六面體質心位置安放準確。

底層安裝采用規則安放，采用平吊的方式，吊起后方塊呈水平狀態，以保證安裝后方塊仍呈水平狀態，安裝間距由模型試驗的結果確定；吊起空心方塊，按電腦屏幕顯示的方塊理論位置和實際位置，移動吊臂，安放方塊。安放時盡量確保空心方塊能水平著底。

非底層安裝采用不規則定點隨機安放，采用單點吊，吊起后塊體呈傾斜狀態，相鄰兩層的空心方塊從平面上看呈梅花型布置，即上層塊體均安放在其下層塊體的空檔處；安裝水面以上空心塊體時，除按間距控制外，還需結合實際情況，將塊體安放在下層塊體的空隙處，以確保上層塊體的穩定性。

透空式六面體安放時采用“水平分層、質心定點、姿態隨機”的安放原則，避免規則整齊安放；必須從下層到上層逐層安裝；分層擺放，底層塊體全部平置，第二層及以上塊體采用定點隨機安放，且應斜插下層塊體間隙中。透空式六面體安裝完成后，兩側護腳拋石應及時跟進，防止六面體出現滑移導致堤身坍塌。

五、工程效應

隨著社會經濟快速發展，沿海區域土地資源緊缺，促淤、圈圍工程成為沿海高灘作業的熱門方向，塊石供應日趨緊張，為減少施工過程中對大塊石的依賴程度，透空塊體作為促淤圈圍壩體的趨勢日益明顯。透空式六面體作為促淤圈圍工程建設領域的新材料，在南匯東灘促淤工程中成功實現，為其他促淤圈圍工程提供了參考經驗。

參考文獻：

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