湛江市南調(diào)河綜合整治（碧道）工程塊石深水精確拋填施工控制技術(shù)

楊 東

（廣東省源天工程有限公司，廣東 廣州 510000）

1 工程概況

湛江市南調(diào)河綜合整治項(xiàng)目位于湛江市坡頭區(qū)南調(diào)街道，分布于湛江市海東新區(qū)起步區(qū)的南面和東面，全長(zhǎng)8.75 km。項(xiàng)目共分為三段，分別為南調(diào)段、龍王段、連通段。南調(diào)段位于海東新區(qū)起步區(qū)的南面，現(xiàn)狀河長(zhǎng)約3.7 km；龍王段位于海東新區(qū)起步區(qū)的東面，現(xiàn)狀河長(zhǎng)約2.0 km；連通段為南調(diào)段和龍王段的連接處，長(zhǎng)度約3.05 km，現(xiàn)狀主要為林地和耕地，地勢(shì)較高。

2 拋石施工工藝

2.1 拋石前準(zhǔn)備工作

2.1.1 材料準(zhǔn)備

在工程開工前，需到山場(chǎng)考察石料的質(zhì)量。對(duì)擬選定山場(chǎng)的石料進(jìn)行取樣，送到具有檢驗(yàn)資格的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)試驗(yàn)，只有石料的硬度、濕抗壓強(qiáng)度、軟化系數(shù)、容重等有關(guān)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，才能作為供料場(chǎng)。

（1）石料或塊體的規(guī)格和質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。石料質(zhì)地堅(jiān)硬，無風(fēng)化剝落和裂紋，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，在水中或受凍后不崩解。不使用薄片、條狀、尖角等形狀的石料。風(fēng)化石、泥巖等不作拋填石料。塊石具有合理的級(jí)配，減少孔隙率。

（2）護(hù)面石料在水中浸透后的強(qiáng)度不低于50 MPa，堤心石、墊層塊石、護(hù)底塊石等在水中浸透后的強(qiáng)度不低于30 MPa。

（3）在石料船到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，再做進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，如果石料規(guī)格和質(zhì)量不能滿足設(shè)計(jì)要求，則作整船退料處理，杜絕不合格材料投入到本工程中。

2.1.2 拋石的船機(jī)設(shè)備

浮吊拋石船選用起吊能力在10 t以上的全回轉(zhuǎn)浮吊船。塊石運(yùn)輸選擇500t以上深艙駁，每艘拋石船上配有所需的GPS-RTK測(cè)量定位系統(tǒng)，運(yùn)輸船的網(wǎng)兜也采用質(zhì)量較好的網(wǎng)兜，保證在起吊及回旋過程中不發(fā)生破裂，以保證施工質(zhì)量及安全。

2.2 拋石施工方法

2.2.1 拋石網(wǎng)格劃分、計(jì)算網(wǎng)格工程量

首先測(cè)繪出鋪排完成后的水下地形圖，然后沿堤軸線根據(jù)水深、船型分層劃分若干網(wǎng)格，并結(jié)合設(shè)計(jì)斷面尺寸和劃分的網(wǎng)格計(jì)算出各區(qū)段各網(wǎng)格的工程量。

沿平行于水流方向，由順堤軸線為中心設(shè)置10 m×5 m的施工網(wǎng)格，對(duì)照里程號(hào)及斷面拋填序號(hào)編號(hào)命名各拋填網(wǎng)格。為保證壩體的坡比，斜坡區(qū)域網(wǎng)格拋石區(qū)按0.5 m分層拋填，分層平拋，網(wǎng)格設(shè)計(jì)工程量為25 m3。同時(shí)，為提高拋填效率，堤軸線附近網(wǎng)格拋石，可按1.0 m分層拋填，網(wǎng)格設(shè)計(jì)工程量為50 m3。

2.2.2 測(cè)定漂移距

（1）采用網(wǎng)兜式拋石船進(jìn)行水上拋石施工，如果水位合適，拋石船可直接將塊石安放在河床上，能達(dá)到最理想的效果。

（2）若水位過高，水深流急，無法觸及到河床底，拋石前根據(jù)水深、流速、流向，計(jì)算出漂移距。通過現(xiàn)場(chǎng)拋投試驗(yàn)確定船舶定位方式、移動(dòng)控制方法、方量控制方法等。

拋石漂移距確定需采用理論計(jì)算和實(shí)測(cè)兩種方法進(jìn)行比較，找出接近實(shí)際的漂移距，控制拋石施工。

理論漂移距按下面公式計(jì)算：

式中：Ld為塊石拋填水平落距，m；Vf為表面流速，m/s；H為水深，m；G為塊石重量，kg。

實(shí)測(cè)方法為：選擇不同粒徑的塊石分別系上2倍水深的細(xì)尼龍繩，將繩的另一端系上浮漂，拋投后根據(jù)繩長(zhǎng)、水深及入水角和浮漂計(jì)算漂移距，做好記錄。

2.2.3 自航甲板駁拋石

（1）定位船定位。定位船垂直于水流布置，采用5纜定位，上游方向拋設(shè)主領(lǐng)水錨，左右兩側(cè)拋設(shè)“八字”錨以固定船位，通過收、放錨纜可靈活控制定位船上、下、左、右移動(dòng)。根據(jù)拋石區(qū)域水流的情況給定位船配備合適的錨纜。根據(jù)在長(zhǎng)江中、下游施工經(jīng)驗(yàn)，領(lǐng)水錨配備1.5 t霍爾錨、φ22.5 mm鋼纜；“八字錨”配備1 t霍爾錨、φ22.5 mm鋼纜。通過定位船上配備的GPS-RTK定位系統(tǒng)定位設(shè)備定位，根據(jù)軟件界面調(diào)整定位船的位置。

圖1 自航甲板駁拋石施工圖

（2）石料船掛檔。當(dāng)定位船定位后，在定位船上沿施工斷面方向，在定位船船舷中間劃一條掛擋位置線，向船頭、船尾各5 m處再劃4條掛檔線，5條掛檔線間隔為5 m。在定位船設(shè)計(jì)掛檔線處上焊接掛檔樁，調(diào)整掛檔纜繩的長(zhǎng)度使得各拋石船間、拋石船與定位船間距達(dá)到掛檔設(shè)計(jì)圖的要求。一旦校準(zhǔn)了船體的位置，拋石船與定位船相對(duì)位置固定下來，以后每次拋填各拋石船每次拋填時(shí)掛檔的位置都保持固定。拋石船系在掛檔樁上，船頭中間對(duì)準(zhǔn)掛檔線，一個(gè)拋填完畢后進(jìn)行換擋操作。

為提高拋石的效率，可根據(jù)流速大小情況，拋石船下游再掛靠1～2艘拋石船組隊(duì)拋填，實(shí)現(xiàn)一次掛檔、多船同時(shí)拋填，大大提高了拋石施工能力。多船組隊(duì)掛檔時(shí)，應(yīng)注意最后一艘船隨水流擺幅不應(yīng)超過1 m，否則拋石定位精度不夠，不能繼續(xù)再掛靠拋石船。拋石船掛靠在定位船的下游，用兩根纜繩固定。當(dāng)流速較大時(shí)，下游的最后1艘拋石船尾部拋2口八字錨，可以增加各檔可加掛拋石船數(shù)量。

在實(shí)際操作中，可將掛在定位船下游各拋石船（1～2艘）編為一隊(duì)，完成拋石后，編隊(duì)開往石料場(chǎng)再裝石料。當(dāng)拋石船掛檔后，在拋石定位系統(tǒng)監(jiān)視下，定位船通過卷放定位錨纜，讓定位系統(tǒng)的拋石船圖標(biāo)落在設(shè)計(jì)網(wǎng)格內(nèi)，表示定位完成，便可進(jìn)行拋填施工。

（3）拋石、換擋作業(yè)。塊石的拋投主要采用1 m3液壓反鏟式挖掘機(jī)機(jī)械拋填，拋填時(shí)判斷是否為拋石邊界，采用左舷單拋、左右舷兩邊拋兩種作業(yè)方式。左舷單拋適用于形成順堤堤身坡面，坡比控制較好，但拋填效率較低；左右舷兩邊拋適用于順堤堤身非邊坡位置，兩側(cè)同時(shí)拋填施工效率較高。

2.2.4 深水區(qū)拋石施工保障措施

對(duì)于水深超過10 m的拋石區(qū)域，開工前對(duì)施工區(qū)進(jìn)行大比例測(cè)量，了解各施工作業(yè)區(qū)的水深、流速和流向，同時(shí)測(cè)量拋石漂移距，便于拋石時(shí)預(yù)留提前量。

在進(jìn)行拋投施工時(shí)，在水深較深的區(qū)域采用分層拋石施工，最頂層拋石施工完成后根據(jù)測(cè)量情況進(jìn)行補(bǔ)拋。T1～T6丁壩采用網(wǎng)兜拋石船進(jìn)行拋投時(shí)，根據(jù)水深、流速等計(jì)算漂移距，拋投時(shí)將網(wǎng)兜按漂移距的位置放置到河床面拋投，確保深水拋石質(zhì)量。

3 拋石施工進(jìn)度保障措施

3.1 人員保證

配備足夠數(shù)量的管理、技術(shù)和質(zhì)檢人員，包括各專業(yè)施工隊(duì)伍的專業(yè)管理人員，在項(xiàng)目經(jīng)理部的統(tǒng)一指揮調(diào)度下安排各自的施工人員按照總進(jìn)度計(jì)劃的安排進(jìn)行施工作業(yè)；施工現(xiàn)場(chǎng)工人的人數(shù)由項(xiàng)目經(jīng)理部根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)隨時(shí)進(jìn)行增減調(diào)整，以保證現(xiàn)場(chǎng)施工人數(shù)合理。

3.2 船機(jī)設(shè)備保障

根據(jù)工程進(jìn)度計(jì)劃，制定施工船舶調(diào)遣預(yù)案，合理組織調(diào)遣。船舶、機(jī)械操作及維修人員提前檢修、調(diào)試施工機(jī)械設(shè)備，檢測(cè)人員檢校儀器設(shè)備，確保施工船舶、機(jī)械、儀器設(shè)備等能隨時(shí)調(diào)用，正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

除數(shù)量控制外，施工員進(jìn)行施工過程標(biāo)高、斷面尺寸控制。施工時(shí)，施工員根據(jù)實(shí)時(shí)潮位，采用水砣法測(cè)定拋石斷面標(biāo)高，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)合格后，提交測(cè)量隊(duì)測(cè)量，進(jìn)行自檢驗(yàn)收。

4 結(jié)論

每一個(gè)深水防波堤工程都有其自身的特點(diǎn)，本文對(duì)特殊海堤的水力特性進(jìn)行初步研究，根據(jù)設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場(chǎng)水文、水流、河床、施工人員、施工機(jī)械等各方情況提出較合理的堵口方案，包括拋投網(wǎng)格的劃分、船只定位、拋投順序、拋投方法、施工強(qiáng)度、進(jìn)度等方面，結(jié)果是合理及適用的，確保施工順利進(jìn)行及工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。