防波堤工程中的堤身拋填施工工藝

陳勇勝 中交四航局第二工程有限公司

1.工程概況

港口城外防波堤為離岸式防波堤結(jié)構(gòu)，堤長(zhǎng)3245m，南、北堤頭分別與南、北攔沙壩相連，石料總量250×104m3，17t扭王字塊23280個(gè)，22t扭王字塊1536個(gè)。本文以此為例，詳細(xì)探討堤身拋填施工工藝。

2.拋填施工特點(diǎn)

在本工程中，拋填施工具有總工程量大、拋填速度快、斷面工程量大三個(gè)特點(diǎn)。

總工程量大。本項(xiàng)目防波堤工程量大，其拋填工程量大約為37×104m3，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)只使用傳統(tǒng)的方法無法達(dá)到理想的施工效果，并且這項(xiàng)工程更適用于快速拋填，主要采用的工具是海上船機(jī)。

拋填速度快。由于開體駁有巨大的容量，使得其具有良好的機(jī)動(dòng)性，能夠快速完成如裝箱、運(yùn)輸、拋填等一系列作業(yè)。與施工環(huán)境結(jié)合并科學(xué)應(yīng)用可以提高拋石的效率。因此，在施工過程中要控制好拋填速度、合理應(yīng)用開體駁。在具體應(yīng)用過程中，開體駁操作起來較為簡(jiǎn)單，先將開體駁裝備完成并將其送到指定地點(diǎn)，打開倉(cāng)門前，先由工作人員確定施工角度，再將石料卸到基坑里面。整個(gè)過程時(shí)間很短，只需要幾分鐘，對(duì)比傳統(tǒng)的方駁結(jié)合反鏟拋填石料的工藝，開體駁操作時(shí)間更短、速度更快，優(yōu)勢(shì)更為明顯。

斷面工程量大。這次施工有著斷面工程量大的特點(diǎn)，并且由于工程的位置比較特殊，如果在這種環(huán)境下采用一些傳統(tǒng)的拋填工藝很大程度上不能取得良好的施工效果，還會(huì)造成工期延誤，因此開體駁拋填成為必然選擇。在施工過程中，如果沒有具體標(biāo)志，可能造成拋填不均勻的情況，在使用開體駁施工前需全面考察施工環(huán)境并繪制地圖，避免發(fā)生以上情況和浪費(fèi)，將石料準(zhǔn)確運(yùn)到指定的位置。

3.施工步驟及方法

3.1 施工步驟

（1）平面施工順序。在防波堤施工前，先在東南側(cè)修筑一條1120m的臨時(shí)通道。防波堤整體施工順序自東南向西北角施工。

（2）施工步驟。將原床面用吹填砂抬高至-17m，用開體駁或1000t泥駁拋填海側(cè)一級(jí)棱體1～500kg護(hù)腳、1～50kg塊石塊，然后由疏浚單位拋填堤心砂，再利用定位方駁或1000t泥駁配合小開體駁拋填堤心料C至標(biāo)高-4m左右，在拋填過程中按負(fù)偏差控制原則確保包裹層堤心料B的層厚。

水上利用定位方駁配合小開體駁先拋填層厚最少2m的1～500kg堤心石B，理坡時(shí)采用26m長(zhǎng)臂反鏟配合GPS理坡系統(tǒng)的方法。2000t自航方駁+標(biāo)準(zhǔn)臂拋填-4m標(biāo)高以下的墊層塊石及部分壓腳塊石，同樣利用26m長(zhǎng)臂反鏟配合GPS理坡系統(tǒng)來理坡。

由抓斗船+泥駁將-4m標(biāo)高以上堤心料B和墊層塊石粗拋和送料，使用2000t方駁+CAT390DL對(duì)堤心料B水上理坡。然后利用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)對(duì)堤頂內(nèi)外側(cè)墊石塊拋理，堤頂標(biāo)高控制在+1m標(biāo)高的范圍內(nèi)，堤頂寬度加寬至10m左右。

使用200t反鏟（配聲納和可視化系統(tǒng)）安裝海側(cè)的扭王字塊，扭王字塊通過方駁水上運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。先于200t反鏟上安裝2排扭王字塊，再利用2000t方駁+CAT390DL完成2～5t壓腳塊石的拋填。

反挖岸側(cè)墊層塊石至坡頂并對(duì)岸側(cè)和堤頂采取理坡操作，用2000t方駁+標(biāo)準(zhǔn)臂反鏟對(duì)岸側(cè)2～3t壓腳塊石拋填，將方駁吊在150t履帶上于水上安裝堤頂和岸側(cè)扭王字塊。

3.2 施工方法

各典型試驗(yàn)施工后及時(shí)分析和總結(jié)測(cè)量結(jié)果，找出最合理的參數(shù)指導(dǎo)施工，針對(duì)情況的變化及時(shí)修正調(diào)整，使施工處于最佳狀態(tài)。

3.2.1 水上拋石

進(jìn)行護(hù)腳1～500kg塊石拋填，利用施工控制網(wǎng)根據(jù)方駁船寬將施工區(qū)域分為若干網(wǎng)格，定位船舶垂直軸線方向駐位。施工中隨時(shí)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)和網(wǎng)格欠拋時(shí)及時(shí)補(bǔ)拋，以保證堤心石總體的拋填質(zhì)量。防波堤部分堤心石考慮由供應(yīng)商直接運(yùn)輸合格石料至臨時(shí)碼頭處裝船，其余的堤心石由石料堆場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至臨時(shí)碼頭處。其中在海側(cè)堤心石理坡結(jié)束后及時(shí)對(duì)墊層石施工，對(duì)堤心石形成有效的防護(hù)。

推填堤頭防沖刷保護(hù)措施：季候風(fēng)季節(jié)，防波堤受海浪沖刷影響較大，特別是堤頭裸露的堤心段受沖刷力最大，季風(fēng)季節(jié)來臨前將已施工段海側(cè)及堤頂一半護(hù)面塊體安裝完畢，堤頭拋填大塊石并理坡，然后安裝10t扭王塊用于防護(hù)，形成防沖刷能力。

施工進(jìn)度過程控制：-4m以上堤心石，裸露部分長(zhǎng)度控制30m以內(nèi)，已完成護(hù)面墊層塊石段的推進(jìn)超出已完成扭王字塊體護(hù)面段的長(zhǎng)度宜控制在50m以內(nèi)。

3.2.2 扭王字塊安裝

主防波堤海側(cè)水下采用“挖掘機(jī)+機(jī)械旋轉(zhuǎn)臂”可視化安裝。塊體先在堤頂采用不同的姿勢(shì)綁好；挖掘機(jī)起吊塊體，通過定位系統(tǒng)找到塊體安裝網(wǎng)點(diǎn)并下放；根據(jù)操控室電腦顯示塊體的實(shí)時(shí)成像，操作手通過微調(diào)rotator將塊體位置調(diào)整到最佳狀態(tài)并松鉤，然后安裝下一個(gè)塊體。

由于前期200t鉤機(jī)需要輔助墊層石理坡，故前期考慮采用150t履帶吊上堤頂安裝海側(cè)扭王塊。200t挖掘機(jī)上堤頂安裝扭王字塊，堤頂寬度至少10m寬，在堤頂墊層塊石拋填時(shí)需在設(shè)計(jì)寬度的基礎(chǔ)上再加寬3m，并在表面利用小顆粒料找平。岸側(cè)及堤頂采用150t履帶吊上方駁進(jìn)行水上安裝，安裝最遠(yuǎn)距離約20m，考慮0.8的折減系數(shù)，150t在船上20m范圍內(nèi)可吊重17.6t滿足施工要求。

4.施工質(zhì)量管理

4.1 拋石施工

（1）嚴(yán)格把控石料質(zhì)量，符合相關(guān)規(guī)范與技術(shù)規(guī)格書的要求，不符合要求的不能進(jìn)場(chǎng)。

（2）為了確保拋石堤的安全，避免在長(zhǎng)時(shí)間暴露情況下堤心石被風(fēng)浪襲擊，要在完成拋填后緊接著開展下一步工序。

（3）拋填堤心石時(shí)為了避免超高，做好測(cè)量以及驗(yàn)收檢查工作，針對(duì)低凹處要補(bǔ)拋。

（4）拋填時(shí)注意減少頂部不均勻的情況，控制速度、均勻加高。

（5）在圖上做好拋填位置的標(biāo)記，為了防止漏拋可對(duì)拋石船之間的空擋采取控制措施。

（6）按照設(shè)計(jì)要求的重量等級(jí)選擇墊層塊。

（7）設(shè)計(jì)斷面的規(guī)格石拋填完成后應(yīng)盡快通知業(yè)主代表驗(yàn)收。

4.2 預(yù)留沉降

按照30cm預(yù)留沉降進(jìn)行設(shè)計(jì)，在施工時(shí)設(shè)置控制標(biāo)準(zhǔn)：堤心石頂標(biāo)高預(yù)留30cm做沉降。

4.3 扭王字塊安裝

（1）安裝護(hù)面塊體之前，出運(yùn)安裝時(shí)標(biāo)準(zhǔn)塊體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的100%。

（2）安裝前檢查護(hù)面塊體，檢查內(nèi)容包括塊石重量、塊石墊層厚度、表面平整度和坡度。對(duì)于被風(fēng)浪破壞以及不符合要求的需采取修整措施。

（3）按照自下而上的順序安裝護(hù)面塊體。

（4）采用定點(diǎn)隨機(jī)的方法安裝扭王字塊，采用設(shè)計(jì)提供的扭王塊安裝坐標(biāo)圖確定安裝的點(diǎn)位，并遵守如下控制原則：①交錯(cuò)安裝相鄰的塊體：第N+1排的塊體在第N排塊體之間安放；②同排相鄰塊體在前后不應(yīng)有接觸，以避免重疊和對(duì)下一排安裝造成影響。如果出現(xiàn)重疊要做出調(diào)整，這樣有利于塊體的穩(wěn)定；③第N排塊體和墊層石對(duì)第N+1排塊體承重。第一排塊體除外；④在坡面上斜向放置塊體，使墊層與塊體的一半桿件接觸，但是相鄰的塊體不宜有相同的擺向。

（5）在正式安裝前護(hù)面塊體采用典型施工方法，以此掌握影響施工進(jìn)度和質(zhì)量的因素，并對(duì)其做出調(diào)整。安裝后檢查塊體漏放以及重疊的情況，主要采用水下方法或者陸地觀察的方法。

5.結(jié)束語

在防坡堤工程中，施工技術(shù)的科學(xué)掌握很重要，施工順序以及工藝的正確性能夠保證整體質(zhì)量，選擇良好的施工環(huán)境，保證設(shè)計(jì)方式的正確性，順利完成所有施工，致力于達(dá)到完美的工程效果，同時(shí)做好驗(yàn)收工作，為保障施工整體過程中的安全性和質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。