堤防加固中的水下抛石护岸施工技术初探

堤防加固中的水下抛石护岸施工技术初探

摘要：近年来，水下抛石护岸技术在堤防加固中的应用逐渐增加，但水下抛石护岸施工是一项隐藏工程，施工质量控制难度较大。为此，本文将结合堤防加固水下抛石工程实例，对水下抛石施工技术和质量控制作一次系统的介绍，以期值得实践。

关键词：水下抛石；抛投试验；质量控制

堤防加固中的水下抛石技术主要通过机械或人工抛投卵石、散乱块石，在指定区域把断面从堤脚至正常水位线之间的区域表面用一定粒径的块石覆盖起来，增强其抗冲刷的能力，以达到稳定河势、保护大堤的目的。但水下抛石护岸施工工程量大、质量难以保证，因此，在施工中，必须明确建设中各个环节具体的质量技术标准和质量控制要点，严格加以把关，以其达到预期的工程建设质量要求。

1 工程概述

某护岸工程长度为2166m，抛石厚度0.68m-3.55m，水下抛石为13.27万m3。平均抛石强度约为1732m3/日，配备2艘抛石定位船(长42.22m，宽7.33m)及20艘装石船(长31.12m，宽4.55m，装石长度>20m)分两段进行施工作业。

2 水下抛石施工

2.1 抛石前水下地形测量

抛石前,首先进行水下地形测量。采用GPS全球定位测量系统及海洋成图软件对抛石区水下地形测量后,绘制出水下原始地形图,其水下断面测量的比例为1B200,沿堤轴线方向25m测量一横断面。

2.2 划分抛石区单元及抛石量计算

根据测量成果对抛投区进行网格划分,并绘制成图,大堤加固达标工程左汊河抛石护岸根据实际的情况和施工作业船的具体情况,抛石网格采取10m×25m的标准网格进行抛投。对于局部岸线不顺直的地方采用变网格,各网格的抛投量根据图纸按网格上下断面方向的平均值求得按抛投断面计算出每个抛投区的抛石数量,并对抛投区进行统一编号,报监理工程师核实后,作为抛石施工依据。

2.3 测量放样

(1)依据设计部门提供的已知点坐标和高程确定控制点的实地位置，并做埋桩插旗标记；

(2)确定断面分界线：根据从上游至下游抛石原则确定各断面线(按每20m一

个断面布置)对应岸上的点和近水边点的位置，并用花杆作好标记；

(3)做好水位标尺，确定抛投时的水位；

(4)准备量距绳(在绳索上从起抛点开始，每1.5m用红布条作标记)，确定水上护宽及深泓位置，并在深泓线上做好水上浮标；

(5)用一端固定在近水边点的分界桩上的量距绳确定运料船的挂靠位置。

2.4 定位船定位

(1)抛石落距确定

受水流流速V、块石自身重量W和水深H诸因素的影响，抛投块石时势必沿水流方向向下有一段的漂移量，漂移量按南京市多年试验经验公式S=1.47VH/W1/6计算。抛石落距测定方法如下：

①定位船移至断面定位后，通过流速仪测量流速，同时采用测深仪测量断面处水深。

②再根据公式S=1.47VH/W1/6计算块石入水落距，落距加装石船船头空白区距离即为定位船的提前量。

(2)定位船定位

本工程采用两艘定位船，分两段按照从上游至下游先深后浅的原则进行抛石作业。根据水上抛填网格确定定位船位置，采用“丁”字形定位法固定定位船，即定位船与岸边成“丁”字形摆放。定位船按外上游锚(领水锚)→里上游锚→外顶头锚→里顶头锚→里下游锚→外下游锚进行抛锚，上、下游锚缆应抛成八字形。上、下游锚分别选用0.4T、0.8T的霍尔锚，顶头锚选用0.2T的霍尔锚或四齿锚，定位船船舷与岸上断面线标记成一直线，定位船在断面线上平行移位时采用六分仪交会定位，定位船定位时还应根据计算所得的提前量校核船位，使其准确定位。以上定位形式在非汛期水下抛石施工中得到了广泛的应用，效果良好。

2.5 石料船挂靠、抛投石料

定位船定好位后，可在定位船下舷边挂靠装石船进行施工。根据以往水下抛石经验的总结，正常装石船上的块石由船侧抛出的距离约1～2m，因而各装石船船位应相互错开1.5m，从而保证抛投均匀无空档，具体如下图所示：

装石船抛投石块示意图

实际施工时，将抛石标准条格按1.5m*20m的条格分为8个长20m条形区域(即4个船位)进行抛石，如下图所示：

抛区船位划分图

在标准条格抛区中，装石船抛石应从船两边进行。在非标准条格或条格宽度较小区格抛石时，应由船的一边进行抛布，以保证块石入水后落至指定区域。装石船抛石按条格设计抛石量进行抛石，直到该条格满足设计要求，然后定位船移位，按前述方法定位，装石船挂靠抛石作业，如此反复，直至完成抛石区施工。

2.6 完工水下断面测量

由于与抛前水下地形测量相同，在此不再详述。

3 质量控制措施

3.1 抛石石料质量控制

块石采用未风化，湿抗压强度大于50Mpa，软化系数大于0.70，密度大于2.6t/m3的新鲜岩石。块石粒径为0.15∽0.5m，单块重量不小于10kg/块，流速较大，粒径适当加大。块石量每达到1∽3万方现场取样检测一次。

3.2 块石数量控制

(1)水下抛石工程隐蔽性强，应切实杜绝“虚吨位”。成立包括监理在内的收方小组，现场丈量计量收方时承包人质检负责人、监理工程师均在场，现场签证，否则收方无效。目前现场操作是施工方量方组3人，其中1人为负责人，收方监理1人，共4人。

(2)验方以船上量方为主，在量方监理工作中，监理人员每船全过程旁站监理。现场量方后视材质、粒径和堆码空隙情况确定扣方量。对恶意码空的料船不予验方或进行惩罚性扣方，对泥土碎石多的船只要另外加扣。

(3)料船验方记录、量方、扣方时由量方员填写收方联单，抛完后检查抛石清舱情况，并根据码方和石料不合格情况在联单上标明扣除方量和核定方量，作为抛投计量和结算的原始依据。

(4)扣除杂质和不合格的材质量，一般视实际情况而定。

3.3 抛石落距的确定

控制抛石落距是抛石质量控制的关键，在一个抛区勤观测流速、流向、水深，

掌握块石落距。及时调整船位并移位，保证石料准确抛入预定区域。

3.4 定位船定位

(1)做好岸上测量放样标志，定位船在承包方报验、监理工程师进行复核符合要求后定位。

(2)审查施工图纸，看图上的交汇点、断距、抛石船停靠的位置和应抛数量是否与施工图相符。

(3)根据抛石落距，将定位船移至需提前的位置，定位船垂直于抛区。

3.5 抛石船准确挂靠

(1)装石船装载吨位均衡，以保证定量抛投和均匀抛投；

(2)装石船垂直于定位船。定位船两个上游锚可承受流速及挂靠的装石船的水流冲击力。装石船挂靠后要挂牢，不要再左右摆动。

3.6 准确抛投块石

(1)抛投顺序：先上游，后下游，先深水，后浅水。

(2)控制抛量：网格抛投方量依据设计方量进行控制，按“总量控制，局部调整”的原则监督施工，严格按每个网格的设计抛量一次抛足控制，不允许欠抛。

(3)抛投作业控制：在施工中，质检员要勤检查定位船上的档位移动纪录和装石船的移位记录，严格控制超抛和欠抛现象，对漏抛和欠抛部位，及时采取措施补抛。

3.7 水流紊乱区抛石

装石船顶靠定位船抛石，允许吊挂成列，一般每列2艘为宜，注意确保安全。驾驶要操舵，防止船尾左右摆动。两单列船之间的间距不少于5米，防止吸靠。

3.8 块石覆盖均匀度

(1)抛石网格的抛石量与设计图相符，所有抛区中抛石数量合格的抛区数达100％，每个小抛区实际抛量与设计抛量的误差控制在3％以内。

(2)检查当日施工图上的施工纪录，督促做好日结和月报工作及工程进度计划，保证工期按计划完成。

(3)按设计抛区每单元设置固定断面，固定断面测点间距为2米，定点测量

施工前后抛石增厚值。通过抛石施工前后对比，增厚值满足设计要求。

4 结语

对于堤防加固工程，水下抛石护岸技术因其具有施工方便、石料来源丰富、工程成本低等特点而成为了该工程中加固堤脚、防止崩岸的重要措施之一。但该技术施工质量较难控制，因此，在工程建设中，只有加强施工各个环节的控制，才能保证施工质量，从而让堤防更具抵御洪灾的能力。

参考文献

[1] 王志云.水下抛石护岸工程施工工艺及质量控制要素[J].治淮.2011（11）

[2] 邓远新；臧群群.堤防加固中的水下抛石施工工艺与质量控制探讨[J].水利科技与经济.2009（12）