水下抛石护岸施工技术

爱拼才会赢制作水下抛石护岸施工技术2018年6月12日一、水下抛石概况水下抛石护岸因其工艺简单、施工便捷的特点而被广泛应用，在很多水利工程的河道整治工程中更是大规模实施了水下抛石护岸工程。水下抛石护岸是使受冲刷的河床、岸坡通过抛石覆盖，以达到防冲作用。由于该护岸形式具有施工方便、石料来源丰富、工程成本低等特点，目前，长江及淮河流域河道整治过程中多采用水下抛石护岸。2施工流程图抛前水下地形测量施工区域划分及计算工程量抛投试验定位船定位抛石船量方、定位抛投抛后测量完工验收二、施工工艺及主要流程分析3补抛水下抛石施工方法按照“划分小区，趸船定位，掌握落距，合理挂档，定量抛投，多次抛匀”的原则开展。每一个网格施工完毕后，定位船与抛石船移位，按上述施工程序进行下一网格施工。抛投过程按照“先江中后岸边，先上游后下游”的顺序进行。二、施工工艺及主要流程分析抛前水下地形测量施工前，委托专业的第三方测量机构对本项目抛石区域进行水下地形测量，并绘制水下地形图和断面图，作为水下抛石施工实施重要依据之一。施工区域划分及计算工程量根据多年从事水下抛石施工的经验，结合当地从事装、运石作业的船只的具体情况，可将抛区划分为15M宽、30M长的用于大型装石船的标准网格，宽度不足15M的抛区可划分为定宽的小网格进行施工。根据水下实际断面与设计地形计算各网格工程量。抛投试验水下抛石位移直接影响到抛石质量，施工前进行抛投试验，根据实测水下断面图，实测不同粒径，不同重量的块石，在不同的水深，不同的水流速度下的水平落距，以利于定位船准确定位。若水位过高，水深流急，无法触及到河床底，抛石前根据水深、流速、流向，计算出漂移距。通过现场抛投试验确定船舶定位方式、移动控制方法、方量控制方法等。抛石漂移距确定需采用理论计算和实测两种方法进行比较，找出接近实际的漂移距，控制抛石施工。①漂距测定4二、施工工艺及主要流程分析A、现场实际测量水平落距（即漂距）将块石用铁丝捆好系在测绳一端，在船头做好标记，再将石头从标记处抛入水中，让石头自由漂落，然后到船尾收测绳并在船上做好标记。当测绳垂直水面时，测绳长度即为水深，船头抛石标记到船尾收绳标记长度即漂距。块石水下漂距值测定方法如图所示，其中D可由钢尺量出，H可测绳测出。5河底漂距船头船尾流速Vf漂距值测定方法示意图二、施工工艺及主要流程分析B、理论计处水平落距（即漂距）理论漂移距按下面公式计算：LD＝0.74VFH/G1/6式中：LD－块石抛填水平落距（M）；VF－表面流速（M/S）H－水深（M）G－块石重量（KG）抛石漂移距确定需采用理论计算和实测两种方法进行比较，找出接近实际的漂移距，控制抛石施工。计算结合实测漂移距离，将其绘制成水深、流速、流向和漂移距离对应表格以供施工员参考。6二、施工工艺及主要流程分析②流速测定方法7在船上取A、B两点做好标记，将浮标在A点上游处投入水中，当浮标到A点时秒表开始计时，B点结束，AB长度除以所用时间即流速。..ABVf=L/T汉江定位船流速测定示意图二、施工工艺及主要流程分析抛投网格划分水下抛石按照抛投网格进行抛投，首先，根据大多数抛石船的有效抛投长度和定位船的有效长度，划分抛石施工网格，抛石船有效抛投长度约20M，我们拟采用的定位船为200T级，船长30余米，因此抛石按顺水流方向20M分段作为一个施工网格，考虑抛宽在19M~27.5M之间均不分区。然后，根据每一施工网格所在的平面位置，按设计要求的抛石范围和抛石厚度计算出网格的抛石量，具体抛投过程中，还应按1.5M一档对工程量进行细化。因为根据多年对长江抛石整治经验的总结，块石由船舷边抛入水后的正常有效抛护宽度约为1～2M，因而各装石船船位应相互错开1．5M，从而保证抛投均匀且无空档。测量和放样控制由于抛石施工位置是位于水中，无法在水中确立施工位置，因而需在与施工位置对应的岸上设立标志，以确定施工位置。测量放样方法如下：在抛区附近的岸边，根据原始控制点，采用前方交会或后方交会的方法在岸上测设一点，由此点放出施工基线。8二、施工工艺及主要流程分析测量和放样控制根据测设的已知点设立一条正基线(平行于抛区长度方向)或斜基线。在基线上根据各施工小区的长度划分放出各基线桩。由基线桩上测设各断面桩(方向桩)，方向桩应垂直抛区长度方向。测量放样技术要求如下：测量放样放出的基线桩与方向桩应与定位船通视良好。利用测设点作控制点，极坐标法放出基线桩和方向桩，桩位距离误差控制在5MM之内。定位船的抛锚和定位定位船抛锚要使定位船定位准确、稳定，必须选用合适的锚具及锚缆。要确保抛石质量，首先就必须准确放样。定位船定位前，一要做好现场漂距试验。漂距试验就是在该抛护断面上，测试不同水深、不同流速、不同重量的块石在水流冲击下所漂移的距离，并计算其平均漂距，再根据漂距的理论计算值和实测值相比，选择一个合适的漂距，本次选择漂距为8.2M。由于投入抛石施工船多为50吨左右，堆放长度小于20M，船头前有一小段空载区，通过丈量长度为1．5M，那么定位船准确的位置应是原施工图标示位置向上游偏移9．7M(漂距+空载区长度)。二要准确定位放样。根据上述计算成果对照施工图，依照“先上游后下游，先深泓后近岸”的抛护原则，确定抛石的起始位置。根据施工图上点的坐标，然后用全站仪和标志杆，将靠近岸内侧抛石区边线平移至岸边，并在岸上打木桩，做好标记；根据施工档位图确定抛石区长度和宽度。依次抛投定位船首锚、前外扒锚、后外扒锚，然后在岸上设两点(由于砂土，需每点打两根木桩加横档)，固定内侧前、后扒锚。9二、施工工艺及主要流程分析定位船的抛锚和定位将内侧后扒锚设在起始抛石断面上，用全站仪测量，通过紧松缆绳调整定位船位置，直至定位船上的抛投桩点在起始抛投断面上且距抛投区外边线1M处。内侧后扒锚缆绳便是起抛断面线。为便于挂档，可在缆绳上设置若干浮筒。定位船每隔20M移位一次，方法同前。装石船的定位和抛投块石(1)装石船的选择为保证石料抛布均匀，抛石施工中应控制装石船的规格，要求船舶长度约为30M，宽约5～7M，装石长度不得大于20M，以保证抛投连续、均匀，不留空档。(2)石料质量与数量的控制水下抛石要把好石料质量关，块石供应先经试验，确定其符合设计及规范要求，经监理确认合格后方可选用。杜绝风化石、水解、碎石等不合格的石料。10二、施工工艺及主要流程分析装石船的定位和抛投块石(2)石料质量与数量的控制数量的确定：石料船到达工地指定地点后，在监理单位监理工程师在场的情况下，对检查合格的石料进行量方，抛石工程施工中常用的丈量点至少采集数量为(转折处须加密)：长度，2个点(顶面长1个、底面长1个，取平均值)；宽度，7个点(顶宽4个，取平均值；底宽3个，取平均值)；高度，3个点(取平均值)。计算方量后再由专人视空隙率大小和石质情况核扣方量。施工中监理工程师和项目部质检人员随机抽查船过磅，根据抽磅结果确定系数，消除虚吨位，以监理核定量为准。另外计量方式也可采取首船称重计量，即在船舶首尾标志清晰满载和空载标线，并建立船舶图片档案，石场装料需在监理工程师旁站监督下进行称重装料并登记在册，每船需以空载线进场装料并装至满载线，按1.8T/M3石方堆积密度系数计算实际单船抛石方量。块石运输船舶要求相对固定，并建立每艘船舶的资料档案，确定每艘船舶的运输方量。施工现场收方时只需观察空载线和满载线，并实行欠载不收、超载不计（不计算超出部分石方量）的收方制度。现场施工员根据抛投后有无不合格石料进行二次扣方，现场签字认可。11二、施工工艺及主要流程分析装石船的定位和抛投块石(3)抛石船挂档、抛投块石定位船定位结束后，可在定位船下舷边挂吊装石船进行施工，根据抛投须均匀的原则，各装石船船位应相互错开，以保证抛石均匀。根据多年对长江抛石整治经验的总结，块石由船舷边抛入水后的正常有效抛护宽度约为1～2M，因而各装石船船位应相互错开1．5M，从而保证抛投均匀且无空档。因此，可将抛石标准网格15M×20M的网格分为10个宽1．5M条形区格(即10个船位)进行抛投，每个船位依次错开1．5M。例如：对于船宽6M的运料船，6M船宽加上两侧石料落水距离各1．5M，单次抛投的覆盖范围达9M宽。为保证15M宽的网格不因船底位置抛投不到而形成空白区则须沿断面方向移动四次，连同第一次定位位置，共需五个船位来覆盖整个网格，在每一个船位左右舷同时抛投同一编号的抛投区格，每一个网格分5次抛完。装石船抛石在标准区格中，应从船两边进行，在非标准网格的定宽小区格抛石时，应由船的一边进行抛投，以保证块石入水后落至指定区域。装石船定好位后，即可按设计抛石方量进行抛石。12二、施工工艺及主要流程分析装石船的定位和抛投块石(3)抛石船挂档、抛投块石13第十抛投区20M1.5M①②③④⑤①第九抛投区第六抛投区第四抛投区第二抛投区第八抛投区第七抛投区第五抛投区第三抛投区第一抛投区抛石船抛石船定位船水流方向岸边标准网格抛投横向挂档示意图船位示意图抛石船挂档移动方向5号挂档位置二、施工工艺及主要流程分析装石船的定位和抛投块石(3)抛石船挂档、抛投块石抛投图示说明：根据所确定的标准船型及有效抛护宽度将抛石标准网格15M×20M的方格分为10个长20M宽1.5M条形区域（即5个档位）进行抛布，由于船宽为6米，在抛石时占据4个抛投区，即挂第一档位时，船位占据第二、三、四、五抛投区，此时抛投范围为第一、六抛投区，其余档位抛投依次类推。抛投完一个档位后，经监理验收合格后，再依次抛投其余档位，从而保证抛投均匀，且无空档。人工抛投时，将15×20米的标准网格划分为10个长20米，宽1.5米的条形区域进行抛布。装石船抛石在标准网格中，应从船两边进行抛布，在非标准网格的定宽小区抛石时，应由船一边进行抛布。这样挂档能够保证块石入水后落至指定区域，从而达到抛投均匀的目的。14二、施工工艺及主要流程分析装石船的定位和抛投块石(4)机械抛投石料船进档挂牢后，开始组织机械抛投。机械抛石方法采用船侧式抛投方案，选用1M斗容的履带式反铲长臂液压挖掘机。挖掘机行驶上改造后的平台船，平台船在靠近石料船一侧焊隔离架(隔离空档方便石料落水用)和安全挡板(督促挖掘机在行进过程中走直线)，挖掘机在平台船上顺船方向往复行进，分层均匀抛投运料船上块石。机械抛投示意图15二、施工工艺及主要流程分析装石船的定位和抛投块石(4)机械抛投石料船进档挂牢后，开始组织机械抛投。机械抛石方法采用船侧式抛投方案，选用1M斗容的履带式反铲长臂液压挖掘机。挖掘机行驶上改造后的平台船，平台船在靠近石料船一侧焊隔离架(隔离空档方便石料落水用)和安全挡板(督促挖掘机在行进过程中走直线)，挖掘机在平台船上顺船方向往复行进，分层均匀抛投运料船上块石。运输船移位：运输船通过连接锚缆绞机移位，每次移动1.5M，以保证块石抛投覆盖均匀，不留空缺。现场施工时，施工员在施工段图上根据设计抛投量及厚度、块石运输船长度、宽度等计算每次下料数量，并标明已抛区域和数量。施工中，对于近岸区域内船无法抛投的部位，采用人工搬运进行抛投和水位上涨后再抛投两种方法解决。16二、施工工艺及主要流程分析抛石均匀度控制这主要从两个方面进行控制：一是档与档之间抛石衔接控制：本工程每档设计长度为20M，即档与档之间距离为20M。投入抛石施工堆放长度不足20M，针对船有效长度与档长不吻合的实际情况，就必须根据石料船的堆放长度因船制宜，前轮抛石时将船头堆放石料的位置长度在定位船上做好标记，抛下轮时把抛石船下移至标记位置进行抛投，距离控制在该档20M左右，并不断调整位置，使档与档之间不出现抛石空隙，达到档与档之间石料衔接良好。二是环与环之间抛石衔接控制：每一档由若干环构成，每一环设计宽度是15M。按人工抛投每边每次只能抛投1.5M宽计算，两边同时抛一次能抛的有效宽度为3M。为便于控制环与环之间的衔接，在挂档缆绳上每隔1.5M卡一个卡子，作为抛石边沿线标记。从深泓抛起，在达到设计厚度时将抛石船向岸边方向逐步位移1．5M进行抛投，直至该档抛投量达到设计要求。三是对岸边的浅水