本标段设计水下抛石23593m3,工程采用平顺守护型式,枯水平台以下采用抛石固脚,平顺护岸型式水流对岸坡的冲刷角小,对水下岸坡及水下护坡稳定很有利,不会造成对上、下游的回流冲刷。水下抛石宽度为10m(50m)分区抛护,抛厚1.0—。抛石粒径0.15m,0.5m。
本工程的施工方法为,划分网格、准确定位、掌握落距、合理挂档、定量抛投、屡次抛匀。
水下抛石施工的关键是合理划分施工网格,根据我单位屡次从事水下抛石施工的经验,结合目前我单位从事抛石施工的装石船的详细情况,可将施工网格划分为20m〔垂直水流方向〕×20m〔顺水流方向〕的标准网格,人工抛石时,将施工网格划分为10米〔垂直水流方向〕×20米〔顺水流方向〕的标准网格。每个标准网格再分为一、二、三、四共4个档位进行抛布,缺乏标准宽度的抛区可划分为定宽的小区进行实施工程,根据设计图纸中每个抛区的厚度以及抛前水下地形测量成果,计算出每个网格应抛石数量,编制施工档位图。
测量放样方法,据我单位护岸工程的施工经验,水下测量采用普通经纬仪和电子经纬仪难以到达施工精度要求,所以本工程采用GPS配合数字式测深仪进行水下抛石前后的地形测量和施工定位,从而做到水下抛石均匀到位,全部符合设计要求。
具体测量方法如下,在抛区附近的岸边,根据建设单位提供的控制点,采用前方交会或前方交会的方法在岸上测设一点,由此点放出施工基线。根据测设的点设立一条正基线〔平行于抛区长度方向〕或斜基线〔不平行于抛区长度方向〕。在基线上根据各施工小区的长度划分放出各基线桩。由基线桩上测设出各断面桩〔方向桩〕,方向桩应垂直于抛区长度方向。
测量放样技术要求,测量放样放出的基线桩与方向桩应与定位船通视良好。测量采用红外线测距仪。利用测设点作控制点,采用极坐标法放出基线桩和方向桩,桩位距离误差小于5mm。
定位船的选用,据我单位护岸工程的施工经验,采用200吨的定位船进行定位,从而可以加快工程进度,减小劳动强度,我单位拟准备1艘200吨钢质定位船,本工程拟投入1艘定位船设备状况良好,并配有专业操作人员。
定位船锚、缆的选用,上游锚选用1000kg重的锚,下游锚选用500kg重的锚,顶头锚选用250kg的锚。在施工中,可根据实际情况,里锚可在岸上设置地牛,这样可减少抛锚次数,提高抛投效率。锚缆,上游缆选用φ以上的锚缆,一根顶头缆和两根下游缆规格也不应小于φ。
抛锚顺序,外上游锚〔领水锚〕→里上游锚→外顶头锚→里下游锚→外下游锚。应注意的是上、下游锚应成八字形,以利定位船里外移动。
冲距〔漂距〕确实定,块石在抛到江底过程中,因水流的带动,块石向下游移动,因此在抛投前要计算出块石的冲距,以便算出抛石在水流的作用下,所移动的距离,确保抛投位置的准确。抛石冲距经验公式为,
定位船定位,定位船锚抛好后,即可进行定位,先将定位船移至要抛投的断面,测出流速和水深,计算出冲距〔漂距〕,冲距加装石船头空白区距离为定位的提前量,根据抛石断面起点坐标和提前量利用GPS定位系统进行精确定位。使定位船下游侧舷边所拴装石船块石位置与入水后需抛投的位置相对应。
石质的控制,水下抛石要把好石料质量关,块石供给先经试验,确定其契合设计及标准要求,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。数量确实定,石料船到达工地指定地点后,由现场监理工程师对检查合格的石料进行量方,量方时长度量取选4个点,宽度量取选2个点,高度量取8个点,取平均值计算方量。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工程部质检人员随机抽船过磅,根据抽磅结果确定系数,消除虚吨位,以监理核定量为准。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那么,各装石船船位应相互错开,以保证抛石均匀。
a、抛石船只的选用,本标段抛石为粒径0.15,0.5m,每个小区网格抛石量较大,故施工中采用100t的驳船,施工中订立标准船型,按标准船型划分小区,按标准船型选用装石船只,具体为船长30m,宽,船头至货位长度为,货位长20m,后船舱长。人工抛石先用40至50吨的小船进行抛投。
根据我单位抛石护岸经验的总结,采用机械抛投,装石船上的块石由船侧抛出的距离在左右,也就是说,抛出的块石有效抛护宽度为,本次护岸工程抛护有效宽度定为。
根据所确定的标准船型及有效抛护宽度将抛石标准网格20m×20m的方格分为8个长20m宽条形区域〔即4个档位〕进行抛布,由于船宽为,在抛石时占据3个抛投区,即挂第一档位时,船位占据第二、三、四抛投区,此时抛投范围为第一、五抛投区,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10×20米的标准网格划分为8个长20米,宽的条形区域进行抛布。②③④
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,,①表示第一挂档位×8=20从而到达抛投均匀的目的。表示第二挂档位置标准网格抛投横向挂档示意图
我单位今年上半年在大堤水下抛石施工中,首先采用的是人工抛石,结果发现人工抛石劳动强度大,投入的人力资源相当多,进度慢,而且抛投不均匀。后来通过业主、监理的批准采用机械抛石,即采用1.6m3反铲挖掘机进行抛投,大大加快了施工进度,抛投也相当均匀到位。优质、高速完成了水下抛石工作,受到了监理、业主的一致好评。所以本工程采用机械与人工相结合的抛投方式。
石料船进档挂牢后,开始用反铲式挖掘机进行机械抛投,各档船只全部抛投结束,方可解缆离档。记档人员及时准确地将抛投量上档位图,做到各网格实际抛投量满足设计要求,在靠铺石的部位,抛投区域不规那么,采用小型船舶人工抛投的方法,做到抛投均匀到位。
水下抛石工程结束后,我方即组织测量人员采用GPS系统对抛投区域及相邻的局部水域进行水下地形测量,并绘制比例为1,2000的水下地形图,将抛前抛后的水下地形图进行比照,确定抛投成果。
〔 1〕严格控制各施工段长度,施工期间受季风影响,为保证抛石挂缆船进位准确,减小因风力和水流影响,如水流方向与设计抛区方向一致,流速不大时,每天单元抛石长度为80m,如水流方向与设计抛区方向夹角较大或水流紊乱,每单元抛石长度为40,60m。
〔2〕抛石船只选择,施工中严格按标准船型选择300t的装石船,确保抛石均匀和抛投厚度。
〔3〕建立完善的定位系统,在监理工程师在场的情况下,完成永久性控制导线、桩号及固定观测断面桩的布设,并在每个断面桩插上小红旗做上标记,确保定位不发生偏差。
〔5〕在进行正式抛石前,进行抛石试验,通过试验以得到冲距与水深、流速、块径之间的关系,对理论计算数据进行修正,保证抛投均匀到位,符合设计要求。
〔6〕定位船应根据流速和水位及时调整船位,每次抛投前应测定流速、流向、水深等参数,计算调整好抛石落距。
〔7〕一单元抛投结束后,分析抛投结果, 以便及时调整网格抛投方案和水上作业定位位置。
〔8〕抛石施工时靠近护坡脚槽平铺石部位时, 由于水位原因,局部地方大型船只无法抛投时,必须采用岸上抬抛和40,50t小船人工抛投,这样能保证护脚工程与护坡的连接,确保护坡稳定。
〔9〕为了保证施工期间湘江航道的平安畅通,主动与航运管理部门联系,服从统一指挥和调度,设置明显航标和水面浮标, 以示出抛石作业区范围及施工船舶和湘江航行船舶的航道。
块石的粒径是关系到工程质量好坏的主要技术指标之一,往往错误地认为抛投的块石越大越好,越稳定。根据多年抛石施工经验总结,抛投的块石只要能抵御水底最大流速的冲击,能保持在河坡上的稳定即可,小粒径级配适宜的抛投块石可以增加覆盖层次,减少孔隙, 防止河床泥砂淘刷,增强对河床的护岸效果, 因此抛填块石粒径选择0.15,0.5m。
块石装船前要到国家专门机构〔CMA〕认定的试验室做试验,符合要求后,经监理工程师同意前方可使用。
施工中做好材料质量、运输、验收等工作的落实,严把材料质量关。 中标后,立即派出材料部门有关人员至各采石场落实块石的供给。选择符合施工要求的块石及落实供给量等事宜,并将信息反应至工程经理部。工程经理部根据石料的要求及供给量等情况,将任务下达给各供料单位。石料上船前,需经我工程经理部派驻各料场码头的质检员检查,经检查符合石料质量要求及规格要求前方可装船。船舶运输。各运输船〔队〕提前将航政部门核定航运薄上交我工程部材料供给部。 由专人负责查验确定船〔队〕 的装载吨位,并复核船舶吃水线,查验船只有无积水、压舱货等。对查验合格的船只统一编号,发放专用运输旗帜。石料验收方法。施工现场设置量方小组进行石料的检查验收工作,据我单位多年的石料验方经验,石料的检查验收采用以下方法,
查看航政部门核定的吨位,与该船相对应,确定是否小船大薄子,查看吃水线是否到位,丈量石方体积,折算吨位,按实收验,如发现有吨位缺乏,及时进行过磅,卸完货后,查看船舱内有无积水、压舱货,如发现有,那么扣除相应吨位,并取消其运输资格。
验收组织程序,抛石施工验收由验收小组监理员、验收员、施工员组成,共同负责验收工作,具体程序如下,
先由验收员按?施工验收规定?进行初验,提出主导意见,验收员及时将验收意见告知验收小组成员,如无异议,那么报请监理复查、抽查,验收员将验收结果通知各运输船〔队〕 ,并编号发往定位船施工,凭验收单在定位船安排卸货。卸货前,再由定位船施工员进行复检,确认无误后, 由档位记录员排档抛布。在抛投过程中如发现码虚方夹带泥土,不合要求的碎石料可根据真实的情况扣除该船的一定方量,块石抛完后, 由施工员负责查看船舱有无积水和压舱货。确认无误后,签发五联单。
〔3〕每天做好详细的施工记录,包括水文、气象、块石冲距、定位船定位、移位、施工桩号、抛石船舶号及载石量、当天船只数、过磅船吨位及数量、抛石船抛石档位图及总抛石量等原始施工记录。
〔4〕抛石护岸施工进度必须严格按照设计进度要求分段、分区实行控制,未经监理工程师批准不得提前结束抛填或改变区域抛填,一单元抛填结束后,须经监理工程师验收合格同意前方可移动定位船进行下一单元施工。
