青草沙水库工程网兜石吊装施工技术

赵国权 高 灵

(上海交通建设总承包有限公司，上海 200136)

0 引言

在青草沙水库工程主龙口结构构筑中，网兜石吊装的工程量大，工艺复杂，受影响因素多，决定着主龙口能否顺利合龙。中交上海航道局有限公司在对大量其他工程做调查研究的基础上，针对网兜石吊装工艺的关键技术问题，结合长江口南支北港河段水域的水文条件，先后编制了多个施工方案，进行了多项试验研究，成功地运用了网兜石吊装工艺。

1 工艺原理

网兜石依次按灌装、出运、转驳、吊安等几个过程进行施工。因为网兜石需求量大、需要的场地大等因素，所以网兜石的灌装安排在石料场进行，灌好后再通过水运到施工现场。考虑到运输船的吨位大、吃水深，在低潮位时施工区域的水深有限，所以网兜石运到现场后转驳到小型平板驳上，再转运到施工地点进行吊安。

2 施工操作要点及工艺流程

2.1 操作要点

2.1.1 网兜石组装

根据设计要求，网兜石需60 t压重才能满足现场抗流的要求，但由于单个承载60 t网兜对网兜材料的要求很高，且每个环节均需要大型的起吊设备，因此采用单个10 t重6个拼装的组合方式进行施工。即在网兜的灌装、出运、转运3个过程所起吊的单个网兜重量均为10 t，在水下吊装前才将6个10 t重的网兜组装成一组，一起进行水下安放。组装的方式为:相邻两个10 t重的网兜之间用尼龙绳打结连接，最后用一根φ16 mm的尼龙绳将6个网兜串联形成一个整体(见图1)。

2.1.2 网兜石起吊

为了保证每组网兜石起吊中的形状和安放后的形状及大小基本一致，特制了长方形的钢构吊具，每个独立的网兜与吊具上的吊钩相连能自动脱钩，吊具再与吊机上的吊钩相连，这样的吊装方式保证了网兜石的形状，同时也提高了施工效率(见图2)。

2.1.3 网兜石安放

网兜石安放时根据网格划定的位置进行安放施工，先进行GPS定位，然后进行“碰放”;安放选在流速较小的时间段内进行作业，吊具上牵引两根尼龙绳，进行辅助定位;摆放时错位排列，安放2层时上下位置也错位排列摆放，以确保网兜石安放的紧密性(见图3)，船位布置见图4。

2.2 工艺流程

网兜石施工工艺流程如图5所示。

3 定位系统

3.1 系统组成

网兜石的安放采用水下定点的方式进行，为了确保吊安在水下位置的准确性，特别为此设计一套专用的DTPS定位系统。该定位系统由3台GPS，2台电脑，2套无线传输系统组成。其中2台GPS(控制船位)和1台电脑显示器安放在浮吊船的控制室内，便于船体移动时的控制;另1台GPS(控制安放点)和1台显示器安放在吊机操作室，便于吊机手控制安放点(见图6)。

3.2 定位效果

这套DTPS系统有两大优点:

1)安放时吊机及拟安放网兜的运行轨迹均能在显示器上清楚地显示出来，能动态反映安放的误差，能根据电脑显示的预定位置进行安放。为了确保网兜石水下安放的紧密性，根据每组网兜石在陆上被吊起之后所占的面积(近似长方形，测定其长和宽)来确定安放预定位置的面积。

2)3台GPS相互串联，2台显示器采用无线连接，在任一显示器上既可以看到船位，又可以看到吊机的位置及安放点。

4 材料与设备

4.1 材料

4.1.1 网兜

网兜采用φ16 mm，φ22 mm两种规格的尼龙绳，单个网兜用料约为130 m，网格采用φ16 mm尼龙绳编织，结点间距为35 cm;底部和吊点位置采用φ22 mm尼龙绳串联打结形成一个整体。经多次试验，该网兜能承受10 t的块石重量，满足多次转运后不断裂的设计要求，其生产效率能保证现场安放进度的要求。

4.1.2 块石

块石产地为舟山，工程中选用单块粒径大于网格间距，净重大于60 kg的块石。为满足单个网兜为10 t的要求，采用40 m3的灌桶，用自卸车进行灌装，经进行多次实验测量，单个重量符合设计要求。单个网兜的灌装成型后，为确定方格尺寸，将6个单重为10 t的网兜合成一组网兜，经起吊再落地后测量其成型面积，多次试验取其均值为4.6 m×7 m，为施工图设计提供了可靠的依据。

4.2 设备

4.2.1 船舶

施工船舶系统由运输船、转驳吊机船、甲板驳船、浮吊船组成。根据进度要求，考虑到天气和潮汛等因素影响，配备了运输船10艘，甲板驳船8条，转驳吊机船2条，浮吊船3条，使施工现场能顺利运转，不至出现断档情况。

船舶使用情况见图7。

4.2.2 吊具

为保证网兜在起吊和安放能够紧密，根据单组网兜石的落地成型面积，将吊具设计为长6 m，宽2 m的长方形，用钢构制作，自重为5 t。吊具上端采用4根φ40 mm钢丝与吊机主钩相连，下端采用6根 φ26 mm钢丝与吊钩连接，吊钩弯钩处焊接楔扣用φ16 mm钢丝与副钩相连起自动脱钩作用。吊具两侧再分别用2根φ22 mm的尼龙绳连接作为牵引绳，由人工操作可辅助调整网兜石入水的位置。这样的吊具系统确保了网兜石入水安装后的形状(见图8)。

5 影响因素

在网兜石吊安过程中，对进度影响较大的主要因素有:大风天气停工，材料供应不足，大潮汛;次要因素有:施工过程中正常的动锚和移位;偶然因素有:船舶机械故障等。

针对这些因素，须在施工开始前安排好施工顺序，避免发生船舶挤到一起没有工作面;加强机械的维护;根据工程进度情况，科学合理的配备各种施工船舶，由专人进行调度;调整石矿数量，提高产量，避免出现材料供应不足等。

6 质量控制要点

在网兜石的施工中，网兜石的重量和定点安放的位置是施工控制的关键。网兜在使用过程中经多次转驳，要选用合格厂家的材料，网包制作结实;选配大粒径石块，在现场灌装时要达到规定方量;在甲板驳转驳时，避免叠放，在起吊时有可能受力不均，造成尼龙绳磨断或拉坏吊点;网兜组装时要用尼龙绳绑扎紧密，形成一个整体;在DTPS可视系统的操作下，吊点要对齐施工点，入水时用牵引绳调整好网兜的形状;现场操作人员要认真负责，做好记录，不得出现错放、漏放、叠放的情况;施工结束后，及时对施工完成的区域用水深仪测量，比较施工前后水深，得出参考数据以指导下步施工。

7 相关实例应用

流水操作过程对比见表1。

表1 流水操作过程对比

该技术是由“材料产出→运输线→现场施工”三部分构成的有机整理。三个环节流水操作，环环相扣，具有可视化、操作简单、安放准确的特点，在青草沙水库工程中成功的对网兜石、混凝土方块、框笼进行了定点安放，效果佳。本技术和软件适合于水上精确定位安放大型构件，可在其他工程中得到运用和扩展。