基于网格的精确抛石护岸施工技术分析

葛以宏 葛玉剑 蒋 雷

基于网格的精确抛石护岸施工技术分析

葛以宏1，2葛玉剑3蒋 雷4

抛石护岸是堤防加固工程中加固堤脚、防止崩岸的主要措施，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。在历年抗洪和维护河势稳定中发挥了重要作用，成为防洪工程体系的组成部分和河势控制规划中的重要工程措施。

一、抛石护岸的施工难点

抛石防护的抛投范围对防护效果影响较大，堤岸附近固、液交界处床面上的动水压力比不受扰动水流中的动水压力要大几倍，平顺抛石护岸和矶头抛石护岸工程中，横断面上端一般自枯水位水边开始抛石，下端则根据河床的具体形态确定。对于深泓逼岸的河段，抛石防护范围应延伸到深泓线处，并应满足河床最大冲刷深度的要求；在主流逼近凹岸的河势情况下，抛石范围必须覆盖最大冲深处才能取得最优的防护效果；在水流平顺段，抛石防护范围可至坡度为1∶3～1∶4的缓坡河床处。水下抛石工程质量标准归纳起来有六个字，即“抛足、抛准、抛匀”，抛石的数量、范围和均匀性，直接关系到抛石护岸工程的施工质量。

二、抛石护岸的施工要点

笔者以江苏省长江镇江段某水上抛石防护工程为例，简要说明抛石护岸工程的施工要点。镇江长江段水流紊乱，受潮水影响较大，流速随潮水的涨落变化较大，水位由于受潮水的影响变化也较大，最大水位差在1.5m左右。水上抛石施工受水流、水位的影响较大，特别是长江下游的水上工程的施工更是要对施工区域的水流及潮位条件做出正确的分析，同时长江水上施工作业时还应注意来往船只的通行，以免发生安全事故或对施工现场造成影响。

根据《江苏省长江水下平顺抛石护岸工程质量验收办法（试行）》规定，为使工程达到“抛足、抛准、抛匀”的质量标准。笔者根据多年施工经验和技术分析，归纳总结出“划分小区、专船定位、合理挂档、定量抛投、多次抛匀”的施工方法。

1.划分网格图

首先对施工区域的水下地形进行测量，绘制1∶2000的水下地形图；然后根据施工图纸和抛石区的大小，将整个水下抛石范围划分为若干个单元，将每个单元划分成若干个小抛区（网络），网络规格一般为5m×20m，并对每个网格进

行编号。根据抛石厚度和小抛区的面积来计算各个网格的设计工程量，以便根据设计工程量合理调度安排石料船上档抛投，使船只正确到位，并记录抛石数量和进度。为保证抛石的均匀性，每个小区应分5～8次抛足（抛石厚度较小的不得小于4～6次，水位变化区和近坎部位根据具体情况，但最少不得少于3次抛足）。工程的施工过程中填写小区图并及时复核各小区的实际抛投量，将实际抛投量与设计抛投量进行比较并上报监理工程师进行质量评定，决定是否需要补抛或进入下一小区的抛投工作。

2.固定断面的设置

一般每间距100m设置1条固定断面，本标段护岸总长度为1000m，共设置固定断面10条，每个固定断面分别在抛前和抛后各测量一次以检测抛石厚度，每一小抛区的抛石数量及全部小抛区的抛石数量必须达到规定的要求。规范要求每个单元工程实际抛石数量达到设计值的95%至105%及以上，单元工程为优良工程。如不满足要求应立即查明原因并进行补抛直至达到要求，保证工程的质量优良。固定断面采用测深仪结合激光测距仪进行测量，先将测量船的一边与固定断面线相重合，然后用激光测距仪在固定断面上约每隔5m测量一次该点到岸上断面旗距离，同时用测深仪测量该点的水深。最后将水深换算成1985国家高程基准下的高程，把测量成果绘制成1∶200的固定断面平均增厚率测量图。

3.抛石提前量控制

由于块石在入水过程中受到水流作用将顺水流方向（纵向）漂移一定距离后才能落到河床或岸坡上，块石在水中漂移距离受流速V（m/s）、块石自身重量W（kg）和水深H(m)等诸因素的影响，下落距离S按下式计算：S=0.8VH/W1/6

施工时应适时进行水深和流速的测量，调整抛石提前量。抛石提前量除了落距还应加上装载块石的船身离定位船的距离，抛卸时一律要求块石船顺水流方向垂直挂靠于定位船。本工程处于感潮河段，流速受涨落潮的影响变化较大，考虑实际施工时间段和流速的变化特征，每天每隔2h测量一次流速，在抛石施工中利用最后一次所测量的流速作为以后两小时施工的代表流速，若最近一次计算出的抛石提前量与上一次的提前量相比相差超过30cm则进行定位船的移动，做到及时调整抛石提前量，达到“抛准”的目的。水深则根据施工前测量的水下地形图以及实测的当天水位，选择能体现实际情况的代表性水深作为计算落距的水深。块石重量按块石的平均重量30kg计算。

4.放样定位和测量

本工程采用GPS全球定位系统进行施工放样定位。根据施工图纸上提供的坐标，首先对施工图纸上所给坐标的正确性进行校核。待施工图纸上的坐标得到正确的验证后，将根据此坐标来理论计算定位船各个位置的坐标然后进行定位船的定位。

在包含固定断面的抛区，抛投工作开始前首先要做好固定断面的抛前测量工作。抛前固定断面的测量由专业的测量人员利用测身深仪和测距仪完成。首先将石料船的一边船舷与固定断面相重合，然后在固定断面线上每隔5m测量一个点的水深及其至岸上断面旗的距离。将测量成果整理并绘制成图。

5.抛石施工和定位船的移动

定位船定好位后即可安排石料船上档进行抛石施工。施工员根据质检工程师提供的石料船的实收吨位并结合定位船所在位置的小抛区的设计抛石量，科学合理地调度安排石料船排靠在定位船的相应位置上，等所有船只停靠结束后安排分配工人上船进行抛石作业。在进行水下抛石施工时，应严格遵循“先深后浅，先上游后下游”的原则。

定位船快速准确的移动是保证长江水上抛石施工工作正常运行的前提。水上作业是长江抛石施工的最大特点，水上作业的技巧性比较强，必须要有专业且有经验的人员负责调动才能协调有效地进行工作。本次施工将小抛区划分成5m×20m的规格。开工前将规定所有参加施工的船只石料的装载长度必须要在10±2m范围内，故每个小抛区纵向需移位一次才可将整个抛区抛满。定位船的横向移位视抛区的宽度而定。本次工程抛区的宽度均为40m，计划横向移位1次。石料船挂靠在定位船上施工时只发生横向的偏移，由于各小抛区的宽度均为5m，为保证各小抛区无抛空区域，每次石料船偏移的距离为2.5m。

6.断面测量

在包含固定断面的抛区抛投结束后，要及时进行抛后固定断面的测量。测量方法同抛前测量。将测量的成果与抛前固定断面的测量成果进行对比分析，每个点的增厚率应在设计厚度的65%～135%之间，完全符合要求后则可进入下一位置的施工；不符合要求的则要立即查明原因采取措施进行补抛，直到符合要求为止。

在工程全部抛石施工结束后，应及时进行水下地形测量并将抛后所测的水下地形图与抛前水下地形图进行对比分析并上报监理工程师审核，作为竣工资料。经监理工程师审核后进入完工审报阶段。

三、结语

河道岸坡防护是河流生态修复的重要形式之一，是水陆交汇交融、过渡连续的重要纽带环节，对河流生态系统起到重要的修复、恢复作用。抛石护岸是一种常见的治理河岸崩塌的方法。它具有可充分利用当地天然材料，施工程序简单，直接覆盖在河床冲刷面，防护效果明显等特点。随着进一步治淮工程的全面开展，抛石护岸施工也必将在淮河流域得到大量应用■

（作者单位：1.淮安市河海水利水电建筑安装工程有限公司 223001 2.盱眙县水利水电建筑安装工程公司211700 3.江苏省水利工程建设总公司225009 4.无锡市泓利工程监理有限公司 214000）