新型透空式六面体在促淤圈围工程中的应用

程婷

【摘要】根据长江口地形特征，南汇东滩促淤二期工程采用新型材料透空式六面体构筑透空促淤堤，通过物理模型试验获得现场施工参数。针对不同层的要求，采用不同的吊装方式，确保施工过程中的安装密度、堤顶高程、堤身尺度等符合质量标准，以达到良好的消浪促淤效果。

【关键词】透空式六面体；规则安装；保滩促淤

斜坡堤的护面材料一般采用天然块石或人工浇筑的混凝土块体，由于波浪容易在斜坡面上发生剧烈破碎，当水深较大时所需块石的重量会很大，对块石的要求就越高。目前使用较多的块体主要有扭王字块、四角锥体、四角空心方块和扭工字块等。

透空式六面体作为新型材料，在工况条件较差的情况下，底层规则安装，上层插入式的安装方法能够保证较好的稳定性与施工质量，且预制简单，施工方便，降低成本。就本工程而言，长江三角洲东南长江入海河口口门段南侧特殊的工况和地质条件，设计方提出在南汇东滩促淤工程堤段采用新型砼透空块斜坡堤结构。在满足抗风浪稳定性要求的同时，利用透空块体自身及块体间的大空隙率减轻堤身自重应力，满足地基承载力和堤身整体稳定性要求。

一、工程概况

1.1 工程简介

南汇东滩促淤工程位于长江三角洲的东南端，长江如海河口口门段南侧滩涂，面临东海，水域开阔。南汇东滩促淤二期工程施工范围内地形为单一斜坡，工程区内沿促淤堤中心线的滩面地形总体上较为平缓

1.2 工程结构型式

本工程促淤堤全长约5.5Km，堤身两侧护底采用抛石与混凝土联锁块软体排相结合的方案，部分断面在堤基底部铺设两层通砂管袋，堤身采用C30预制素混凝土透空式六面体构筑。透空块体为1.8×1.8×1.8m的中间镂空的方型块体，单重约为10.0吨，体积为4.32m3，图1为六面体三维视图。

二、工程技术难点

本工程均为水上施工，根据设计要求，透空六面体安放需达到安放密度、堤顶高程、堤身尺度等质量指标。堆放过程须考虑地基沉降影响，另外，由于大部分区域需要在高潮时安装，安装面处于水下，受风浪、潮汐影响较大。再者，受风浪影响，吊装机械的抛锚定位及如何保证精确吊装，是工程的重难点。

三、施工工艺流程

3.1促淤堤施工工艺流程

堤基清理→底层通长充砂管袋→堤基处理→混凝土联锁块软体排→透空式六面体安装 堤脚抛石

3.2透空式六面体安放流程

四、质量控制方法及措施

4.1 施工船舶的选择及定位

定位船选用1000吨以上级的平板吊机船，利用船载双GPS导航系统进行船舶的位置和方向进行准确定位，定位吊机船舶配备45吨级吊机，吊机臂顶部安装一台GPS接收机，用无线传输方式与吊机驾驶室的电脑相连，通过电脑显示屏确定吊钩所在位置，到达计划抛投区域时进行定点准确抛投。

铺排船采用“六锚定位法”确保铺排船稳定，其中两个定位锚抛至促淤堤内侧。根据双GPS定位，将铺排船移至施工边线附近，通过收、放各定位锚缆，实现船舶稳定、准确定位。保证船舶在风浪中的平面摇摆幅度不大于30cm，风浪过大时暂停施工。

4.2通过实验确定现场实际摆放参数

本次实验模型采用设计给出的C30混凝土进行预制，尺寸比例为1：20即9×9×9cm透空六面体。根据设计要求第一层预制块模型为规则摆放，块体间距暂按5cm摆放，二层以上部分按“梅花”形式摆放，且根据实际空隙调整块体的摆放位置，将整个断面摆放至饱满状态。

根据摆放实验数据可以看出需要摆放4层减去原始滩面-2.0m后标高为4.2m，达到设计要求的交工验收标高；具体现场实施要根据滩面高程测量数据及滩面沉降后数据为准。

通过模型试验，验证设计透空块体堤身所达到的孔隙率。为保证所建造堤身顶部标高均匀一致，确定不同滩底标高断面最底层透空块体抛放的纵横间距；通过调整底层摆放间距对顶标高的影响，最终确定摆放层数。

4.3 分层采用不同的吊装方式

本工程六面体采用底层规则安放，上层不规则安放。船载2个GPS移动台对船舶位置和方向进行准确定位。吊机操控室中的电脑平台可显示吊机顶部的GPS移动台，通过移动吊机的位置，保证六面体质心位置安放准确。

底层安装采用规则安放，采用平吊的方式，吊起后方块呈水平状态，以保证安装后方块仍呈水平状态，安装间距由模型试验的结果确定；吊起空心方块，按电脑屏幕显示的方块理论位置和实际位置，移动吊臂，安放方块。安放时尽量确保空心方块能水平着底。

非底层安装采用不规则定点随机安放，采用单点吊，吊起后块体呈倾斜状态，相邻两层的空心方块从平面上看呈梅花型布置，即上层块体均安放在其下层块体的空档处；安装水面以上空心块体时，除按间距控制外，还需结合实际情况，将块体安放在下层块体的空隙处，以确保上层块体的稳定性。

透空式六面体安放时采用“水平分层、质心定点、姿态随机”的安放原则，避免规则整齐安放；必须从下层到上层逐层安装；分层摆放，底层块体全部平置，第二层及以上块体采用定点随机安放，且应斜插下层块体间隙中。透空式六面体安装完成后，两侧护脚抛石应及时跟进，防止六面体出现滑移导致堤身坍塌。

五、工程效应

随着社会经济快速发展，沿海区域土地资源紧缺，促淤、圈围工程成为沿海高滩作业的热门方向，块石供应日趋紧张，为减少施工过程中对大块石的依赖程度，透空块体作为促淤圈围坝体的趋势日益明显。透空式六面体作为促淤圈围工程建设领域的新材料，在南汇东滩促淤工程中成功实现，为其他促淤圈围工程提供了参考经验。

参考文献：

（1）张静.新型透空六面体在南汇东滩促淤二期工程中的应用[J].2017，06.

（2）冯卫兵，厉佳卉，曹海锦，张俞.一种新型透空式潛堤消浪促淤特性试验研究[J]. 水运工程，2014（1） .

（3）张远琴，张怀问.新型透空式六面体在海上的安装技术[J].2017，03.