海岸滩水下抛石施工技术与控制

范超斌

摘 要：南通某海上通道项目，水深条件差，低潮时基底露滩，且缺乏陆上抛填的可行性，块石施工需采用水上过驳抛填的方法进行。详细介绍了水上过驳抛石的流程、工艺及控制，探索出低潮浅滩的水下抛石方案，积累了施工经验，具有一定的推广价值。

关键词：海岸滩 水下抛石 过驳 技术及控制

1.工程概况

南通某海上通道工程，位于江苏省南通市沿海，遥望港闸与东安新闸之间，通州区小庙洪水道尾段北侧腰沙上，呈“L”形布置。总平面布置图如图1所示。

本工程堤身主体采用袋装砂棱体+回填堤心砂的结构形式，外侧采用150-300kg的块石进行护底、40-50cm的钢筋混凝土栅栏板进行护坡，内侧采用60-150kg的块石进行护底、1t的四角空心方块进行护坡，块石量约17万方，全部需要采用水下抛石进行施工，堤身抗浪、潮能力差，袋体形成一段、护底块石和护面块体要防护一段，以降低浪、潮对堤身主体造成损失。

2.自然条件

2.1 风况

本地区夏季盛行偏东南风，冬季盛行西北风，常风向为ESE向，次常风向为N、E向。强风向为NNE，极大风速30m/s，全年的大风主要集中在11、12月、1月和8月。

2.2 雾况

本地区春季雾日最多，冬季次之；雾期大部分延时约3～7h。

2.3 水文

（1）基面关系。各种基准面关系如下图所示，本次施工采用国家85高程作为潮位及高程起算基面。

（2）潮汐特征。依据吕四海洋站1969～2001年实测潮位资料统计，工程海域平均潮差3.53m（国家85高程）。

（3）波浪。本海区波浪冬季以偏北方向为主，夏季以偏东南向为主，常浪向为N、NE、NW向，强浪向为NE，最大波高为3.8m；次强浪向为NN W～N向，最大波高为3.3～3.5m。全年无浪天数（H4%<0.1m）约占全年的50%， H4%>1.0m的天数为14d。

3.工程特点

因南通地区无石料供应，同时陆上运输费用高、效率低，本工程石料需从浙江省舟山市海运至施工现场，运距远，周期长；

施工现场基底标高比较高，约为-2.0～+1.5m（国家85高程），低潮时基底面为露滩状态（如图3所示），大型抛石船无法直接就位抛填，需进行倒驳，施工效率低；

工程位于无掩护的开敞海域，受风、浪、潮的影响较大，大风大潮极易造成堤身的损毁，需及时进行袋装砂堤身的防护，抛石进度要求高。

4.抛石施工要求

4.1 材料要求

本工程石料要求为坚硬耐久的自然开山石料，坚硬完整、质地新鲜、耐风化、强度高和具有良好的抗水性，泥灰岩、页岩、粘土岩以及扁平、细长和已风化的块石不得使用，石料浸水后饱和抗压强度不得低于50MPa，比重须大于2.55t/m3。

4.2 技术要求

（1）护底棱体抛石断面不得小于设计断面，每10m一个断面进行测量检查；

（2）护面垫层块石抛石厚度应满足设计厚度，每10m一个断面，1m一个点进行测量检查。

（3）袋体形成一段、护底块石和护面块体要防护一段，从而使堤身受台风、大潮影响的损失减少到最小，抛石施工进度要求高。

5.抛石施工方案

5.1 总体方案

本工程水下抛石施工采用“大型石料运输船运输，倒运至小型平板驳后，由小型平板驳对标就位抛石，分段分层理坡”的施工方法，关键设备采用“3000t石料运输船+500t自带挖掘机的平板驳”组合。

对于块石的整平和抛填断面的修整，采用挖掘机进行分层分段理坡，同时及时安排设备进行补抛和调整。

5.2 抛石施工方案

（1）施工工艺流程。具体施工流程如图4所示。

（2）详细施工方案。

①过驳施工。因3000t的石料运输船为尖底船，为避免其低潮时搁浅造成船体损坏，该船舶需要停泊在过驳点，将石料过驳至500t的平板驳船，后由平板驳船运输至现场并进行定位抛石。具体施工方法如图5所示。

②典型施工。在正式抛填施工前，宜先选择一段50m长的试验段进行典型施工，以分析水深、波浪、海流、滩面对抛石作业的影响，并测量块石在滩面成堆时石料的漂移情况，漂距试验一般采用经验公式计算：

L=0.8×VH/W1/6

式中W为块石重量（kg）；V为抛石部位的水流速度（m/s）；L为块石水平落距（m）；H为水深（m）。

在计算块石的水平漂距后，得以确定抛石船的最佳位置，再根据抛石船型和断面尺寸确定抛石量，结合石堆的长度和宽度确定船舶的纵移距离和横移距离。

③过程控制。抛石船舶平行于堤轴线方向驻位，利用GPS（全球定位系统）导航船舶驻位于预定的位置后，施工员指挥抛石船进行抛填，边抛填边测水深，并及时做出标记，抛填量达到预先计算的所需量后，移船进行下一位置抛填。

另外，施工时要勤对水位，勤对导标，以保证抛石边线的准确性，并做好施工记录以确定下船次的定位，避免重抛和漏抛。

④整平施工。采用反铲挖掘机进行整平作业，挖掘机通过平板驳乘高潮运至现场，平板驳驻留现场作为挖掘机在高潮位时的停靠平台。低潮时，挖掘机进行护底块石的整平与护面块石的理坡工作，不足石料部分由抛石船运输石料补充，高出的多余石料转移至坡脚。具体施工方法如图7所示。

5.3 安全保障措施

（1）开工前应向参加施工的全体人员进行安全交底；

（2）每天收聽天气预报，及时了解天气情况，遇到大风大浪时，所有施工船舶停止作业，并迅速撤退到安全地带；

（3）所有特殊工种必须持证上岗，船舶及其他施工设备证件齐全，并备有救生、消防设备；

（4）抛石船要与堤身保持一定的安全距离，理坡时挖掘机站位要牢靠；

（5）大雾、大雨天气等视线不清的情况下，禁止进行抛石施工；

（6）做好施工区域及船舶位置的水上安全警示标志。

6.结语

水下抛石是海堤工程中回填块石的常用方法，南通某海上通道项目施工区水深不足，无法满足大型石料船直接抛填，同时石料的总需求量和高峰需求量均比较大，抛石进度要求高，项目所在地无石料供应，且陆上推进抛填的方法效率低、成本高，水上过驳抛石在该项目上获得了成功应用。

本项目抛石施工的顺利实施，有效保障了堤身的防护，同时也积累了沿海滩涂条件下水上过驳抛石的施工经验，获得了较好的经济效益，随着港航基础设施的进一步发展，越来越多的沿海港口将向海洋发展，该项目的施工经验值得在该地区及更广泛的地区推广应用。

参考文献：

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