多要素斜坡式防波堤工程施工技术探讨

王贵阳

摘 要：斜坡式防波堤工程是港口水运工程中的典型工程，其施工要素多，施工工序复杂。如何处理不同施工要素间的紧前紧后关系，一直是斜坡式防波堤工程中的难点，也是制约工程工期的关键。本文以天津港大沽口港区东、北防波堤潜堤段工程2标段施工为例，探讨了多要素斜坡式防波堤各施工要素的施工技术要点，根据施工技术关键要点合理优化并确定了各施工工序的衔接顺序问题，在工期紧张的情况下，合理调整施工工序，安全的完成了防波堤的施工任务。可以为类似多要素斜坡式防波堤的工程施工提供技术借鉴。

关键词：防波堤;航标工程;施工技术总结;施工监测

1 工程概况

天津港大沽口港区东、北防波堤潜堤段工程包括防波堤工程及航标工程，包含防波堤、护岸混凝土挡墙、灯桩、灯浮标等部分的施工。其中防波堤为斜坡式结构，全长2 350 m，堤顶、内外侧边坡护面块体均采用扭王字块，块体下设抛石垫层[1]，垫层下设无纺土工布反滤层，内外侧镇脚平台采用砂肋软体排加抛石结构，基础采用砂被+排水板进行处理。航标工程施工包括灯桩和灯浮标的施工，灯桩位置航道侧设置抛石+栅栏板的实体直立式结构检修通道，内侧采用灌砌块石台阶与灯桩基础衔接，选用钢质灯浮标，LED航标灯设置在灯桩及灯浮标上。

2 工程总体安排

本工程开工先进行堤头拆除和防波堤基础施工，在施工期间采取相应措施做好施工成品保护。基础沉降趋于稳定后开始进行及充填砂袋堤心结构施工。在进行充填砂袋施工时，需要分层、分段、流水施工，且棱体上下层的施工时间间隔需满足文件要求，并做好沉降位移观测。另外本工程涉及扭王字块预制件，为保证工程工期，应合理安排预制施工时间，以不影响现场施工为宜。

3 施工技术及施工工序要点

3.1 斜坡式防波堤块石抛理施工技术

3.1.1 施工工艺流程

抛理块石施工流程为：施工准备→导标设置及运输船定位→定点施抛→抛石备料→船载挖机理坡。

3.1.2 工料机配备

抛理块石目的是砂肋软体排的防护和袋装砂堤身的防护，主要包含300 kg～500 kg块石、60 kg～100 kg块石、10 kg

～100 kg块石和10 kg～40 kg块石。

根据沿海上抛石的特点，选用专业抛石船进行水上抛石施工，平板驳与挖掘机配合抛理。抛石船性能良好、设施齐全，操作方便，施工效率高，非常适合平抛块石船移动频繁、工程量大以及作业面广的施工特点。

3.1.3 施工方法

施工分为抛理测量和抛填施工两部分，抛理测量可为抛填施工提供可靠得数据支撑。

（1）抛理测量：抛填测量主要是水下测量，其次辅以RTK-GPS陆上测量，根据施工控制网进行平面控制和高程控制。RTK-GPS提供平面位置坐标，测深仪提供水深。根据测得的平面位置、高程、水深数据可对抛填进行控制，定位船舶并确定抛石位置，根据实测断面与设计断面的差异计算补抛的数量和部位。

（2）抛填施工：本工程块石护脚抛理施工采用RTK-GPS控制方驳定位，反铲挖掘机进行抛填，抛填施工分为护底抛石、坡面抛石及块石理砌三部分。

1）护底抛石施工：抛填以前进行试抛，找到抛填石料的漂移方向和距离，以确定抛石位置。砂肋软体排设验收合格后方可进行块石护脚抛填，利用施工控制网根据方驳船宽将施工区域分为若干网格，利用RTK-GPS引导船驻位于若干网格。

2）坡面抛石施工：坡面抛石可采用分段分层施工的形式，两侧同步均匀抛理。分段进行时要注意搭接位置，防止漏抛和重抛，对重抛位置进行清理，漏抛位置进行补抛，避免抛厚或者抛薄的现象产生。

3）块石理砌施工：块石理砌施工是指袋装砂棱体护面块石理砌，采用机械理砌，使用平板驳与挖掘机配合，采用长臂挖掘机进行整平施工及堤顶理砌。

3.2 扭王字块出运及安装施工技术

3.2.1 施工工艺流程

防波堤外侧6T扭王字块是防波堤防护的重要环节，对防波堤堤身起到至关重要的保护作用。扭王字块安装在300 kg～500 kg块石理坡完成后进行，安装时注意施工安全。扭王字块出运及安装施工工艺为：

出运阶段：施工准备→垫层石抛理→起重船定位→装运船停靠，同时将扭王字块装船运输到现场。安装阶段：试验段扭王字块安装→分区定点随机安裝扭王字块→交工验收。

3.2.2 功效分析及工料机配备

本工程扭王字块共计34 147块，护面块体达到设计强度后，装车采用2台25 t汽车吊，运输采用10台30 t平板拖车及2艘1 000 t方驳。1 000 t方驳平均每艘次装载6 t扭王字块约120块，预计运输船次285次，运输天数为143天。

3.2.3 扭王字块出运及安装

（1）扭王字块出运。运输车将材料运至码头后由汽车吊吊运装船。装船时要保证每个护面块体都紧密接触，不会晃动，一般扭王块采取规则斜插堆放，每船装好，要用特制的大头木楔塞紧，确保其不会因风浪摇摆而产生滑动。

（2）扭王字块安装。在安装扭王字块护面之前做好准备工作，包括施工船舶驻位和建立护面块体的GPS自定义系统安装定位网格。施工船舶驻位包括定位方驳驻位与方驳吊机驻位，根据施工范围和船型，布设定位网格，使用两台GPS流动站测定船舶坐标，准确驻位。船舶驻位后，以堤纵向轴线、里程和水准点为基准，建立安装施工所用的GPS定位三维控制系统监控施工并显示每一个块体的确切位置。

3.3 航标工程施工技术

本工程有钢结构固定灯桩3座，钢质灯浮标2座，灯浮标及灯桩上配置LED航标灯，提高了助航效能。航标工程施工包括灯桩的安装以及灯浮标的安装两部分。

3.3.1 灯桩安装

结构连接采用拼接方式，主体结构拼接采用8.8级高强度螺栓，平台及附属结构连接采用5.6级螺栓。

灯桩从下向上安装，必须在下部结构就位且安装牢固后进行上部构件的吊装，在吊装过程中需采取适当措施防止产生过大弯矩变形，吊装就位后应及时连接牢固，保证结构的稳定性。

避雷针接地线沿爬梯接下与基础接地网接地线连接接通，所有连接处必须焊接，焊缝应进行防腐处理。

电气及其他安装板须根据工艺要求，在结构安装前确定位置及方法，筒身线路孔洞安装完毕后须做好封闭措施。

3.3.2 灯浮标安装

灯浮标的制作满足设计要求后，将浮标以及配套设施运送至施工现场，方驳吊机将其吊放至甲板，在工作船协助下将浮简、锚链、沉石相互连接。定位船舶利用DGPS系统现场定位，方驳吊机按照定位的折定地点将浮标起吊并将抓石下沉至海底。

4 结语

斜坡式防波堤工程是港口水运工程中的典型工程，其施工要素多，施工工序复杂。如何处理不同施工要素间的紧前紧后关系，一直是斜坡式防波堤工程中的难点，也是制约工程工期的关键。

以天津港大沽口港区东、北防波堤潜堤段工程2标段的建设为背景，对其包含的防波堤、防波堤护面、航标的工程总体安排及施工技术进行总结。通过选择科学的施工技术、合理安排施工工序、工程施工穿插进行，可以达到安全高效且按期完成工程建设的目的。本文的研究成果可以为类似工程项目施工提供参考，结合实际情况进行施工方案的优化升级，提高此类工程项目建设水平。

参考文献：

[1]郑辉，李春阳.某斜坡式海堤工程对临近桥梁桩基位移的影响[J].水运工程，2018（4）：72-77.

[2]梁贵文.深水防波堤护面块体安放施工工艺[J].城市建设理论研究（电子版），2013（33）：64.

[3]JTS 257-2015，水运工程质量检验标准[S].