防波堤工程中的堤身抛填施工工艺

2021-11-24陈勇胜中交四航局第二工程有限公司

珠江水运 2021年11期

关键词：防波堤堤顶块石

陈勇胜中交四航局第二工程有限公司

1.工程概况

港口城外防波堤为离岸式防波堤结构，堤长3245m，南、北堤头分别与南、北拦沙坝相连，石料总量250×104m3，17t扭王字块23280个，22t扭王字块1536个。本文以此为例，详细探讨堤身抛填施工工艺。

2.抛填施工特点

在本工程中，抛填施工具有总工程量大、抛填速度快、断面工程量大三个特点。

总工程量大。本项目防波堤工程量大，其抛填工程量大约为37×104m3，在规定时间内只使用传统的方法无法达到理想的施工效果，并且这项工程更适用于快速抛填，主要采用的工具是海上船机。

抛填速度快。由于开体驳有巨大的容量，使得其具有良好的机动性，能够快速完成如装箱、运输、抛填等一系列作业。与施工环境结合并科学应用可以提高抛石的效率。因此，在施工过程中要控制好抛填速度、合理应用开体驳。在具体应用过程中，开体驳操作起来较为简单，先将开体驳装备完成并将其送到指定地点，打开仓门前，先由工作人员确定施工角度，再将石料卸到基坑里面。整个过程时间很短，只需要几分钟，对比传统的方驳结合反铲抛填石料的工艺，开体驳操作时间更短、速度更快，优势更为明显。

断面工程量大。这次施工有着断面工程量大的特点，并且由于工程的位置比较特殊，如果在这种环境下采用一些传统的抛填工艺很大程度上不能取得良好的施工效果，还会造成工期延误，因此开体驳抛填成为必然选择。在施工过程中，如果没有具体标志，可能造成抛填不均匀的情况，在使用开体驳施工前需全面考察施工环境并绘制地图，避免发生以上情况和浪费，将石料准确运到指定的位置。

3.施工步骤及方法

3.1 施工步骤

（1）平面施工顺序。在防波堤施工前，先在东南侧修筑一条1120m的临时通道。防波堤整体施工顺序自东南向西北角施工。

（2）施工步骤。将原床面用吹填砂抬高至-17m，用开体驳或1000t泥驳抛填海侧一级棱体1～500kg护脚、1～50kg块石块，然后由疏浚单位抛填堤心砂，再利用定位方驳或1000t泥驳配合小开体驳抛填堤心料C至标高-4m左右，在抛填过程中按负偏差控制原则确保包裹层堤心料B的层厚。

水上利用定位方驳配合小开体驳先抛填层厚最少2m的1～500kg堤心石B，理坡时采用26m长臂反铲配合GPS理坡系统的方法。2000t自航方驳+标准臂抛填-4m标高以下的垫层块石及部分压脚块石，同样利用26m长臂反铲配合GPS理坡系统来理坡。

由抓斗船+泥驳将-4m标高以上堤心料B和垫层块石粗抛和送料，使用2000t方驳+CAT390DL对堤心料B水上理坡。然后利用长臂挖掘机对堤顶内外侧垫石块抛理，堤顶标高控制在+1m标高的范围内，堤顶宽度加宽至10m左右。

使用200t反铲（配声纳和可视化系统）安装海侧的扭王字块，扭王字块通过方驳水上运输至现场。先于200t反铲上安装2排扭王字块，再利用2000t方驳+CAT390DL完成2～5t压脚块石的抛填。

反挖岸侧垫层块石至坡顶并对岸侧和堤顶采取理坡操作，用2000t方驳+标准臂反铲对岸侧2～3t压脚块石抛填，将方驳吊在150t履带上于水上安装堤顶和岸侧扭王字块。

3.2 施工方法

各典型试验施工后及时分析和总结测量结果，找出最合理的参数指导施工，针对情况的变化及时修正调整，使施工处于最佳状态。

3.2.1 水上抛石

进行护脚1～500kg块石抛填，利用施工控制网根据方驳船宽将施工区域分为若干网格，定位船舶垂直轴线方向驻位。施工中随时测量，发现测点和网格欠抛时及时补抛，以保证堤心石总体的抛填质量。防波堤部分堤心石考虑由供应商直接运输合格石料至临时码头处装船，其余的堤心石由石料堆场转运至临时码头处。其中在海侧堤心石理坡结束后及时对垫层石施工，对堤心石形成有效的防护。

推填堤头防冲刷保护措施：季候风季节，防波堤受海浪冲刷影响较大，特别是堤头裸露的堤心段受冲刷力最大，季风季节来临前将已施工段海侧及堤顶一半护面块体安装完毕，堤头抛填大块石并理坡，然后安装10t扭王块用于防护，形成防冲刷能力。

施工进度过程控制：-4m以上堤心石，裸露部分长度控制30m以内，已完成护面垫层块石段的推进超出已完成扭王字块体护面段的长度宜控制在50m以内。

3.2.2 扭王字块安装

主防波堤海侧水下采用“挖掘机+机械旋转臂”可视化安装。块体先在堤顶采用不同的姿势绑好；挖掘机起吊块体，通过定位系统找到块体安装网点并下放；根据操控室电脑显示块体的实时成像，操作手通过微调rotator将块体位置调整到最佳状态并松钩，然后安装下一个块体。

由于前期200t钩机需要辅助垫层石理坡，故前期考虑采用150t履带吊上堤顶安装海侧扭王块。200t挖掘机上堤顶安装扭王字块，堤顶宽度至少10m宽，在堤顶垫层块石抛填时需在设计宽度的基础上再加宽3m，并在表面利用小颗粒料找平。岸侧及堤顶采用150t履带吊上方驳进行水上安装，安装最远距离约20m，考虑0.8的折减系数，150t在船上20m范围内可吊重17.6t满足施工要求。

4.施工质量管理

4.1 抛石施工

（1）严格把控石料质量，符合相关规范与技术规格书的要求，不符合要求的不能进场。

（2）为了确保抛石堤的安全，避免在长时间暴露情况下堤心石被风浪袭击，要在完成抛填后紧接着开展下一步工序。

（3）抛填堤心石时为了避免超高，做好测量以及验收检查工作，针对低凹处要补抛。

（4）抛填时注意减少顶部不均匀的情况，控制速度、均匀加高。

（5）在图上做好抛填位置的标记，为了防止漏抛可对抛石船之间的空挡采取控制措施。

（6）按照设计要求的重量等级选择垫层块。

（7）设计断面的规格石抛填完成后应尽快通知业主代表验收。

4.2 预留沉降

按照30cm预留沉降进行设计，在施工时设置控制标准：堤心石顶标高预留30cm做沉降。

4.3 扭王字块安装

（1）安装护面块体之前，出运安装时标准块体强度达到设计的100%。

（2）安装前检查护面块体，检查内容包括块石重量、块石垫层厚度、表面平整度和坡度。对于被风浪破坏以及不符合要求的需采取修整措施。

（3）按照自下而上的顺序安装护面块体。

（4）采用定点随机的方法安装扭王字块，采用设计提供的扭王块安装坐标图确定安装的点位，并遵守如下控制原则：①交错安装相邻的块体：第N+1排的块体在第N排块体之间安放；②同排相邻块体在前后不应有接触，以避免重叠和对下一排安装造成影响。如果出现重叠要做出调整，这样有利于块体的稳定；③第N排块体和垫层石对第N+1排块体承重。第一排块体除外；④在坡面上斜向放置块体，使垫层与块体的一半杆件接触，但是相邻的块体不宜有相同的摆向。

（5）在正式安装前护面块体采用典型施工方法，以此掌握影响施工进度和质量的因素，并对其做出调整。安装后检查块体漏放以及重叠的情况，主要采用水下方法或者陆地观察的方法。