对水利网兜抛石施工方案的分析探讨

徐文婕，鲍中秋，季 骏

（南京市水利规划设计院股份有限公司，江苏 南京 210000）

近年来，灌区渠道及中小河流治理受到各省市甚至是国家的更高重视，并在政策上予以了更多支持。网兜抛石护岸是一项重要的施工方案，其决定着渠道、河道的有效治理。该方案现已经于各施工领域进行了广泛应用，如迎流顶冲及护岸等方面，都在其指导下进行。随着工程建筑方面的不断发展，对施工质量、工程期限及河道治理等各项指标重新进行定位，也对该方案提出了更高要求。

1 网兜抛石护岸作用及优点

1.1 作用体现

（1）用于编制网兜石笼的钢丝具有抗腐蚀性强和高强度的特点，坚固耐磨，而且，网兜的形状不固定，可依据地形需要编织成不同形状。

（2）可以依据实际需求和技工技术的特点，调整网兜大小及石头的装载量。

（3）可以根据需要将多个网兜进行有效连接，形成防护体。

1.2 优势体现

（1）可以较好地适应地基的变形。因其构成材料是填充石料以及网片，所以具有很好的柔韧性和延展性，不需要很大的承重力，由此对地基要求不是很高。网兜抛石可以在遭遇地震或者地基发生轻微变形甚至是不均匀塌陷的情况下，进行自动调节，以达到微调平衡的状态。

（2）整体结构性能良好。多网连接的情况往往会因一方受力不均导致结构发生变化进而影响整体效果，但网兜抛石可以不受个别影响，实现整体结构性能的有效保障。

（3）具有较好的耐久、透水、经济等特性。其内部石块间隙可以将水及时排出，可以有效降低水压造成的不良影响。且网兜材质一般为高镀锌低碳钢丝，具有寿命周期长的特点。内需填充材料多为卵石或者块石，可就地取材。

（4）施工工艺简单。网兜抛石具有不受季节影响、施工进度快的特点，是因为其具体的施工过程简单，不需要复杂的操作，只需人工垒石封口、吊装到位就可以。

（5）利于生态环境的维持。网兜抛石中的石块间隙在被土壤填充后，可以为植被创造生长条件，利于固沙和生态环境的保护。

2 相关工程概况

该工程的抛石体积约为8.11×104m3，且平均日抛量为1 300 m3。计划为2016年1月1日开始，进行抛石作业，充分考虑了春节、航道及天气、材料供应等各方面因素对施工的影响，需要延时20 天。在水下进行抛石作业时，定位船的作用很大，稳定且准确地进行定位关乎施工质量的保证，所以，决不能忽视其作用。本公司配有可以从事水下抛石作业用的大型抛石定位船，还有与其配套的小型船舶，每艘定位船上均配有所需的GPS-RTK测量定位系统，本次定位船拟采用289 T以上的浮吊船自带吊机，吊机为20 T，吊臂最大长度16.5 m。本次网兜抛石计划工期106日历天，有效施工工期为80日历天，因为本次网兜抛石护岸工程每天抛石量约为69 000÷80=862.5 m3。一条吊机定位船日抛投量约1 000 m3，一条定位船施工日能力可满足施工强度需要，为防止船舶故障及其他因素，本工程拟投入2艘吊机定位船用于抛石施工，其中一艘为备用。

抛石作业计划：1 300 m3/天。

抛石作业计划工期：

导流坝下压软体排部分：60 450÷1 300÷70%=67日历天，计划的开工日期为2016年1月1日，计划的完工日期为 2016年3月7日。

右缘防护加固部分：20 650÷1 300÷70%=23日历天，计划的开工日期为2016年5月15日，计划的完工日期为 2016年6月7日。

该工程的质量要求是：必须保证符合国家工程质量验收的标准。且右缘防护加固部分计划于2016年汛期后开始作业。

拟设该项目主体需要划分成2个作业区，导流坝下压软体排部分为1作业区，右缘防护加固部分为2作业区。

因为2作业区现处于枯水期，致使浮吊船很难进到作业区，因抛石网兜主要应用于水利工程的填、堵决口及堤岸防护工程中，具体划分如图1。

图1 作业区划分图

此为长30 m、宽10 m，且每小格为2.5×2.5=6.25 m2的网格。

其是由聚丙烯绳索编制成，且强度高还具有较好的柔韧性等特点，使得网绳在兜装石块滑入或泡入河床时不容易被切断，而且网兜的无固定形状特点也使其更易贴近河的底部。本段材料讲述的主要内容是利用PP抛石网兜进行抛投作业，在镇脚、导流坝护底等方面用到的块石总体积约为8.11×104m3。

3 网兜抛石前准备工作

3.1 材料检查

将拟选用的石料送至专门的机构进行性能测试，容重、抗压强度以及软化系数等方面均合格的石料产地可以作为供料场，提供石料保障。（1）被选用的石料一定是符合标准的，无论是抗风化能力还是质地方面均要达标才行。一些带有尖角或者是形状呈条形的以及风化石等不能用作石料。只有具备合理级配和孔隙率低的块石才能被选用。（2）对块石的要求是：质地坚硬且不容易被水解，要拥有大于50 Mpa的抗压强度，软化系数更是要大于0.7且密度不得低于2.50 t/m3才行。块石粒径在0.20～0.40 m范围内，单重在20～40 kg/块范围内。施工前，根据施工设计图和浮吊船抛投覆盖范围将抛石区划分成若干抛石小区，依据《长江水下平顺抛石护岸施工规范》（DB32/T2947-2016），浮吊船抛投：根据具体的浮吊船的吊臂回转、小区格的尺寸综合确定区格尺寸，区格划定后，绘制抛区区格图。

每个区格中标注高计抛石量以及编号。在区格中划分小区格，小区格边长招按1次起吊抛投覆盖范围确定，宜取2.5 m。为保证抛石的均匀性，每个小区应分次抛足，设置固定断面（除特殊情况外间距约100 m），抛石前后都要进行测量，以此确定抛石的厚度是否达标，每一抛石区的抛石量和整个抛石区抛石量合格率要达标。抛石顺序一般应遵循“先远岸后近岸，先上游后下游”原则。

3.2 船机设备要求

对定位船的要求是重量在300 t以上的浮吊船；对抛石船的要求是：重量为300 t的深舱驳。

3.3 工程量计算

采用四联单方式计算每艘船的抛石数量，即需要经过承包人、抛石船以及监理和运输方四方的签字确认才可以。当运载石料的船只进入码头以后，监理负责监督计量符合标准的石料。依据规定的操作程序计量石料，确定石料装载量。

验收方的监理，根据石料的质量以及空隙率大小核对一次扣方量。石料抛投结束后，抛投方的监理根据碎石块的参与程度再进行一次扣方，最终以双方监理核对的方量为标准。质量检测方面的相关数据，须经作业人员的签字确认才算合格。

抛石作业前应依据流向、流速及水深等计算出漂移距离。漂移距离计算公式如下：

公式中：Ld指的是抛石的水平落距（m）；

H指的是水深（m）；

Vc指的是表面流速（m/s）；

G指的是块石重量（kg）。

对石料的计算是按照矩形方法（图2），高度为1 m，上宽为2.15 m。

图2 石料矩形图

3.4 网兜抛石施工方法

（1）浮吊船上面装载6个液压（或电动）绞关控制和6根钢缆，如此便可以很好地控制浮吊船的位移情况。对于船头的主缆，其承受的是整个船只的下漂拉力，而船尾的钢缆则可以起到固定船舶防治其位移的作用。船头和船尾两端的钢缆都起着控制作用，两端分别设置了开锚，以此控制船舶左右移动。还可以对船上配备的GPS-RTK系统进行定位，进而调整船体位置。

作业位置的确定，需要借助与作业位置对应的岸上标志进行，因为抛石作业的位置在水中，水中无法确定具体位置。

检测抛石厚度的依据和重要手段是固定断面。作业前在设计图上每90 m设置1个固定断面。该项目进行作业定位和水下地形测量的原理是GPS配合数字式测深仪，进而达到均匀抛石的目的，以符合设计标准。

浮吊船抛石区一侧有效吊距内（10 m）的甲板上，做好刻度，刻度间距为2.5 m，一共是4个。装料船停靠以后，浮吊船吊起抛石网兜，将其运送至另一侧，根据刻度进行抛投作业。完成后再向另一侧移动2.5 m的距离，如此往复进行抛投工作。

（2）定位船进行了准确定位以后，在抛石区的另一侧停靠运石料的船只，把定位船左侧作为停泊侧，右侧为作业区。已经完成了铺排护底工作的区域，如果在抛锚时采用传统锚，会破坏护底结构，应该在需要的情况下，卸载原来的锚，用大块的混凝土来保护护底结构。

（3）抛填数量的控制。在具体的抛石作业中，应用足数的抛石以确保作业达标的同时，保证工程质量。该工程控制抛石量的方法是“量方”，可以有效保证抛石作业的准确性。对进场的石料数量进行有效控制，严格按照相关项目的规定，把控操作流程，以确定石料的装载量。对抛填单元进行合理控制，根据抛投石料船只的尺寸合理划分网格，严格按照设计图纸的规划要求，测量抛石区厚度以及水下地形，从而计算出抛投数量，编制抛石网格图。

对抛石位置的确定需要利用GPS技术，以实现准确定位，并且能够准确记录抛石路线及网格移动中心位置。

（4）在浮吊船抛区一侧有效吊距内（10 m）的甲板上，红漆做刻度，2.5 m/刻度，共4个刻度。

计算浮吊船提前量。在实际定位之前，要先计算出提前量，以此保证石料能够被抛投到准确的位置。但在这一过程中，要充分考虑水流速度和方向等因素。

3.5 抛填顺序控制

应该对运料的船舶进行长度、宽度及吨位方面的要求，以确保每个网格都能够按设计量要求抛投到位，根据网格设计的抛石量，来制定抛石船的位移方案，同时指挥施工单位的作业人员进行刮揽抛投工作，把抛投的实际情况和验收数据进行有效记录，时刻将其与初始设计进行比对，以此来保证每个网格都能被抛足、抛匀。

3.6 安全质量控制

为有效预防机械伤害、机械故障等情况的发生，应该配有专业人员对机械的关键部位进行维修和保养。吊装机械臂的下面不能够站人，在实际的操作过程中，机械臂与架空线之间的距离应该控制在合理的范围内，符合相关规定。机械设备应根据其自身情况进行防尘、防雨、防砸以及防噪音等装置的安装，且应该在机械设备的周围设置明显的提示牌。规定运输车辆不得出现超载、超高或酒后驾驶等情况，一经发现要严肃处理。对机器设备进行严格的管控，对不符合规定的设备予以禁止进场，对场内已有设备进行几种管控，聘用专业人员进行定期的检修与保养，对安全隐患进行有力排查，及时发现问题、解决问题。多机械进行交叉作业时，应该由专人采用旗语进行交通指挥，按有关规定进行标准化作业。

4 总结

近年来，国家对航道的建设与发展问题提出了更高的重视，并对此项事业的发展予以了有力的政策支持。对各类航道施行高效的治理，可以有效加快开工建设的进程，使得航道建设方面得到快速且全面的发展。网兜抛石是该项工程施工过程中用到的重要工艺，其已经广泛应用于筑坝、护底及护岸等方面。根据工程项目施工要求的不断提高，该项方案也应该得到更好的实施与发展，以更好地满足施工需要。