水下抛石在蚌埠闸水电站抛石护底工程中的应用

李绍峰

摘要：阐述水下抛石在蚌埠闸水电站抛石护底工程中的具体运用，施工质量控制中的关键工序、关键环节、重点、难点及不足。

关键词：计算漂距档宽、网格划分准确定位足量均匀抛投

1工程概况

水下抛石是加固堤防、保护堤岸的有效措施，是防汛抢险、水毁修复通常采用的方法，具有施工方便、石料来源丰富、成本低等特点。通过抛石增强河床、岸坡的抗冲能力，达到防冲目的，其施工关键是准确定位和均匀足量抛投块石。

蚌埠闸水电站位于淮河中游蚌埠市西郊，距蚌埠市约6km，河床式水电站，装机6台，每台800千瓦，总容量4800千瓦，1987年4月建成。下游紧临发电站河段河道常期受水流；十刷，原抛石护底加固受到不同程度损坏，需要进行再抛石护底维护。

2抛石施工方案

抛石施工流程：按图放样打边桩→抛石船的确定→漂距的测算一档宽、网格划分→定位船定位→装石船定位→档位抛石方量的分划→抛石→抛石船移位→定位船移位→装石船定位→…

2.1抛石基线桩测量、放样

对应抛石区沿河岸边放出基线，间隔抛石船有效抛石长(网格长)打上基线桩。

2.2抛石船的确定抛石船的有效长(船单侧能够抛石直线部分长)、宽、吃水变化、栏杆高等因素，直接影响抛石挡宽和抛石网格的划分，影响石块漂距和定位船的定位。

从甲板边滑抛块石与从栏杆高以上抛石，角度、高度、速度不易控制，抛石漂距不易掌握相比，人为造成漂距误差较小。本工程选用船身长23m，有效抛石长占20m，宽6m的挂机摆渡船改造为抛石船，船边栏杆过稠锯掉，满足石块能从栏杆下面滑抛下去。

2.3漂距的测算水深、流速、流向、风浪，石块抛出时距水面高度，抛石的角度、速度，施工人员素质、劳动强度，漂距计算公式等，是影响抛石漂距计算的主要因素。

根据经验公式S=kVHANl／6算出水平冲距。

S—冲距(m)

V—水面流速(m／s)

H—水深(m)

W—块石重(kq)

K—经验修正系数通常取，通常取0.8。

取不同重量的石块，在抛石区同一断面不同位置实测石块漂距，对经验公式计算出的漂进行修正。

2.4抛石档宽及网格划分合理划分抛石档位宽及抛石网格是确保水下抛石厚度、平顺衔接的关键。

档位宽的整倍数应约等于船宽，并与块石垂直船侧方向抛出的水平距离相近。蚌埠闸水电站选用船宽6m分5档，每档宽1.2m，与石块从甲板边滑下的水平抛距在0.5～1m数值相近，因此取抛石档宽为1.2m较合适。

每个网格长(顺水流方向)取抛石船的有效抛石长，网格宽(垂直水流方向)取消除抛石船所占空挡两侧同时抛石总面积。

蚌埠闸水电站施工网格面积

=网格长*档数*档宽

=20×2(船宽／档位宽+1)×档位宽

=20×2(6/1.2+1)×1.2

=20×2×6×1.2

=20×12×1.2m²

每个网格只需挂档六次就能消除船宽6m所占空档。

2.5定位船定位由基线桩根据修正后的漂距，测出各断面桩(方向桩)，通常与抛区长度方向成≤90℃夹角。然后将两艘定位船(通常80-100t)移至要抛投的断面外侧，顺水流方向排列，两定位船间拉一条缆绳(通常不应小于中16.5)，间距取1到2倍(通常40-60m)的有效抛石船长比较合适，间距过大缆绳下坠造成长度方向误差加大，缆绳间隔抛石船有效长度系一标识，每条船由三个锚固定，锚重要求确保定位船不位移，定位船锚抛好后，即可对定位船进行定位。

蚌埠闸水电站工程投入2艘150t木船作为定位船。见图

2.6石料的质量控制块石的尺寸，以能抵抗最大水流冲击，不被冲走为尺度，并有较好级配，防止河床泥砂淘刷，选择抛投块石重量不小于10公斤／块，粒径一般在15cm～50cm之间，对不符合设计粒径要求(粒径15cm以下和打于50cm)的块石做相应扣方处理，严禁抛投。

2.7抛石船量方控制根据拆除块石护坡体积和过磅石块重折算体积与船上量方体积的比率计算出石料码堆的空隙率，消除虚方量，减少人为误差，保证其与设计量相一致。抛石船量方时，长、宽、高分别取2、4、6个有代表性点进行量测，取其平均值计算，并视空隙率大小核扣方量。每一档投抛前，平行船中线将每档需要石方量标示出来，做到总量控制，局部调整。

2.8抛石船定位挂档顺方向桩引两条缆绳到定位船，两缆绳间距为网格长，缆绳上间隔抛石档位宽系度量标识和浮子，浮子可以防止绳湿后沉入水中增大误差。抛石船进入两缆绳间后对抛石船挂档定位。见图

2.9水下抛石施工抛石施工应遵循：从上游至下游、从河中至岸边逐档宽逐网格长的顺序进行。

抛石船定位前外侧要预留一档位宽，采用两边抛投，有利于船的平稳和工效提高，每档抛满后石料船向岸边移动一档，进行下一档的抛投，待石料船底部区域抛满后进行大移位。近岸处抛石船无法行驶船时，必须搭脚手架采用岸上人工抬抛。

准确记录每档实际抛方量，如发现漏抛、少抛，应在抛石船移位前及时进行补抛。

每船块石抛完后，视石粉、石渣数量多少扣除相应方量，石粉、石渣不允许倾倒河内。

抛投时间的控制：从抛投质量和工作人员安全考虑天亮前、天黑后禁止抛石。

蚌埠闸水电站水下抛石施工程序分述如下：采用1艘200T挂浆机摆渡船改造成抛石船，船长23m，有效长20米，船宽6米，有效宽5.8米船宽，根据所确定的船型及有效抛护宽度将抛石网格定为12条1.2m×20m的长条形区域。

顺方向桩引两条缆绳到定位船，两缆绳间距为20m，缆绳上间隔抛石档位宽1.2m系度量标识和浮子。抛石船进入两缆绳间后对抛石船挂档定位，并分划出每档抛石量。抛石船在缆绳间移动，人工双侧抛投，每网格首次进行投抛时预留一档宽，每挡抛满后石料船向岸边移动一档宽(1.2m)，进行下一档的抛投，待石料船底部区域抛满后系红布条明显标志，然后进行大移位。每个船位依次错开一档宽1.2m，从而保证抛投均匀无空档。岸边因水浅船无法靠岸，改为搭脚手架人工抬抛。见图

3效果

抛石完工验收时，用超声波检测抛石效果，水下地形断面与原地形比较，抛石厚符合设计要求，抛石覆盖均匀，位置准确。

4经验与建议

通过对本工程的施工，丰富了水下抛石施工技术，水下抛石应尽量在水不流动的情况下进行，并考虑抛石船吃水高差，风浪，抛石用力大小、石块大小等因素对纵、横向漂距计算的影响，尽量减少误差。实践证明上述方法易于操作、均匀性好、施工方便，易于组织控制，抛投位置准确，对治理河岸、河床冲刷十分有效，对河势稳定及堤防防洪均起到了积极的作用。