基床抛石在防波堤施工中的应用

郭云爽

( 新疆水利电力建设总公司，乌鲁木齐830000)

1 项目概况

新疆某河流主防波堤为重力式直立堤，其中接岸段( AB)由于岩层埋深较浅，清除淤泥后在上面直接现浇混凝土平台及挡浪墙，防浪墙底端设置观海平台。其余段采用沉箱重力式结构，根据水深及地质情况，采用暗基床。先清除淤泥，然后抛填10 ～100 kg 块石，基床底宽为20 m，基槽边坡坡度为1∶3。上部安装沉箱，底板厚为400 mm，侧壁厚350 mm，隔板厚200 mm，沉箱上部现浇混凝土胸墙和挡浪墙，挡浪墙顶高程为5．5 m，胸墙顶高程均为3．5 m。

本工程在施工总体部署上，力求管理简洁有序，工艺流程合理，为工程质量和进度目标的实现提供坚实的基础。主防波堤工程施工包括主堤和附堤两部分，其中主堤部分主防波堤335．5 m，基槽开挖。回填石料各计约2．9 万m3。机床面夯实整平面积约4 469 m2，回填石料主要通过水运到达施工现场进行回填。结合工程的相关设计要求，本工程采用沉箱重力式结构，前期施工的关键是基槽开挖清淤，基床抛填夯实和整平工作，中期主要为沉箱安装，后期主要进行胸墙浇筑。在整个施工过程中，我们将根据各阶段施工的特点，采取不同的措施，确保施工进度和质量达到目标要求。本工程施工工期较短，各施工阶段投入较大，抛填采用网络抛石船进行。在总体施工安排上，尽可能采用成熟的施工工艺，以确保工程的质量和施工进度。

2 水下开挖技术

基槽开挖从主堤与附堤交接部分进行施工，以50 m 为一个施工分段，按自西向东阶段推进进行施工。本工程基槽将采取水上开挖，开挖采用3 m3抓扬式挖泥船，同时配备自航式泥驳。船只八字锚定位后，按施工段进行挖泥施工。对主堤段开挖采取由西侧向东侧、纵向从海向岸进行，以50 m 为一个施工分段。由较低标高至较高标高，采取逐层加深加宽的方法，挖成台阶形，对于边坡段任其自然坍落成设计坡比。对于BC、CD、DE 段开挖采取先中间后南北方向阶梯式开挖。挖出的土方直接装上泥驳，运到指定抛泥点排放。附防波堤开挖采取由海侧向陆侧、横向从西向东进行。挖泥采用导标法及实时动态GPS 自动定位系统配合，定位精度高。由于水下开挖，标高控制不是很直观，挖泥船作业时采用测杆或是测深砣，以5．0 m 一个断面，控制挖泥深度。

挖泥船就位完毕后，泥驳靠上，按照挖泥船上指示区域进行排抓，排抓时，要注意其合理性，防止倒抓和漏抓现象，相邻船地要压半抓。泥驳装至额定数量后，自航至指定抛泥地点进行抛泥。挖泥过程中，施工技术人员和测量人员应随时根据挖泥位置，挖泥标高和挖出的土样来核对土质标高与地质勘察资料是否吻合。如果不符，及时通过监理与设计和业主沟通，商量解决办法。开挖的弃土必须按海管区和有关部门要求抛至规定的抛泥区内，严格按国家海洋局管区规定的区域进行抛泥。施工中必须填写详细施工记录，包括挖泥船及泥驳注册号，施工位置及泥土类型，挖泥标高，挖泥船装驳时间，泥驳航行，抛填返回到达挖泥船的时间等。

3 基床抛石

根据设计要求，基床开挖至设计标高后，呈倒梯形状，抛石基床顶标高为－4．5 m 和 －3 m，基床总长350 m。机床抛石采用10 ～100 kg 块石，基床顶整平材料采用5 ～10 kg 的级配二片石，基床面整平材料采用粒径20 ～40 mm 的级配碎石。基床厚度从2．0 ～3．3 m 不等，基床抛石量为2．9 万m3。整个抛石基床施工流程见图1。

图1 抛石基床施工流程图

3．1 基床抛石施工技术

基床抛石平面施工顺序与基槽挖泥相同，基槽开挖自西向东进行施工，以50 m 为一个施工分段。只是滞后基槽挖泥约50 m，即一个施工段。抛填根据基床挖泥完成进度进行，在施工段对应位置设置导标。先抛较深部位，DE170 m 范围，基本抛填到－4．5 m 标高后，再抛填BC、CD110 m 范围，抛填到－3．0 m 标高后，对抛填厚度＞2．0 m 的部位进行重锤夯实，然后采用粒径相对比较小的块石抛填。基床抛石示意图见图2。

图2 基床抛石示意图

1) 船舶驻位选用800 m3可自抛卸运石船两条进行网抛。抛填时，方驳自出石码头装船完毕后，自航至施工位置，带缆于海上布设的浮鼓上及岸上的带缆点上，垂直于基槽驻位，采用GPS 精确定位。用船上自带的10 t 吊机进行抛填。

2) 施工分段采取基床抛石分段同基槽挖泥，即大约每50 m 为一个施工段。在施工工艺选取上采取基床抛石前，同时对基槽进行检查，通过利用潜水员进行基槽插泥验槽工作。本项目验槽范围原则上每10 m 一个断面，每5 m 一个点插探，插探宽度取基床应力扩散线范围。潜水员在水下以“之”字型行走，当回淤沉积物厚度＞0．2 m 时加以清除。如未有上述情况发生，可进行基床抛石工作。

抛石施工时，采取先抛顶标高为－4．5 m 基床，待交界处抛填至标高后再抛填－3．0 m 基床。抛石方驳横跨在基床上并由4 根锚缆固定，利用GPS 进行精确定位。施工水域水流速不大，但实际抛填前需要通过试抛，求证出海流、水深对石块下落偏移距离三者之间的关系，并确定每次移船间距。抛填过程中，要勤测标高，即抛前、抛后都要摸水。摸水时，采用梅花型摸水方式以防欠抛、超抛。每船抛填完毕进行下一船抛填时，要进行搭接处的水深测量工作。

3) 抛填验收处理。对于本项目每段抛填结束后，要进行该阶段的水深测量。测量时，采用专门测量船，每5 m 一个断面，2 m 一个测点施测。验收时，重点检查坡肩和顶面标高，当顶面标高与施工控制标高＜500 mm 部分面积＞30 m2时，应进行补抛处理。

3．2 质量标准及技术保证措施

为了有效地确保本项目施工质量，必须对各个施工环节采取严格的控制处理;同时对每个工艺验收落实严格的质量控制标准，本项目具体采取的质量标准见表1。

表1 抛石质量标准表

对基床抛石施工技术上要求基床顶宽不得小于设计宽度，基床顶面及分层抛石基床的上下接触面不应有回淤沉积物。基床应分层分段夯实，每层厚度宜大致相等，夯实后厚度≤2 m，若夯击能量较大时，分层厚度可适当加大，分段夯实的搭接长度≥2 m。夯实前，应对抛石面作适当整平，其局部高差≤300 mm。可采用重锤夯实或爆炸夯实法。基床整平的种类、允许偏差、整平范围和用料等应严格按《重力式码头设计与施工规范》JTS167—2—2009 执行，明基床外坡应进行理坡。基床顶高程应预留地基沉降量约10 cm。

另外，为了有效地确保各个施工工艺的质量，对各个施工环节落实全面的质量保证措施。本项目具体采取施工质量关键控制措施如下:①抛石前插探基槽，回淤沉积物必须清除;②严格控制石料质量、规格选用干净、坚固、无风化、无杂质、无裂纹、不呈片状的10 ～100 kg 块石，单块石料的最大尺寸和最小尺寸之比≤3，防止过大块石造成局部抛高。石料在水中侵透后的强度≥50 MPa;③勤测水深，防止漏抛或高程差过大，注意接茬部位的处理，以免漏抛或抛高，测量点间距要＜1 m，测量采取GPS 定位水位水深，并用全站仪测量船校核。

3．3 抛石置换深度检测

抛石置换深度是保证围堤稳定的重要条件，因此对防波堤基床采取抛石后应当对其采取抛石置换深度检测。爆炸处理后抛石置换落底标高误差为+0 ～－1．0 m，填石落底宽度要求0 ～2．0 m。抛石置换深度检测有多种方法，本工程检测采用:

1) 体积平衡法。严格统计抛填方量，测量爆炸前后纵断面，按如下原则定:在0 +899．20 m ～1 +000 m 段，每10 m 进行一次体积平衡，预测堤身落底情况;在1 +000 m 以后段，根据前段体积平衡提供的数据，每10 ～30 m 进行一次体积平衡。根据体积平衡分析结果，施工中要及时调整抛填量与爆炸处理参数。

2) 爆破前后堤顶沉降测量。在开始300 m 段内，测量爆破前后堤顶沉降量，每5 m 一个点测量累积沉降量，当累积量大于淤泥厚度，或两者基本相当时，爆破挤淤深度基本能够保证。

3) 钻孔检测。爆填堤心石后钻孔抽检，按横断面布置钻孔，每200 m 一个断面( 典型施工段50 m 一个断面) ，每个断面布置1 ～3个钻孔，且3个钻孔的断面不小于总断面的50%，钻孔布置在轴线和两侧，并深入泥石混合层底面以下≥2 m，爆炸后的基础泥石混合层厚度≤1．5 m。钻孔检测结果作为最终堤身断面验收的依据。

4 结 语

文章通过结合河堤中的防波堤施工实例，提出该项目中所采取的水下开挖及其基床抛石施工技术措施，从工程实践中总结施工经验，总结出提高施工质量的关键措施，有效地指导同类工程施工。

［1］黎界平，许四发． 平台式基床抛石整平船及施工工艺的开发［J］．水运工程，2006，28(12) :118 －119．

［2］许宝忠．集装箱重力式码头基础基床抛石施工控制分析［J］．技术与市场，2011，27(10) :31 －33．

［3］杨智旭，顾宝键，翟国锋． 水下爆夯在码头抛石基床中的应用［J］．珠江水运，2012，32(11) :78 －79．