浮吊船网包抛石法在长江镇扬河段护岸工程中的应用

巩伦宝 朱秀荣

（1.镇江市水利工程质量监督站；江苏 镇江 212003；2.镇江市长江河道管理处，江苏 镇江 212003）

1 概述

长江镇扬河段护岸工程多采用水下平顺抛石护岸型式，包括近岸抛投及防崩层块石抛投。近岸抛投区域施工设计时往往与岸坡坍塌坎脚相连，以达到固脚稳定岸坡的效果。

长江镇扬河段水下抛石施工作业过去主要采用人工抛投和挖掘机机械抛投两种方式，二者在施工方法上没有大的区别，人工抛投作业在宽河湾、水浅滩宽的地形上抛投效果较好，但其作业受客观条件影响较大，劳动强度大，进度慢；挖掘机机械抛投能适应较复杂的水下地形，受客观条件影响相对较小，抛投量大、进度快。但对于近岸抛投，特别是长江水位较低时靠近枯水位沿线呈吊坎状岸坡的抛投，上述两种抛投方式的优势无法发挥，石料船受水位影响较大，无法靠近岸边，定位不准确，无法达到“抛准、抛匀”的目的。而浮吊船网包抛石法，抛投位置的调整依靠吊机吊臂的旋转、升降和伸缩来完成，能将块石网包甩出5～8 m，块石抛投易控制，能保证其厚度、均匀度，受水位影响相对较小，且浮吊船具有自航能力，施工作业机动性、适应性及灵活性更强。

2 浮吊船网包抛石法施工组织特点

2.1 施工机械、石料船及人员配置

施工定位船一般采用300 t 以上的浮吊船，吊机为16 t，吊臂最大长度12 m，浮吊船采用多锚定位的方式，以确保浮吊船稳定。石料船的配备根据工程规模而定，均采用深仓船。根据以往施工经验，为保证浮吊船连续作业，每条浮吊作业船配备6～8 条深仓船（1200～1800 t/条）为宜。操作人员配置船长1 名，吊机工1名，水手4 名，调度员1 名，深仓操作工2 名。

2.2 施工程序及工艺流程

浮吊船网包抛石施工程序见图1。

图1 浮吊船网包抛石施工程序

施工工艺流程：运输船在石料装载前，预先在舱底铺放8～10 层钢丝绳加勒网包，一层叠一层，交错排开，整个船舱铺满后开始装载石料，装满后运至工地验收装载吨位，吨位验收完成后即可上档进行抛投作业。抛投作业时，两名工人在舱内将最上面一层网包的钢丝绳挂在吊机的吊钩上，待工人移至安全位置后，吊机起吊网包将块石抛至指定位置，船舱内由于下部块石被吊走，上面的块石自动落在下一层网包上，依次循环进行抛投作业。

2.3 单元小区的划分

长江镇扬河段一个抛石护岸单项工程，一般抛护面积在几千至几十万m2，甚至更大的范围。根据《江苏省长江水下平顺抛石护岸工程质量验收办法（试行）》，可将整个抛区划分为若干个单元小区进行抛护，但对单元小区的大小仅规定不得超过200 m2。多年的施工经验表明，单元小区面积划分得过大或过小均不利于抛投质量、进度控制，不能保证达到“抛准、抛匀”及工程进度相协调的目标，以100 m2（5 m×20 m）作为一个单元小区进行块石抛投控制，其效果最佳，故在镇扬河段护岸工程施工中，一般按此标准划分单元小区。施工时，将各项目抛护范围划分成面积相等的5 m（垂直流向）×20 m（顺水流向）标准小区和部分不规则小区，然后对每个小区进行编号，计算出每个单元小区需要抛投的块石总量，并报监理工程师审核确认。

2.4 抛石提前量的确定

在正式抛石施工前，根据漂距计算经验公式：

式中：

S—块石纵向水平漂距，m；

v—施工时抛石部位水面流速，m/s；

h—抛区相应水深，m；

W—块石重量，kg。

将事先测定的水流速度，水深及块石平均重量等数据代入公式，计算得出抛投区域的漂距，确定浮吊船的位置。

2.5 定位船定位

首次定位：施工前，应仔细分析水下地形图，观察施工现场水流情况，确定趸船的抛锚点位置和抛锚方式，实行专人指挥，协调作业，使定位船基本上位。精确定位：定位船基本上位后，根据计算出的抛投单元小区的定位坐标和抛石提前量，采用GPS全球定位系统精确定位。定位坐标应考虑两个方面：①抛石提前量；②吊机工作死角（定位船与抛投单元小区外缘的一段距离，一般为1 m）。浮吊船定位后，将深仓石料运输船绑定在定位船外侧即可开始作业，见图2。

图2 浮吊船定位示意图

2.6 抛石作业

水下抛石必须严格遵循“先远后近、先深后浅、先上游后下游”的施工原则。施工现场完成各项准备工作后，现场监理人员应重点检查复核定位测量数据、确认单元小区抛投总网包数（根据以往大量施工资料统计分析，网包吊装块石每包重量约为2.4 t，用每个单元小区的抛石总量除以2.4即可得出单元小区需抛投的总网包数，不足1 包按1 包计算）等。抛石作业时，为保证抛投均匀，一般每个单元小区分两次抛投完成作业，吊机抛投先进行上10 m 抛投（5 m×10 m），完成后，浮吊船移至下10 m 进行抛投（5 m×10 m）。抛投作业时，施工员需做好每个单元小区的抛投记录，调度员应精确指挥抛投位置，确保每个单元小区数量抛足，位置抛准。如此操作，一般每个单元小区的抛石量偏差均能控制在±5%以内，保证抛石平均增厚率能够达到65%～135%的标准要求。

3 质量控制要点

抛石护岸工程施工一般在水上作业，具有隐蔽性强、受天气等客观条件影响大、施工难度较大等特点，因此，加强施工质量控制非常重要。为确保水下抛石施工质量，施工中主要从“抛准、抛足、抛匀”三方面来抓好质量控制。

3.1 抛准控制

3.1.1 划分小区，提高抛投的准确性根据施工图将工程范围按5 m×20 m 网格划分成若干个单元小区。

3.1.2 放样定位

根据单元抛区的抛石提前量，施工员在施工图上标出每个单元抛区的定位坐标，测量工程师采用GPS 进行测量定位，指导作业人员进行浮吊船定位。在抛投过程中质检员和施工员需时刻注意浮吊船的位置和方向，一旦发现存在偏位、移位等现象，应及时报告，并调整复位。

3.2 抛足控制

抛石数量是衡量护岸工程质量的最重要指标，只有抛石数量达到设计总量，工程质量才能得到保证。因此，施工中采取“严控单元、保障整体，严控单船、保障整体”的策略，保障抛投数量。所谓“严控单元、保障整体”就是严控每个单元小区的抛投数量，如计算出单元小区需要抛投的网包数为小数，则小数点后无论是几，均只进不舍，如网包经吊机吊起后，网包内石料明显偏少，则不计入总包数，从而在网包计数和抛投环节保证了每个单元小区的抛投数量；所谓“严控单船、保障整体”就是施工前对每条参与施工的深仓石料运输船进行编号、丈量几何尺寸及空载水线，核定船只吨位，并登记造册，深仓石料运输船满载进入施工区后还需测量重载水线，并根据船体排水体积计算出装载重量后，再扣除装载的大块石及石渣，以保证石料的数量。

3.3 抛匀控制

抛石护岸的另一个质量要求是石料抛至岸坡后要均匀平整。在施工中，为了保证抛石的均匀度，一般应采取以下控制措施：

浮吊船就位后，根据吊机吊臂旋转半径，将5 m×20 m 单元小区分成（5 m×10 m）上10 m 和下10 m 两个抛区，再将上10 m（下10 m）分成5 m×5 m 两个抛区，即将单元网包总数分成4 份。网包抛投时以每三点之间基本形成正三角形抛投，对于不规则小区通过现场计算及时进行调整。规则单元小区网包抛投见图3。

除做好以上方面的过程控制外，沿工程区域纵向每隔50 m 左右设1个固定断面，作为定点检测断面。施工过程中及时对固定断面进行抛前、抛后测量套比，检查抛石的均匀程度，确定漏抛区域，并及时进行补抛。

图3 5 m×20 m 标准单元小区网包抛投示意图（1.2 m 厚）

3.4 块石质量控制

抛石护岸工程所用石料一般要求质地坚硬，比重不小于2.4 t/m3，严禁使用风化石和易水解石块，块石含泥量和杂质含量不超过1%，块石重量一般应控制在12～60 kg 之间，块石饱水抗压强度不小于30 MPa。块石的质量必须要从源头抓起，施工单位要到石场塘口、石料码头去选料，石料进场后应在监理工程师的见证下取样，并送有资质的单位进行检测，合格后方可使用。

4 浮吊网包抛投应用效果

4.1 抛投效果

采用配备SeaBat8125 聚焦多波束测深系统的专业测量设备对浮吊船网包抛石法施工的多个工程项目进行水下地形测量，并由专业技术人员对固定检测断面进行抛前、抛后断面测量套比分析，结果表明，断面平均增厚率不仅满足《江苏省长江水下平顺抛石护岸工程质量验收办法（试行）》中断面平均增厚率在65%～135%范围内的要求，而且近岸抛投特别是水深较浅的区域，浮吊网包法抛投的效果更好，95%以上的断面平均增厚率在75%～125%之间，说明浮吊船网包抛石法可以大大提高工程施工质量。深水水域的抛投效果经与以往挖掘机抛投测图效果对比基本一致。

4.2 与人工、挖掘机抛投对比

4.2.1 工程费用比较

以长江镇扬河段世业洲取水口抢险工程为例对三种抛投方式的费用进行比较，见表1。

表1 三种抛投方式费用比较表 （单位：元/t）

从表1 可以看出，人工抛投费用稍低，但由于目前石料运输船船型较宽，致使人工抛投劳动强度加大，加上人力施工不安全因素较多、劳动力紧张等，抛石护岸工程现已基本不采用人工抛投的作业方式。比较挖掘机和浮吊船两种作业方式，浮吊船网包法抛投具有一定的价格优势。

4.2.2 进度比较

人工抛投。根据以往人工抛投数据分析每人每天抛石约130 t，按最多能进入作业区的人数计算，人工抛投每台班完成工作量约为2200 t 左右，夜间不能作业。

挖掘机机械抛投。每条定位船台班抛投块石量约2500～2800 t，由于石料船夜间不便上档，夜间也不能作业。

浮吊网包抛投。每条定位船台班抛投块石量约1500 t 左右，但运输船为深仓船，吨位较大，可24 h 作业。

5 结语

由于浮吊船具有自航能力，其机动性、灵活性比传统的定位船更强，能适应较复杂的水下地形条件，施工时具有定位快、移位快、机械化程度高、安全性高等优势，能够胜任近岸抛投工作量大，沿江岸边陡坎、吊坎较多的岸坡加固工程以及汛后长江水位较低的抢险加固工程，具有较好的实施效果，值得推广应用。

［1］喻伟.水下抛石护岸机械抛投施工控制与质量检测.人民长江，2008（16）：35-37.

［2］徐海涛，曹德明.长江抛石护岸工程施工质量控制.江淮水利科技，2008（2）：23-42.