季风期海域离岸式防波堤施工

陈永

摘 要：工程所在区域每年5月至9月为季风期，风浪极大，施工条件极为恶劣。本文就季风对防波堤的施工产生的影响作为出发点，探讨了季风期海域离岸式防波堤施工的工艺及要点，并提出相应的防护措施，旨在为相关研究提供可具參考的价值。

关键词：季风期 离岸式 防波堤施工

在面对开敞式海洋环境季风期施工时，需要加强对季风海洋环境的认知程度，对波浪特性及防波堤平面状态相互作用进行分析，并在实践中进行验证，合理组织施工，安排生产，相信本工程的实践能为类似的开敞海洋环境季风期施工提供参照及借鉴。

1.工程概况

防波堤为孤岛防波堤，采用抛石斜坡堤结构，总长727m，顶面宽度8.34m到9.03m之间，顶标高+9m到+9.5m之间，最大水深-8.75m。根据总体施工进度计划及业主要求施工节点，防波堤拟于2017年9月15号开始施工，于2018年12月31号完成，总施工工期482天。

从5月到9月，该地区受到西南季风的影响，海面波浪较大。另外根据GTECCA资料库的资料显示，从1900年到1995年之间，一共有88次台风经过工程区域，平均每年0.93次。 工程区域外海波浪常浪向为SSW向，次常浪向为SW向，频率分别为41.43%和37.16%。强浪向为SW向。波高超过1.8m的频率约为22.4%。一般平均周期在7-11秒。大浪主要集中在5-9月，其他月份波浪相对较小。

2.工程特点

防波堤施工主要考虑水上抛填+陆上推填工艺施工。防波堤施工车流量很大，但由于通道狭窄，堤心石堤顶设计宽度仅为5.68m，只能保证一个工作面的施工，因此施工组织及车辆交通压力非常大。应对措施：堤心石施工采用分层超宽填筑方式进行，增加作业范围宽度。

3.施工工艺

3.1总体施工方案及施工工艺流程

根据防波堤结构特点及平面位置，防波堤施工主要考虑水上抛填+陆上推填工艺施工。堤心石采用水抛与陆推相结合的方法，护底块石全部采用水抛的方法。

根据目前实际施工情况，对前期制定的进度计划和相应的施工组织进行了一定调整，实施目标为完成海侧（含堤头）的防护和港池侧垫层块石施工（堤心石设计顶标高以下部分）。

在+3.5m以下堤心石施工完成后，按照从堤头（DK0+0）至堤尾（DK0+727）的施工顺序优先完成海侧堤心石理坡、垫层块石抛理、Coreloc块体和护脚块石安装等工序，海侧全部形成掩护条件后再施工港池侧。防波堤施工共分为如下阶段：

第一阶段，完成Ch0～Ch417（含堤头）之间标高+3.5m以下海侧面的防护，按照从Ch0至Ch417方向依次进行堤心石理坡（配备1台长臂挖机和1台短臂挖机）、垫层块石铺设（配备1台长臂挖机和2台短臂挖机）和Core-loc安装（配备1台150t履带吊）等工序。

第二阶段，完成Ch417～Ch667之间标高+3.5m以下海侧面的防护，施工顺序与第一阶段类似，同时，Ch0～Ch417防护完成后对堤心石加高至设计顶标高，并完成加高后海侧的垫层块石和Core-loc安装，Ch667～Ch727之间采用15tCore-loc进行临时防护。

第三阶段，Ch417～Ch667海侧防护完成后对堤心石加高至设计顶标高，并完成加高后海侧的垫层块石和Core-loc安装，同时，港池侧以Ch0至Ch667方向完成港池侧堤心石理坡和垫层块石和Core-loc安装铺设（其中Core-loc安装需要在季风期间根据实际风浪条件施工）。

第四阶段，拆除临时防护和第一条支栈桥，并完成Ch667～Ch727之间的堤心石理破、垫层块石铺设和Core-loc安装。

第五阶段，以Ch0至Ch417和Ch727至417的方向分别完成剩余垫层块石和Core-loc安装（采用浮吊安装作为备选方案），同步完成堤头灯基础、通道和踏步等附属设施，最后再拆除第二条支栈桥，完成栈桥附近剩余部分施工。

为保证推填通道的畅通，堤心石首先推填至+3.5m标高，此时，堤顶宽度为10.1m，同时，采用断面超宽填筑，然后再将超宽部分挖除抛填到下方，并进行理坡，理坡完成后及时安放扭王字块体进行表面防护。超宽的宽度为1.6m，以保证填挖平衡，然后按照超宽断面进行防波堤填筑。当推进到一定长度（一般成型段落以30m左右为宜） 后，用挖掘机进行理坡，即将图3.1-2中后挖区填筑的石料挖除， 并抛填到后填区中，使填筑断面边坡达到设计要求。理坡完成后，及时进行垫层块石的安放施工以及后续其他施工。另外在该阶段堤头位置处，需要预留检修通道的施工空间。防波堤施工工艺流程详见图1。

3.2季风期海域施工关键点

通过建物模分析渡过季风期的最佳工况，在2018年5月前需完成以下工作：

首先：完成所有堤心石推填，其次：完成DK0+000-DK0+727海侧垫层块石及扭王块安装。再次：完成DK0+000-DK0+410段（迎浪段）港池侧垫层块石及扭王块安装。最后：完成DK0+000-DK0+410段（迎浪段）堤顶满铺扭王块临时防护措施，季风期后拆除为满足施工工期需求，在季风期内进行DK0+410-DK0+727段（顺浪段）港池侧垫层块石及扭王块施工。

3.3施工工艺要点

（1）堤心石推填

防波堤堤心石规格为5～450kg块石，总计294052m3，堤心石设计坡度为1：1.5。堤心石施工分为.两个阶段进行，首先在2017年季风期之后（9月中旬），开始陆上推填，同时待风浪条件具备后（约11月初），开始采用开体驳抛填-3.0m以下堤心石。-3m以上堤心石采用陆上推填方式进行，第一次推填标高控制在+3.5m，并采用超宽推填方式进行。

-3.0m以下堤心石采用开底驳进行水上抛填。水上堤心石抛填采用开底驳粗抛，粗抛时应避免超高、超宽。定位船采用GPS进行平面位置定位，先将定位船进行粗略定位，待开底驳靠泊并牢系紧固后再用GPS进行精确定位。抛石船抛石时，有平行定位和横向定位两种方式，具体采用哪种方式，应视抛石位置，潮流流向，水流大小等条件决定。正式抛填前，应先做试抛试验，确定抛石受水流流向，水流大小等因素的对抛石下落点、扩散的影响，并在开底驳定位时做适当调整。抛石完成后，应及时以测深仪测量抛填后标高，以确定下一船石料抛填的位置。以开底驳进行边坡处抛填时，为避免边坡处超方，抛填时应以自然坡度1：1～1：2控制。每段区域粗抛完毕后，及时进行测量扫海，根据测量结果绘制抛石断面图，并分析抛石效果。对于可以用开底驳进行补抛而不造成超抛的位置，及时组织开底驳进行补抛。

堤心石抛填注意要点：堤心石抛填时应由中间向两侧挤压，防止覆盖层夹杂在堤心石内。每段堤心石完成后应及时理坡并覆盖顶层块石及护面块体，暴露长度控制在30m以内。

根据波浪作用于斜坡堤的理论及实践，当大风浪较长时间冲击未防护的堤心石时，所抛填的堤心石断面会发生变化，即坡肩的堤心石会塌向坡脚，施工时应不断进行试验，总结确定合适的抛填安全断面。堤心石要勤测水深，推填过程中测量工作及时跟进，以便于及时补抛与清除。堤心石抛填出水后，每隔50米设置一个沉降观测点，每周观测一次，根据观测数据及时调整预留沉降值。

（2）堤心石理坡

推填过程中先按照安全断面进行粗推，待施工垫层块石时，再对断面进行补抛形成设计断面，并用长、短臂挖机按设计坡度理坡。理坡作业选择在低潮位时进行，从堤底开始逐步向堤顶方向推进，理坡结束后，立即施工垫层块石加以防护。

（3）垫层块石施工

防波堤垫层块石规格根据不同位置受到风浪影响的大小不同，有1000～2000kg和1300～2600kg两种规格，其中1300kg～2600kg规格的块石用在防波堤两个堤头的圆弧段及DK0+0～DK0+50m、DK0+667～DK0+727m范围内，1 0 0 0 ～ 2 0 0 0 k g垫层块石用于DK0+50～DK0+667m范围内。

垫层块石施工紧跟堤心石推填进度，保证堤心石抛石的暴露长度需控制在30m以内。垫层块石以陆上抛填方式进行，抛填顺序由坡底向坡顶依次进行。自卸车自防波堤顶部通道运输石料至抛填地点，长臂反铲与短臂反铲于堤顶进行施工。在垫层石抛理施工前，首先将按照设计图纸制作好的坡度架在堤心石的坡面上通过测量放样进行准确安装，坡度架间距按照20米进行布置，每个流水段的坡度架安装并固定完成后，利用最低潮位用长臂挖掘机从底部向上堤面抛理形成设计断面，确保垫层石的抛理厚度、坡度满足技术规格书要求。理坡时注意尽量将大块石置于坡面处。

4.季风期防护

由于季风期的强风浪影响，季风期间施工现场基本不具备施工条件，但由于该工程施工工期比较紧张，等待季风过后再继续施工，无法按计划完成施工，而延期交工则会面临高额罚款。因此，季风期间必须解决存在的问题，从而确保施工按计划完成。

4.1防护断面

通过设计5年一遇设计波浪实验检测防护断面失稳率（防护断面见图2）

结论：在5年一遇波浪（H13%=4.07m）作用24hrs（原型）后，在试验水位（设计高+3m）上下1倍波高范围内防波堤背浪侧1000-2000kg块石垫层失稳率约为10-15%，CORELOC块体未见失稳。

4.2堤身内侧加宽并使用大块石做缓坡稳定

堤身向内侧加宽，加强堤身抗浪、抗冲刷能力，内侧坡面抛大块石，并使用挖机做出缓坡，可减小涌浪对坡面的冲刷破坏 ，确保堤身稳定及安全。堤顶外侧因堆高作埂，导致施工道路变窄，内侧适当加宽，同时也可以确保设备及车辆通行。

5.结语

本工程防波堤季风期的施工及防护，让现场进一步认识到了施工的困难及限制，在之后的防波堤施工中，现场进一步加强了施工组织，合理安排，优化方案。并在施工过程中为2018年的季风期施工做好了充足的准备，最终成功的按期完成全部現场施工并竣工移交。

参考文献：

[1]徐家国，徐彬，胡勇.近岸浅滩范围防波堤施工技术探讨[J].交通工程建设，2015（3）：4-8.

[2]赵再科.高水位条件下防波堤下挡浪板安装施工技术[J].珠江水运，2017， （19）：92-94.

[3]林海聪，黄志军.多工艺结合在离岸潮间带海滩小型防波堤施工中的应用[J].珠江水运，2016（10）：44-45.