湛江市南调河综合整治（碧道）工程块石深水精确抛填施工控制技术

杨 东

（广东省源天工程有限公司，广东 广州 510000）

1 工程概况

湛江市南调河综合整治项目位于湛江市坡头区南调街道，分布于湛江市海东新区起步区的南面和东面，全长8.75 km。项目共分为三段，分别为南调段、龙王段、连通段。南调段位于海东新区起步区的南面，现状河长约3.7 km；龙王段位于海东新区起步区的东面，现状河长约2.0 km；连通段为南调段和龙王段的连接处，长度约3.05 km，现状主要为林地和耕地，地势较高。

2 抛石施工工艺

2.1 抛石前准备工作

2.1.1 材料准备

在工程开工前，需到山场考察石料的质量。对拟选定山场的石料进行取样，送到具有检验资格的检验机构试验，只有石料的硬度、湿抗压强度、软化系数、容重等有关指标满足设计要求，才能作为供料场。

（1）石料或块体的规格和质量满足设计要求。石料质地坚硬，无风化剥落和裂纹，抗风化能力较强，在水中或受冻后不崩解。不使用薄片、条状、尖角等形状的石料。风化石、泥岩等不作抛填石料。块石具有合理的级配，减少孔隙率。

（2）护面石料在水中浸透后的强度不低于50 MPa，堤心石、垫层块石、护底块石等在水中浸透后的强度不低于30 MPa。

（3）在石料船到达施工现场后，再做进场检验，如果石料规格和质量不能满足设计要求，则作整船退料处理，杜绝不合格材料投入到本工程中。

2.1.2 抛石的船机设备

浮吊抛石船选用起吊能力在10 t以上的全回转浮吊船。块石运输选择500t以上深舱驳，每艘抛石船上配有所需的GPS-RTK测量定位系统，运输船的网兜也采用质量较好的网兜，保证在起吊及回旋过程中不发生破裂，以保证施工质量及安全。

2.2 抛石施工方法

2.2.1 抛石网格划分、计算网格工程量

首先测绘出铺排完成后的水下地形图，然后沿堤轴线根据水深、船型分层划分若干网格，并结合设计断面尺寸和划分的网格计算出各区段各网格的工程量。

沿平行于水流方向，由顺堤轴线为中心设置10 m×5 m的施工网格，对照里程号及断面抛填序号编号命名各抛填网格。为保证坝体的坡比，斜坡区域网格抛石区按0.5 m分层抛填，分层平抛，网格设计工程量为25 m3。同时，为提高抛填效率，堤轴线附近网格抛石，可按1.0 m分层抛填，网格设计工程量为50 m3。

2.2.2 测定漂移距

（1）采用网兜式抛石船进行水上抛石施工，如果水位合适，抛石船可直接将块石安放在河床上，能达到最理想的效果。

（2）若水位过高，水深流急，无法触及到河床底，抛石前根据水深、流速、流向，计算出漂移距。通过现场抛投试验确定船舶定位方式、移动控制方法、方量控制方法等。

抛石漂移距确定需采用理论计算和实测两种方法进行比较，找出接近实际的漂移距，控制抛石施工。

理论漂移距按下面公式计算：

式中：Ld为块石抛填水平落距，m；Vf为表面流速，m/s；H为水深，m；G为块石重量，kg。

实测方法为：选择不同粒径的块石分别系上2倍水深的细尼龙绳，将绳的另一端系上浮漂，抛投后根据绳长、水深及入水角和浮漂计算漂移距，做好记录。

2.2.3 自航甲板驳抛石

（1）定位船定位。定位船垂直于水流布置，采用5缆定位，上游方向抛设主领水锚，左右两侧抛设“八字”锚以固定船位，通过收、放锚缆可灵活控制定位船上、下、左、右移动。根据抛石区域水流的情况给定位船配备合适的锚缆。根据在长江中、下游施工经验，领水锚配备1.5 t霍尔锚、φ22.5 mm钢缆；“八字锚”配备1 t霍尔锚、φ22.5 mm钢缆。通过定位船上配备的GPS-RTK定位系统定位设备定位，根据软件界面调整定位船的位置。

图1 自航甲板驳抛石施工图

（2）石料船挂档。当定位船定位后，在定位船上沿施工断面方向，在定位船船舷中间划一条挂挡位置线，向船头、船尾各5 m处再划4条挂档线，5条挂档线间隔为5 m。在定位船设计挂档线处上焊接挂档桩，调整挂档缆绳的长度使得各抛石船间、抛石船与定位船间距达到挂档设计图的要求。一旦校准了船体的位置，抛石船与定位船相对位置固定下来，以后每次抛填各抛石船每次抛填时挂档的位置都保持固定。抛石船系在挂档桩上，船头中间对准挂档线，一个抛填完毕后进行换挡操作。

为提高抛石的效率，可根据流速大小情况，抛石船下游再挂靠1～2艘抛石船组队抛填，实现一次挂档、多船同时抛填，大大提高了抛石施工能力。多船组队挂档时，应注意最后一艘船随水流摆幅不应超过1 m，否则抛石定位精度不够，不能继续再挂靠抛石船。抛石船挂靠在定位船的下游，用两根缆绳固定。当流速较大时，下游的最后1艘抛石船尾部抛2口八字锚，可以增加各档可加挂抛石船数量。

在实际操作中，可将挂在定位船下游各抛石船（1～2艘）编为一队，完成抛石后，编队开往石料场再装石料。当抛石船挂档后，在抛石定位系统监视下，定位船通过卷放定位锚缆，让定位系统的抛石船图标落在设计网格内，表示定位完成，便可进行抛填施工。

（3）抛石、换挡作业。块石的抛投主要采用1 m3液压反铲式挖掘机机械抛填，抛填时判断是否为抛石边界，采用左舷单抛、左右舷两边抛两种作业方式。左舷单抛适用于形成顺堤堤身坡面，坡比控制较好，但抛填效率较低；左右舷两边抛适用于顺堤堤身非边坡位置，两侧同时抛填施工效率较高。

2.2.4 深水区抛石施工保障措施

对于水深超过10 m的抛石区域，开工前对施工区进行大比例测量，了解各施工作业区的水深、流速和流向，同时测量抛石漂移距，便于抛石时预留提前量。

在进行抛投施工时，在水深较深的区域采用分层抛石施工，最顶层抛石施工完成后根据测量情况进行补抛。T1～T6丁坝采用网兜抛石船进行抛投时，根据水深、流速等计算漂移距，抛投时将网兜按漂移距的位置放置到河床面抛投，确保深水抛石质量。

3 抛石施工进度保障措施

3.1 人员保证

配备足够数量的管理、技术和质检人员，包括各专业施工队伍的专业管理人员，在项目经理部的统一指挥调度下安排各自的施工人员按照总进度计划的安排进行施工作业；施工现场工人的人数由项目经理部根据现场施工状态随时进行增减调整，以保证现场施工人数合理。

3.2 船机设备保障

根据工程进度计划，制定施工船舶调遣预案，合理组织调遣。船舶、机械操作及维修人员提前检修、调试施工机械设备，检测人员检校仪器设备，确保施工船舶、机械、仪器设备等能随时调用，正常运转。

除数量控制外，施工员进行施工过程标高、断面尺寸控制。施工时，施工员根据实时潮位，采用水砣法测定抛石断面标高，现场检测合格后，提交测量队测量，进行自检验收。

4 结论

每一个深水防波堤工程都有其自身的特点，本文对特殊海堤的水力特性进行初步研究，根据设计要求及现场水文、水流、河床、施工人员、施工机械等各方情况提出较合理的堵口方案，包括抛投网格的划分、船只定位、抛投顺序、抛投方法、施工强度、进度等方面，结果是合理及适用的，确保施工顺利进行及工程质量符合设计和规范要求。