长江口水下拋石施工技术及过程控制探究

　　下面文章主要通过以长兴北沿新圈围工程海塘达标及保滩工程为例，重点介绍水下抛石施工工序、施工技术及全过程控制措施，现在的长江口是三级分汊四口人海即由崇明岛分为南支和北支，南支由长兴岛和横沙分为南港和北港，南港再由九段沙分为南槽和北槽。长兴岛经人工围垦、堵汊，合并若干小沙岛而成，为防止长江水流对现有长兴岛成陆区域造成影响，同时考虑防汛要求，实施了长兴北沿新圈围工程海塘达标及保滩工程。

　　关键字：长江口,水下抛石,全过程控制

　　1引言

　　长江是我国第一大河、世界第三大河。两千年前，长江在镇江、扬州附近入海，呈漏斗状河口湾，南北两咀的距离约为180km。历史上长江口曾七次沙洲并岸。其中除最近两次由于人为因素加速了演变外，其余五次皆为自然演变的结果。长江河口缩窄的特点是沙洲或暗沙并岸，由分汉水道并为单一水道，河床趋于稳定。为确保长兴岛成陆地区的长久稳定和防汛安全，需实施相关保滩护岸及达标工程。本文通过长兴北沿新圈围工程海塘达标及保滩工程实例对水下抛石的施工做具体介绍。

　　2工程概况

　　2.1工程概况

　　本工程为长兴北沿新圈围工程海塘达标及保滩工程，工程要求达到200年一遇加12级风下限的防御标准。为满足设计标准，达到200年一遇防汛标准，本工程7200m的沿线均设置坡脚抛石，并在坡脚抛石外侧存在挑流回旋位置设置需顺坝，减缓水流对原大堤的影响，本工程沿大堤方向共新建消浪顺坝3071m，新建40m长短工坝10条，抛石护脚通过进一步表面理砌达到面标高2.0m，顺坝坝身及工坝坝根达到顶标高为4.0m。

　　2.2天气情况

　　横沙站20年资料统计，年平均降水量1030mm，最大日降水量135mm(1979年09月10日)，年平均降雨118d。风力大于6级大风日数如表1所示。雾日数佘山53.7rl/a、宝山27.5d/a。各雾日的平均雾时佘山为6.2h。多年平均雷暴日数15.4山年最多雷暴日数22rK1976年)。长兴岛潮汐受长江口和杭州湾潮汐影响显著，为非正规半日浅海潮，每日两涨两落，年最高潮位一般发生在8￣10月，最低潮位出现在12￣2月之间。

　　3总体规划

　　3.1施工规划

　　首先是根据气象情况选择适合抛石的时间，T.程所处位置大部分浅谈，船只靠近等高潮位时冲滩施r.，因此必须制定抛石时间计划;其次抛石工.序应结合T.程总体实施，一是做好与前后工序之间的衔接，二是具体实施抛石施工。本次抛石施T.采用定位船网格抛石工.艺。通过对整个抛投区划档分格，绘制小区抛投网格图，再通过定位船分区、分段实施，从下游到h游，从远岸至近岸，尽量分开实施，确因潮水涨落时间影响，采用挖机将块石从远岸短驳至近岸。其中区指垂直水流方向的长度，段指沿着水流方向的长度。

　　3.2施工流程

　　工料机准备-布设控制点―抛石前水下地形、间定断面测抛投K划分—抛投小区网格抛石量计算—测W抛点水深、流速—抛石漂距试验—定位船抛锚定位—抛石船就位—石料验收抛投块石—现场检査抛投结果—合格则循环进行下一步工.作，不合格则补抛至合格—定位船移位至下一抛投小区网格—前一抛投小区抛后测量、资料整理—循环工.作。

　　4主要施工技术

　　4.1工料机准备

　　投入船只从抗风浪能力、吃水深度、施工能力等因素综合权衡，拟投入定位船1艘，抛石船2艘，起锚艇1艘，块石运输船4艘，自带抛投设备运输船2艘，驳船4艘，冲锋舟1艘。人员按船只配套配备，并相应配备项目管理人员、测量人员、检验人员、验收人员等。石料约90000m3，应采用质地新鲜、坚硬完整、强度高、耐风化并具有良好抗水性的岩浆岩块石，页岩、泥灰岩、粘土岩以及扁平细长和已风化的块石不得使用，块石饱和抗压强度大于50MPa。

　　单块块石的粒径、重量应符合设计要求。同时考虑工程中抛石工期80d中，坡脚抛石及顺坝抛石先行施工，工坝抛石后期施工，应按时间节点做好相应石料准备工作。

　　4.2水下测置

　　工程实施前通过全站仪配套对抛石范围进行精确定位，并延伸至大堤固定结构，设置测量点，同时通过GPS全球定位及测深仪等配合测量水下地形，并每50m截取一个断面，绘制水下地形图和水下断面图。通过后期测量数据整理，根据船只大小及有效装石尺寸配合抛投区划分，做好抛投小区网格内抛投量估算，以及利用水文资源做好相关网格内水深及水流等数据测量。

　　4.3抛石漂

　　距试验工程现场流场复杂，考虑受潮流和径流的双重影响，同时综合考虑潮水来临时风高浪大流急以及受到涌浪，根据经验公式计算水下抛石位移，VH，式中：S—试验时块石漂距位移(m);V—试验时水流流速(m/s);H—试验时相应水深;W—试验时块石重量(kg);K—经验系数，一般取0.8￣0.9。

　　4.4定位船定位

　　开始施工前，在指定位置根据测得的抛石漂距计算出提前量后通过GPS确定位置和方向，计算出各锚的坐标。每只定位船在四个方向均设置定位锚，每只锚缆长度为水深的6倍以上，通过卷扬机移动定位，以定位船前沿为平面定位的基线，采用垂直于长江水流方向定位，并根据水流流速变化，同时考虑赶潮施工，计算抛石漂距，施工全过程动态调整定位船定位。

　　4.5抛投石块

　　定位船定位后，根据运输船性质，在指定位置顺水流方向两侧划定档位进行抛投，本工程根据船只大小设置抛投区域尺寸为20mx25m，并在定位船上做好记号，在抛投过程中，随时调整好船体位置，尽量两侧同时抛投，以保障船只平衡。多条船只同时抛投，设置安全距离，做好相关记录，有计划调配进档，避免重抛、漏抛。做到合理挂档，定量抛投，勤移船位，多次抛勻。依据从下游到上游，从远岸至近岸的原则，做到先粗抛再细抛找平，局部采用人工辅助找平，将所有抛石区域抛填到位后，将定位船移至下一个网格，继续抛投工作，直至全部抛投工作完成。

　　5全过程控制

　　5.1事前控制

　　充足的准备才能带来好的开头，好的结果必然需要好的开头，水下抛石必须安排合适的管理人员、测量人员、施工人员、检验人员等，一旦发现消极怠工人员，立即换人，确保每一位工作人员均责任到岗，工作到位;同时对所有提供的抛石料均要做好把关，水下抛石长期受水流冲刷和侵蚀，石料必须质地新鲜、坚硬完整、强度高、耐风化，满足设计要求。不满足的坚决抵制，不得进入施工现场;以及每天开工前均需对所有船只进行检查，确保各类船只安全行驶运行，定位船对应的定位锚固定到位，运输船、驳船等动力正常，行驶路线正确，船上救生用品等配备到位。

　　5.2事中控制

　　抛投过程中，运输船均需做好三查工作，既进场查核料、抛投过程受控、出场清空检查，控制抛石重量，预防出现吨位虚高、现场少抛，出现抢时间而偷工减料，同时控制抛石的衔接控制，现场根据各区各段划分，动态控制拋石位置，确保档与档之间的抛石均匀，通过勤移船位，多次抛匀，确保小区网格之间抛石均匀度，预防各区各段衔接处出现抛石空隙;同时根据水流变化，一旦变化过大，马上对定位船定位进行动态控制，根据重新核算的抛石漂距，把握好船只提前量，确保抛投位置准确，方量到位。

　　5.3事后控制

　　抛石过程结束后，及时进行水下数据测量，其中坡脚抛石及顺坝抛石可考虑水下测量及落潮后水上测量相配合，工坝考虑以水下测量为准，通过控制典型断面测量数据、GPS及测深仪测量数据，和标准断面数据及时比较，发现不均匀位置及时补抛，测量数据及时完善并加以保护。

　　6结语

　　根据本工程水下地形测量数据及地形图显示，水下抛石满足设计要求，结合后期抛石表面理砌以及对应位置顺坝工坝的进一步完善，发现水下抛石并未出现漏抛现象，也未出现大块石在下，小块石在上的情况，并且提前半个月，仅用65d就完成抛石工作。本工程水下抛石施工，一是通过定位船网格抛石工艺实施，有效提高了操作经验，二是通过全过程控制有效提高了管理水平，三是通过缩短工期并高质量完工为整个海塘达标及保滩工程的顺利实施提供了保障。本次长江口水下抛石的实施具有一定的借鉴意义，值得推广。

　　参考文献：

　　[1]浅议水下抛石护岸工程施工工艺及质量控制方法[J]王成民，管木红《治淮》2004-03

　　[2]水下抛石施工质量控制及质量评定[J]李先炳《人民长江》2002-08

　　[3]水下抛石施工工艺与质量管理初探[J]李桂保《科技创新导靡008-06

　　[4]水下抛石断面快速检測系统的研发与应用[J]工晶，王兴超《中国水运》2014-05

　　推荐期刊：《中国水运》杂志创刊于1979年，是交通部主管，面向国内外公开发行的水运行业综合性半月刊、交通部首批创办期刊、全国优秀科技期刊，入编中国学术期刊光盘版和入选全国期刊方阵。杂志以水运和相关行业的企事业单位、高等院校、科研院所的决策层、管理层、科技人员为读者对象。