青草沙水庫工程網(wǎng)兜石吊裝施工技術(shù)

趙國權(quán) 高 靈

(上海交通建設(shè)總承包有限公司，上海 200136)

0 引言

在青草沙水庫工程主龍口結(jié)構(gòu)構(gòu)筑中，網(wǎng)兜石吊裝的工程量大，工藝復雜，受影響因素多，決定著主龍口能否順利合龍。中交上海航道局有限公司在對大量其他工程做調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，針對網(wǎng)兜石吊裝工藝的關(guān)鍵技術(shù)問題，結(jié)合長江口南支北港河段水域的水文條件，先后編制了多個施工方案，進行了多項試驗研究，成功地運用了網(wǎng)兜石吊裝工藝。

1 工藝原理

網(wǎng)兜石依次按灌裝、出運、轉(zhuǎn)駁、吊安等幾個過程進行施工。因為網(wǎng)兜石需求量大、需要的場地大等因素，所以網(wǎng)兜石的灌裝安排在石料場進行，灌好后再通過水運到施工現(xiàn)場?？紤]到運輸船的噸位大、吃水深，在低潮位時施工區(qū)域的水深有限，所以網(wǎng)兜石運到現(xiàn)場后轉(zhuǎn)駁到小型平板駁上，再轉(zhuǎn)運到施工地點進行吊安。

2 施工操作要點及工藝流程

2.1 操作要點

2.1.1 網(wǎng)兜石組裝

根據(jù)設(shè)計要求，網(wǎng)兜石需60 t壓重才能滿足現(xiàn)場抗流的要求，但由于單個承載60 t網(wǎng)兜對網(wǎng)兜材料的要求很高，且每個環(huán)節(jié)均需要大型的起吊設(shè)備，因此采用單個10 t重6個拼裝的組合方式進行施工。即在網(wǎng)兜的灌裝、出運、轉(zhuǎn)運3個過程所起吊的單個網(wǎng)兜重量均為10 t，在水下吊裝前才將6個10 t重的網(wǎng)兜組裝成一組，一起進行水下安放。組裝的方式為:相鄰兩個10 t重的網(wǎng)兜之間用尼龍繩打結(jié)連接，最后用一根φ16 mm的尼龍繩將6個網(wǎng)兜串聯(lián)形成一個整體(見圖1)。

2.1.2 網(wǎng)兜石起吊

為了保證每組網(wǎng)兜石起吊中的形狀和安放后的形狀及大小基本一致，特制了長方形的鋼構(gòu)吊具，每個獨立的網(wǎng)兜與吊具上的吊鉤相連能自動脫鉤，吊具再與吊機上的吊鉤相連，這樣的吊裝方式保證了網(wǎng)兜石的形狀，同時也提高了施工效率(見圖2)。

2.1.3 網(wǎng)兜石安放

網(wǎng)兜石安放時根據(jù)網(wǎng)格劃定的位置進行安放施工，先進行GPS定位，然后進行“碰放”;安放選在流速較小的時間段內(nèi)進行作業(yè)，吊具上牽引兩根尼龍繩，進行輔助定位;擺放時錯位排列，安放2層時上下位置也錯位排列擺放，以確保網(wǎng)兜石安放的緊密性(見圖3)，船位布置見圖4。

2.2 工藝流程

網(wǎng)兜石施工工藝流程如圖5所示。

3 定位系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)組成

網(wǎng)兜石的安放采用水下定點的方式進行，為了確保吊安在水下位置的準確性，特別為此設(shè)計一套專用的DTPS定位系統(tǒng)。該定位系統(tǒng)由3臺GPS，2臺電腦，2套無線傳輸系統(tǒng)組成。其中2臺GPS(控制船位)和1臺電腦顯示器安放在浮吊船的控制室內(nèi)，便于船體移動時的控制;另1臺GPS(控制安放點)和1臺顯示器安放在吊機操作室，便于吊機手控制安放點(見圖6)。

3.2 定位效果

這套DTPS系統(tǒng)有兩大優(yōu)點:

1)安放時吊機及擬安放網(wǎng)兜的運行軌跡均能在顯示器上清楚地顯示出來，能動態(tài)反映安放的誤差，能根據(jù)電腦顯示的預定位置進行安放。為了確保網(wǎng)兜石水下安放的緊密性，根據(jù)每組網(wǎng)兜石在陸上被吊起之后所占的面積(近似長方形，測定其長和寬)來確定安放預定位置的面積。

2)3臺GPS相互串聯(lián)，2臺顯示器采用無線連接，在任一顯示器上既可以看到船位，又可以看到吊機的位置及安放點。

4 材料與設(shè)備

4.1 材料

4.1.1 網(wǎng)兜

網(wǎng)兜采用φ16 mm，φ22 mm兩種規(guī)格的尼龍繩，單個網(wǎng)兜用料約為130 m，網(wǎng)格采用φ16 mm尼龍繩編織，結(jié)點間距為35 cm;底部和吊點位置采用φ22 mm尼龍繩串聯(lián)打結(jié)形成一個整體。經(jīng)多次試驗，該網(wǎng)兜能承受10 t的塊石重量，滿足多次轉(zhuǎn)運后不斷裂的設(shè)計要求，其生產(chǎn)效率能保證現(xiàn)場安放進度的要求。

4.1.2 塊石

塊石產(chǎn)地為舟山，工程中選用單塊粒徑大于網(wǎng)格間距，凈重大于60 kg的塊石。為滿足單個網(wǎng)兜為10 t的要求，采用40 m3的灌桶，用自卸車進行灌裝，經(jīng)進行多次實驗測量，單個重量符合設(shè)計要求。單個網(wǎng)兜的灌裝成型后，為確定方格尺寸，將6個單重為10 t的網(wǎng)兜合成一組網(wǎng)兜，經(jīng)起吊再落地后測量其成型面積，多次試驗取其均值為4.6 m×7 m，為施工圖設(shè)計提供了可靠的依據(jù)。

4.2 設(shè)備

4.2.1 船舶

施工船舶系統(tǒng)由運輸船、轉(zhuǎn)駁吊機船、甲板駁船、浮吊船組成。根據(jù)進度要求，考慮到天氣和潮汛等因素影響，配備了運輸船10艘，甲板駁船8條，轉(zhuǎn)駁吊機船2條，浮吊船3條，使施工現(xiàn)場能順利運轉(zhuǎn)，不至出現(xiàn)斷檔情況。

船舶使用情況見圖7。

4.2.2 吊具

為保證網(wǎng)兜在起吊和安放能夠緊密，根據(jù)單組網(wǎng)兜石的落地成型面積，將吊具設(shè)計為長6 m，寬2 m的長方形，用鋼構(gòu)制作，自重為5 t。吊具上端采用4根φ40 mm鋼絲與吊機主鉤相連，下端采用6根 φ26 mm鋼絲與吊鉤連接，吊鉤彎鉤處焊接楔扣用φ16 mm鋼絲與副鉤相連起自動脫鉤作用。吊具兩側(cè)再分別用2根φ22 mm的尼龍繩連接作為牽引繩，由人工操作可輔助調(diào)整網(wǎng)兜石入水的位置。這樣的吊具系統(tǒng)確保了網(wǎng)兜石入水安裝后的形狀(見圖8)。

5 影響因素

在網(wǎng)兜石吊安過程中，對進度影響較大的主要因素有:大風天氣停工，材料供應(yīng)不足，大潮汛;次要因素有:施工過程中正常的動錨和移位;偶然因素有:船舶機械故障等。

針對這些因素，須在施工開始前安排好施工順序，避免發(fā)生船舶擠到一起沒有工作面;加強機械的維護;根據(jù)工程進度情況，科學合理的配備各種施工船舶，由專人進行調(diào)度;調(diào)整石礦數(shù)量，提高產(chǎn)量，避免出現(xiàn)材料供應(yīng)不足等。

6 質(zhì)量控制要點

在網(wǎng)兜石的施工中，網(wǎng)兜石的重量和定點安放的位置是施工控制的關(guān)鍵。網(wǎng)兜在使用過程中經(jīng)多次轉(zhuǎn)駁，要選用合格廠家的材料，網(wǎng)包制作結(jié)實;選配大粒徑石塊，在現(xiàn)場灌裝時要達到規(guī)定方量;在甲板駁轉(zhuǎn)駁時，避免疊放，在起吊時有可能受力不均，造成尼龍繩磨斷或拉壞吊點;網(wǎng)兜組裝時要用尼龍繩綁扎緊密，形成一個整體;在DTPS可視系統(tǒng)的操作下，吊點要對齊施工點，入水時用牽引繩調(diào)整好網(wǎng)兜的形狀;現(xiàn)場操作人員要認真負責，做好記錄，不得出現(xiàn)錯放、漏放、疊放的情況;施工結(jié)束后，及時對施工完成的區(qū)域用水深儀測量，比較施工前后水深，得出參考數(shù)據(jù)以指導下步施工。

7 相關(guān)實例應(yīng)用

流水操作過程對比見表1。

表1 流水操作過程對比

該技術(shù)是由“材料產(chǎn)出→運輸線→現(xiàn)場施工”三部分構(gòu)成的有機整理。三個環(huán)節(jié)流水操作，環(huán)環(huán)相扣，具有可視化、操作簡單、安放準確的特點，在青草沙水庫工程中成功的對網(wǎng)兜石、混凝土方塊、框籠進行了定點安放，效果佳。本技術(shù)和軟件適合于水上精確定位安放大型構(gòu)件，可在其他工程中得到運用和擴展。