基于網(wǎng)格的精確拋石護(hù)岸施工技術(shù)分析

葛以宏 葛玉劍 蔣 雷

基于網(wǎng)格的精確拋石護(hù)岸施工技術(shù)分析

葛以宏1，2葛玉劍3蔣 雷4

拋石護(hù)岸是堤防加固工程中加固堤腳、防止崩岸的主要措施，通過機(jī)械或人工拋投卵石、散亂塊石，在指定區(qū)域把斷面從堤腳至正常水位線之間的區(qū)域表面用一定粒徑的塊石覆蓋起來，增強(qiáng)其抗沖刷的能力，以達(dá)到穩(wěn)定河勢、保護(hù)大堤的目的。在歷年抗洪和維護(hù)河勢穩(wěn)定中發(fā)揮了重要作用，成為防洪工程體系的組成部分和河勢控制規(guī)劃中的重要工程措施。

一、拋石護(hù)岸的施工難點(diǎn)

拋石防護(hù)的拋投范圍對防護(hù)效果影響較大，堤岸附近固、液交界處床面上的動水壓力比不受擾動水流中的動水壓力要大幾倍，平順拋石護(hù)岸和磯頭拋石護(hù)岸工程中，橫斷面上端一般自枯水位水邊開始拋石，下端則根據(jù)河床的具體形態(tài)確定。對于深泓逼岸的河段，拋石防護(hù)范圍應(yīng)延伸到深泓線處，并應(yīng)滿足河床最大沖刷深度的要求；在主流逼近凹岸的河勢情況下，拋石范圍必須覆蓋最大沖深處才能取得最優(yōu)的防護(hù)效果；在水流平順段，拋石防護(hù)范圍可至坡度為1∶3～1∶4的緩坡河床處。水下拋石工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)歸納起來有六個字，即“拋?zhàn)恪仠?zhǔn)、拋勻”，拋石的數(shù)量、范圍和均勻性，直接關(guān)系到拋石護(hù)岸工程的施工質(zhì)量。

二、拋石護(hù)岸的施工要點(diǎn)

筆者以江蘇省長江鎮(zhèn)江段某水上拋石防護(hù)工程為例，簡要說明拋石護(hù)岸工程的施工要點(diǎn)。鎮(zhèn)江長江段水流紊亂，受潮水影響較大，流速隨潮水的漲落變化較大，水位由于受潮水的影響變化也較大，最大水位差在1.5m左右。水上拋石施工受水流、水位的影響較大，特別是長江下游的水上工程的施工更是要對施工區(qū)域的水流及潮位條件做出正確的分析，同時長江水上施工作業(yè)時還應(yīng)注意來往船只的通行，以免發(fā)生安全事故或?qū)κ┕がF(xiàn)場造成影響。

根據(jù)《江蘇省長江水下平順拋石護(hù)岸工程質(zhì)量驗(yàn)收辦法（試行）》規(guī)定，為使工程達(dá)到“拋?zhàn)?、拋?zhǔn)、拋勻”的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。筆者根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)分析，歸納總結(jié)出“劃分小區(qū)、專船定位、合理掛檔、定量拋投、多次拋勻”的施工方法。

1.劃分網(wǎng)格圖

首先對施工區(qū)域的水下地形進(jìn)行測量，繪制1∶2000的水下地形圖；然后根據(jù)施工圖紙和拋石區(qū)的大小，將整個水下拋石范圍劃分為若干個單元，將每個單元劃分成若干個小拋區(qū)（網(wǎng)絡(luò)），網(wǎng)絡(luò)規(guī)格一般為5m×20m，并對每個網(wǎng)格進(jìn)

行編號。根據(jù)拋石厚度和小拋區(qū)的面積來計(jì)算各個網(wǎng)格的設(shè)計(jì)工程量，以便根據(jù)設(shè)計(jì)工程量合理調(diào)度安排石料船上檔拋投，使船只正確到位，并記錄拋石數(shù)量和進(jìn)度。為保證拋石的均勻性，每個小區(qū)應(yīng)分5～8次拋?zhàn)悖⊕伿穸容^小的不得小于4～6次，水位變化區(qū)和近坎部位根據(jù)具體情況，但最少不得少于3次拋?zhàn)悖?。工程的施工過程中填寫小區(qū)圖并及時復(fù)核各小區(qū)的實(shí)際拋投量，將實(shí)際拋投量與設(shè)計(jì)拋投量進(jìn)行比較并上報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行質(zhì)量評定，決定是否需要補(bǔ)拋或進(jìn)入下一小區(qū)的拋投工作。

2.固定斷面的設(shè)置

一般每間距100m設(shè)置1條固定斷面，本標(biāo)段護(hù)岸總長度為1000m，共設(shè)置固定斷面10條，每個固定斷面分別在拋前和拋后各測量一次以檢測拋石厚度，每一小拋區(qū)的拋石數(shù)量及全部小拋區(qū)的拋石數(shù)量必須達(dá)到規(guī)定的要求。規(guī)范要求每個單元工程實(shí)際拋石數(shù)量達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%至105%及以上，單元工程為優(yōu)良工程。如不滿足要求應(yīng)立即查明原因并進(jìn)行補(bǔ)拋直至達(dá)到要求，保證工程的質(zhì)量優(yōu)良。固定斷面采用測深儀結(jié)合激光測距儀進(jìn)行測量，先將測量船的一邊與固定斷面線相重合，然后用激光測距儀在固定斷面上約每隔5m測量一次該點(diǎn)到岸上斷面旗距離，同時用測深儀測量該點(diǎn)的水深。最后將水深換算成1985國家高程基準(zhǔn)下的高程，把測量成果繪制成1∶200的固定斷面平均增厚率測量圖。

3.拋石提前量控制

由于塊石在入水過程中受到水流作用將順?biāo)鞣较颍v向）漂移一定距離后才能落到河床或岸坡上，塊石在水中漂移距離受流速V（m/s）、塊石自身重量W（kg）和水深H(m)等諸因素的影響，下落距離S按下式計(jì)算：S=0.8VH/W1/6

施工時應(yīng)適時進(jìn)行水深和流速的測量，調(diào)整拋石提前量。拋石提前量除了落距還應(yīng)加上裝載塊石的船身離定位船的距離，拋卸時一律要求塊石船順?biāo)鞣较虼怪睊炜坑诙ㄎ淮?。本工程處于感潮河段，流速受漲落潮的影響變化較大，考慮實(shí)際施工時間段和流速的變化特征，每天每隔2h測量一次流速，在拋石施工中利用最后一次所測量的流速作為以后兩小時施工的代表流速，若最近一次計(jì)算出的拋石提前量與上一次的提前量相比相差超過30cm則進(jìn)行定位船的移動，做到及時調(diào)整拋石提前量，達(dá)到“拋準(zhǔn)”的目的。水深則根據(jù)施工前測量的水下地形圖以及實(shí)測的當(dāng)天水位，選擇能體現(xiàn)實(shí)際情況的代表性水深作為計(jì)算落距的水深。塊石重量按塊石的平均重量30kg計(jì)算。

4.放樣定位和測量

本工程采用GPS全球定位系統(tǒng)進(jìn)行施工放樣定位。根據(jù)施工圖紙上提供的坐標(biāo)，首先對施工圖紙上所給坐標(biāo)的正確性進(jìn)行校核。待施工圖紙上的坐標(biāo)得到正確的驗(yàn)證后，將根據(jù)此坐標(biāo)來理論計(jì)算定位船各個位置的坐標(biāo)然后進(jìn)行定位船的定位。

在包含固定斷面的拋區(qū)，拋投工作開始前首先要做好固定斷面的拋前測量工作。拋前固定斷面的測量由專業(yè)的測量人員利用測身深儀和測距儀完成。首先將石料船的一邊船舷與固定斷面相重合，然后在固定斷面線上每隔5m測量一個點(diǎn)的水深及其至岸上斷面旗的距離。將測量成果整理并繪制成圖。

5.拋石施工和定位船的移動

定位船定好位后即可安排石料船上檔進(jìn)行拋石施工。施工員根據(jù)質(zhì)檢工程師提供的石料船的實(shí)收噸位并結(jié)合定位船所在位置的小拋區(qū)的設(shè)計(jì)拋石量，科學(xué)合理地調(diào)度安排石料船排靠在定位船的相應(yīng)位置上，等所有船只停靠結(jié)束后安排分配工人上船進(jìn)行拋石作業(yè)。在進(jìn)行水下拋石施工時，應(yīng)嚴(yán)格遵循“先深后淺，先上游后下游”的原則。

定位船快速準(zhǔn)確的移動是保證長江水上拋石施工工作正常運(yùn)行的前提。水上作業(yè)是長江拋石施工的最大特點(diǎn)，水上作業(yè)的技巧性比較強(qiáng)，必須要有專業(yè)且有經(jīng)驗(yàn)的人員負(fù)責(zé)調(diào)動才能協(xié)調(diào)有效地進(jìn)行工作。本次施工將小拋區(qū)劃分成5m×20m的規(guī)格。開工前將規(guī)定所有參加施工的船只石料的裝載長度必須要在10±2m范圍內(nèi)，故每個小拋區(qū)縱向需移位一次才可將整個拋區(qū)拋滿。定位船的橫向移位視拋區(qū)的寬度而定。本次工程拋區(qū)的寬度均為40m，計(jì)劃橫向移位1次。石料船掛靠在定位船上施工時只發(fā)生橫向的偏移，由于各小拋區(qū)的寬度均為5m，為保證各小拋區(qū)無拋空區(qū)域，每次石料船偏移的距離為2.5m。

6.斷面測量

在包含固定斷面的拋區(qū)拋投結(jié)束后，要及時進(jìn)行拋后固定斷面的測量。測量方法同拋前測量。將測量的成果與拋前固定斷面的測量成果進(jìn)行對比分析，每個點(diǎn)的增厚率應(yīng)在設(shè)計(jì)厚度的65%～135%之間，完全符合要求后則可進(jìn)入下一位置的施工；不符合要求的則要立即查明原因采取措施進(jìn)行補(bǔ)拋，直到符合要求為止。

在工程全部拋石施工結(jié)束后，應(yīng)及時進(jìn)行水下地形測量并將拋后所測的水下地形圖與拋前水下地形圖進(jìn)行對比分析并上報(bào)監(jiān)理工程師審核，作為竣工資料。經(jīng)監(jiān)理工程師審核后進(jìn)入完工審報(bào)階段。

三、結(jié)語

河道岸坡防護(hù)是河流生態(tài)修復(fù)的重要形式之一，是水陸交匯交融、過渡連續(xù)的重要紐帶環(huán)節(jié)，對河流生態(tài)系統(tǒng)起到重要的修復(fù)、恢復(fù)作用。拋石護(hù)岸是一種常見的治理河岸崩塌的方法。它具有可充分利用當(dāng)?shù)靥烊徊牧?，施工程序簡單，直接覆蓋在河床沖刷面，防護(hù)效果明顯等特點(diǎn)。隨著進(jìn)一步治淮工程的全面開展，拋石護(hù)岸施工也必將在淮河流域得到大量應(yīng)用■

（作者單位：1.淮安市河海水利水電建筑安裝工程有限公司 223001 2.盱眙縣水利水電建筑安裝工程公司211700 3.江蘇省水利工程建設(shè)總公司225009 4.無錫市泓利工程監(jiān)理有限公司 214000）