促淤工程中透空式六面體吊裝質(zhì)量控制探討

高炳盧

(上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海 201700)

促淤工程中透空式六面體吊裝質(zhì)量控制探討

高炳盧

(上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海 201700)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地供需矛盾日趨緊張。為滿足需求，促淤、圈圍工程從高灘施工到深水施工的趨勢(shì)日趨加快，借鑒南匯東灘促淤一期透空式六面體試驗(yàn)段的成功經(jīng)驗(yàn)，減少促淤壩體施工對(duì)大宗塊石的依賴性，在二期促淤工程中促淤堤采用透空式六面體壩體。為保障工程質(zhì)量，杜絕或減少質(zhì)量事故的發(fā)生，對(duì)透空式六面體的吊裝施工工藝進(jìn)行分析，理清吊裝質(zhì)量控制要點(diǎn)。

促淤工程；透空式六面體；吊裝質(zhì)量控制

1 工程概括

南匯東灘促淤工程——促淤二期工程位于浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)促淤區(qū)以南沒冒沙水域，以及大治河延伸段以南-2.00～-3.00m高程(吳淞零點(diǎn)為基準(zhǔn))以上南匯東灘灘地，緊鄰上海東南沿海的重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域南匯及濱海新城臨港開發(fā)區(qū)；南側(cè)邊界以臨港新城大堤與原南匯東灘四期大堤交匯點(diǎn)為界。為緩解促淤堤施工塊石緊張情況，通過增加塊體自身及塊體間空隙率，增強(qiáng)堤身透水性，減輕軟基上堤身自重，增強(qiáng)促淤效果，采用新型結(jié)構(gòu)“透空塊體”作為促淤壩堤身填筑物(見圖1)。新建促淤堤總長(zhǎng)約16693m，促淤面積6.6萬畝，需10t透空六面體吊裝5.37萬個(gè)。

圖1 六面體透空塊

2 透空式六面體吊裝難點(diǎn)

a.透空式六面體吊裝受氣象影響大。工程區(qū)域位于長(zhǎng)江三角洲，緯度適中，氣候溫和，四季分明，屬濕潤(rùn)的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有明顯的海洋性氣候特征，由于受冷暖空氣交替影響，天氣變化復(fù)雜，災(zāi)害性天氣頻繁。風(fēng)向與波浪方向季節(jié)變化明顯，冬季以NW方向浪為主，頻率為19%；夏季則以SSE方向浪為主，頻率為24%；春秋季以NE方向浪為主，頻率為18%。各月份的平均波高均在1.0m左右。單體透空式六面體重達(dá)10t，對(duì)吊裝船舶抗風(fēng)浪要求高。

b.透空式六面體安裝精度要求高。采用“水平分層、質(zhì)心定點(diǎn)、姿態(tài)隨機(jī)”的安放原則，避免規(guī)則整齊安放。從下層到上層逐層安裝，分層擺放，底層塊體全部平置，第二層及以上塊體采用定點(diǎn)隨機(jī)安放，斜插下層塊體間隙中。嚴(yán)禁第二層塊體棱角直插觸碰混凝土聯(lián)鎖塊軟體排，嚴(yán)禁損壞護(hù)底排體。

c.底層空式六面體處于水面以下檢查難度大。由于底層透空塊大部分區(qū)域處于水下，無法按照常規(guī)方法進(jìn)行檢測(cè)、驗(yàn)收。

3 施工工藝流程

3.1 促淤堤施工工藝流程

工前測(cè)量、掃海清基→鋪設(shè)混凝土聯(lián)鎖塊軟體排→底層透空式六面體安裝→堤腳拋石棱體拋理→上層透空式六面體安裝。

3.2 透空式六面體安放流程

透空式六面體安放流程如圖2所示。

圖2 六面體安放流程

4 質(zhì)量控制方法及措施

4.1 施工船舶選型及配置

吊裝船舶選用2000t以上的平板吊機(jī)船，利用船載雙GPS導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行船舶的位置和方向進(jìn)行準(zhǔn)確定位，采用四只以上錨繩固定船舶位置和方向，以保證船舶在風(fēng)浪中的平面搖擺幅度不大于20cm，從船機(jī)設(shè)備方面保障安裝的精度及安裝質(zhì)量。

4.2 確定擺放形式

透空式六面體采用“水平分層、質(zhì)心定點(diǎn)、姿態(tài)隨機(jī)”的安放原則，避免規(guī)則整齊安放，底層透空式六面體全部水平放置。依據(jù)工前測(cè)量，根據(jù)每段的灘地高程及透空塊的斷面尺寸計(jì)算確定擺放間距(見圖3、圖4)，現(xiàn)場(chǎng)采用GPS控制。第二層開始?jí)K體采用定點(diǎn)隨機(jī)安放，塊體角插入相鄰塊體中；通過調(diào)整底層塊體的行、列間距，使相鄰層塊體間的嵌入深度有所變化，以調(diào)整堤身空隙率和堤身總高度，同時(shí)考慮用于沉降的拋高量。

4.3 底層吊裝控制

采用分區(qū)定位法進(jìn)行(網(wǎng)格法)吊裝(見圖5)，底層每塊透空式六面體按室內(nèi)試驗(yàn)分段劃分網(wǎng)格，并對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行編號(hào)，用GPS點(diǎn)對(duì)底層每一個(gè)透空塊進(jìn)行定位，導(dǎo)入船舶駕駛室的雙GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和吊機(jī)駕駛室的單GPS導(dǎo)航系統(tǒng)中。平板駁船將透空式六面體運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，靠泊浮吊船后，吊機(jī)船舶配備45t級(jí)以上吊機(jī)，吊機(jī)臂頂部安裝一臺(tái)GPS接收機(jī)，用無線傳輸方式與吊機(jī)駕駛室的電腦相連，通過電腦顯示屏確定吊鉤所在位置，到達(dá)計(jì)劃拋投區(qū)域時(shí)進(jìn)行定點(diǎn)準(zhǔn)確拋投。吊機(jī)逐格進(jìn)行拋投，一個(gè)區(qū)域完成后，由定位船松緊錨纜進(jìn)行移位，再進(jìn)行下一個(gè)區(qū)域拋投。

圖3 六面空心塊體網(wǎng)格拋投布置

圖4 室內(nèi)模型試驗(yàn)及陸地?cái)[放試驗(yàn)

圖5 透空塊安裝示意圖

4.4 上層吊裝控制

底層透空塊安裝完成后，進(jìn)行上層透空塊安裝。第二層透空式六面體安裝時(shí)，將透空式六面體斜插下層塊體間隙中。透空式六面體起吊后使得透空式六面體呈菱形懸掛狀態(tài)，然后緩慢起吊平移至水面。通過駕駛室預(yù)先設(shè)置的網(wǎng)格進(jìn)行定位，采用3GPS進(jìn)行定位安裝，依據(jù)底層已制定的透空式六面體網(wǎng)格，將上層透空式六面體斜插下層間隙之中。第三層塊體(水面以上)安裝時(shí)，除按間距控制外，還結(jié)合實(shí)際情況，將塊體安放在下層塊體空隙處，以確保上層塊體的穩(wěn)定性。透空式六面體頂面安裝時(shí)盡量利用露出水面時(shí)間，保證頂面每個(gè)斷面至少有3塊透空式六面體，表面根據(jù)設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行精確安裝，保證堤身外形與設(shè)計(jì)相符。行與列預(yù)留空隙，每個(gè)透空式六面體水平向邊棱的方向隨機(jī)；在水平投影上，上下層的透空式六面體呈梅花形布置，即上一層每個(gè)塊體均插放在下層4個(gè)塊體中間。在吊放過程中應(yīng)保證構(gòu)件均勻受力，要求輕吊輕放，采取防撞措施，避免碰壞構(gòu)件棱角。

4.5 透空塊吊裝過程中吊具的選用

底層透空塊在吊裝過程中要始終保持水平狀態(tài)，防止透空塊吊裝過程中產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象。由于透空塊的單體重量為10t，底層為混凝土連鎖塊軟體排，抗沖擊能力差，極易造成護(hù)底軟體排出現(xiàn)破損，破損處在水流作用下，破口處必然越?jīng)_越大，如果不能及時(shí)采取補(bǔ)救措施，必然會(huì)形成沖刷坑，導(dǎo)致堤身坍塌，甚至在破損區(qū)域發(fā)展成為“龍口”，對(duì)工程造成極大損失。在吊裝過程中采用透空塊的專用吊具(見圖6)，保證在吊裝過程中透空塊始終處于水平狀態(tài)，吊裝過程中嚴(yán)格按照“慢放、輕脫”的原則，根據(jù)事先確定的透空塊GPS控制點(diǎn)放置，避免透空塊邊角對(duì)護(hù)底軟體排造成破損，保障透空塊的安裝質(zhì)量。

第二層及以上塊體采用定點(diǎn)隨機(jī)安放，斜插下層塊體間隙中。嚴(yán)禁第二層塊體棱角直插觸碰混凝土聯(lián)鎖塊軟體排，嚴(yán)禁損壞護(hù)底排體。為保證二層及以上的透空塊一次吊裝到位，減少調(diào)整頻率，使之一次吊裝成型，采用專業(yè)吊具進(jìn)行吊裝。

圖6 透空塊吊裝專用吊具

4.6 安裝質(zhì)量檢查

由于底層透空塊大部分處于水下(見圖7、圖8)，無法按照常規(guī)方法進(jìn)行檢測(cè)、驗(yàn)收?，F(xiàn)場(chǎng)采用潛水員水下探摸，旁掃聲納及GPS復(fù)核質(zhì)心的方式進(jìn)行吊裝質(zhì)量檢查驗(yàn)收。對(duì)于二層以上及露出水面以上的部分采用GPS復(fù)核質(zhì)心、現(xiàn)場(chǎng)全數(shù)清點(diǎn)的方式進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

圖7 設(shè)計(jì)典型斷面及完成后的斷面

圖8 吊裝完成后的典型斷面

5 結(jié) 論

隨著社會(huì)發(fā)展，沿海區(qū)域土地資源緊缺，促淤、圈圍工程逐步從沿海高灘作業(yè)發(fā)展到深水施工，塊石供應(yīng)日趨緊張，為減少施工過程中對(duì)大塊石的依賴程度，透空塊作為壩體的趨勢(shì)日益明顯。為進(jìn)一步促進(jìn)水利促淤、圈圍工程更好、更快、更安全的發(fā)展，在施工過程中從以下方面加強(qiáng)對(duì)透空塊安裝的控制。

a.吊裝船選用2000t以上的平板吊機(jī)船，以保證船舶在風(fēng)浪中的平面搖擺幅度不大于20cm，從船機(jī)設(shè)備方面保障安裝的精度及安裝質(zhì)量。

b.依據(jù)工前測(cè)量，根據(jù)每段灘地高程及透空塊的斷面尺寸計(jì)算確定擺放形式。

c.采用分區(qū)定位法進(jìn)行(網(wǎng)格法)吊裝，用GPS點(diǎn)對(duì)每一個(gè)透空塊進(jìn)行定位。

d.根據(jù)底層及上層透空塊不同的安裝要求，選用不同的專用吊具。

e.采用潛水員水下探摸，旁掃聲納以及GPS復(fù)核質(zhì)心的方式進(jìn)行吊裝質(zhì)量的檢查驗(yàn)收。

Discussion on open-type hexahedron lifting quality control in silt promotion project

GAO Binglu

(ShanghaiHongboEngineeringConsultingManagementCo.,Ltd.,Shanghai201700,China)

Contradiction between land supply and demand becomes increasingly nervous with the rapid development of economy. Silt promotion and enclosure projects are gradually accelerated from high beach construction to deep water construction in order to meet the demands. The successful experience of stage I open-type hexahedron experiment segment in Nanhui East Shoal silt promotion is adopted as reference for reducing the dependence of silt promotion dam construction on large stone blocks. Open-type hexahedron dam is adopted in silt promotion dams of stage II silt promotion projects. The lifting construction process of open-type hexahedron is analyzed in order to ensure the engineering quality and avoid or reduce quality accident. Control keys of listing quality are sorted.

silt promotion project; open-type hexahedron; lifting quality control

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.03.017

TV523

A

1005-4774(2017)03- 0066- 04