水利工程沉排石籠施工技術(shù)

陳榮

摘要：國內(nèi)外水下沉排施工作業(yè)主要為船舶施工，沉排施工多為混凝土軟體排、鋼筋石籠網(wǎng)箱，賓格石籠沉排。本文以某工程為例，對水利工程沉排石籠施工技術(shù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：水下沉排;吊具;汽車吊;沉放

一、工程概況

某工程長約9.2km，河道寬度為200m～400m，由于大量無序采砂，治理段河道內(nèi)形成三處比較大的沙坑，深度為5m～15m，本工程通過河道疏浚，滿足防洪安全，通過岸邊部分沙坑填筑、高陡岸放緩和培厚，采用格網(wǎng)石籠防護(hù)，保證岸坡穩(wěn)定，沉排為親水平臺水下填筑的護(hù)坡工程。示意圖見圖1。

二、總體思路

汽車吊吊裝沉排是根據(jù)不同水深采用了不同噸位的吊車進(jìn)行水下格網(wǎng)石籠沉排施工。石籠在水下的定位由水面浮漂及潛水員將位置信息傳給吊車司機(jī)，通過兩者密切配合，以保證石籠沉排位置準(zhǔn)確。為保證沉排整體施工，一是根據(jù)石籠重量、鋼板強(qiáng)度等專門設(shè)計針對性的特殊吊具，易于裝填與脫鉤沉放。二是通過GPS、浮漂等設(shè)備準(zhǔn)確定位沉放地點，確保水下定位的精確控制。三是采取增加潛水員的保障措施來解決水下沉放誤差，保證沉放質(zhì)量[1]。

三、工藝流程

施工準(zhǔn)備→吊裝試驗（調(diào)整吊具）→水下潛水定位→吊具內(nèi)鋪網(wǎng)裝填→汽車吊起吊沉放→潛水員檢查定位→重復(fù)吊具裝填與起吊沉放。

四、施工方法

1.施工準(zhǔn)備

1）水下邊坡修整。

土方填筑完成后，在沉排施工前對沉排區(qū)域進(jìn)行邊坡整平處理。采用長臂反鏟挖機(jī)掃床整平，掃床完成后，再次對沉排施工區(qū)域進(jìn)行水下地形測量，驗收合格后，進(jìn)行網(wǎng)箱石籠沉排的鋪設(shè)[2]。

2）設(shè)備進(jìn)場。

水下坡面完成后組織吊車、潛水設(shè)備進(jìn)場報驗。根據(jù)水下測量成果、工裝及吊具重量計算出作業(yè)范圍，不同吊車型號對應(yīng)不同的水深位置。根據(jù)施工需求定制特種吊具。

2.吊裝試驗

1）吊具加工：根據(jù)沉排施工特點，規(guī)劃加工一種水下石籠沉放吊具，包括吊裝框架，吊裝框架上開有與賓格石籠相對應(yīng)的通孔，吊裝框架的底面鉸接連接有支撐墊板。通過帶肋板的框架作為基礎(chǔ)，在框架底部鉸接支撐墊板，將賓格石籠放置于支撐墊板和框架圍成的空間內(nèi)，再通過兩側(cè)對稱的用于吊裝的孔，保證了吊裝時整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，有利于賓格石籠的定位，當(dāng)框架到達(dá)指定位置后，支撐墊板自動打開，石籠利用自重下落即可到達(dá)指定安裝位置，示意圖如圖2所示。

吊具改進(jìn)：根據(jù)現(xiàn)場條件，選定水域組織汽車吊吊裝石籠網(wǎng)箱沉放試驗，根據(jù)汽車吊臂長、吊具承重、工人操作便利性等改進(jìn)吊具尺寸、材料及細(xì)部結(jié)構(gòu)，最終確定面板采用厚4mm板，采用10號槽鋼進(jìn)行上下部包邊，加強(qiáng)肋采用10號工字鋼，側(cè)部與底板采用鉸鏈形式，鉸接板厚度為16mm鋼板，銷軸為30，底部外廓超出框架200mm，吊具總重量為1950kg，見圖3。

3.水下定位

施工前，潛水員配合測量隊對施工區(qū)域進(jìn)行水下測量，根據(jù)1∶3坡比計算出坡腳位置，測量員利用GPS定位，潛水員下水摸排確認(rèn)坡腳位置并做好浮漂，利用浮漂及拉線確定坡腳位置，潛水員從浮箱平臺下水摸排，控制沉排間距微調(diào)。吊具通過兩根橫纜人工控制轉(zhuǎn)向及移動。沉放時實時繪出沉排軌跡，并校核軌跡與排布的實際長度、設(shè)計位置是否相符合，同時與理論軌跡對照，出現(xiàn)誤差超出允許范圍時，立即校正，防止排體偏離計劃路線，保證沉排施工的質(zhì)量和安全，示意圖見圖4[3]。

4.吊裝施工

1）在吊具框架內(nèi)展開石籠網(wǎng)箱，根據(jù)石籠填裝標(biāo)準(zhǔn)分層填充片石并整平，做好拉筋、封蓋及隔網(wǎng)片扎絲綁扎[4]。

2）裝填完成后吊車通過吊環(huán)鋼絲繩將裝好石籠的吊具起吊，并吊裝到水面浮漂定位位置，吊具通過兩根纜風(fēng)繩控制轉(zhuǎn)向，定位后沉放石籠，石籠放置基底后潛水員水下摸排石籠具體位置，如有偏差需吊車起吊再次調(diào)整沉排位置，確保石籠間緊密貼合。沉放到位后起吊1m，收緊小勾，吊具下方開口，石籠脫離落下，收回吊具，吊裝下一沉排，依次循環(huán)，見圖5。

3）吊裝沉排時先施工護(hù)腳石籠，再施工護(hù)坡石籠，施工順序為從上游至下游，先護(hù)腳后護(hù)坡，護(hù)坡由下向上依次施工。

5.注意事項

1）吊裝過程中，須注意保護(hù)石籠網(wǎng)絲和網(wǎng)絲鍍層不形成損壞。

2）施工前，先進(jìn)行施工區(qū)域內(nèi)的水下測量，如發(fā)現(xiàn)有突出異狀物或凹坑等，應(yīng)采取措施進(jìn)行平整坡面處理，保證所沉排體不被破壞，并與坡面緊密貼合。

3）沉排應(yīng)先施工下層，且每處區(qū)段水域的同一層沉排完成后再施工上一層，上、下兩層沉排應(yīng)壓縫鋪設(shè)，壓縫寬度不小于1.0m。施工中應(yīng)避免沉排間接頭不嚴(yán)的現(xiàn)象，在接頭不嚴(yán)處須用大石塊填充密實。

4）沉排應(yīng)根據(jù)預(yù)先確定的施工網(wǎng)格進(jìn)行有序定位、沉放。沉放施工每一序沉放結(jié)束后，須進(jìn)行水下測量，并分析沉放結(jié)果，以便及時調(diào)整吊裝沉放計劃和水上作業(yè)定位位置[5]。

四、分析

格網(wǎng)石籠水下沉排施工，目的是保證岸坡安全。常規(guī)施工工藝為：岸上組裝格網(wǎng)石籠→吊裝石籠上船并水上運輸→吊裝船吊裝沉排到位。運輸船和吊裝船需要進(jìn)出場時間較長;加之，部分河道水域水深較淺，施工需要增加疏浚船進(jìn)行航道疏浚或者施工完一處水域后，再解體、組裝設(shè)備至下個水域進(jìn)行施工，船只進(jìn)場后需要修建碼頭，石籠在岸上裝填好后再用吊車吊至運輸船上，由運輸船運至吊裝船，存在二次倒運，施工工序繁瑣、工期長，吊裝沉排方案與常規(guī)施工工藝相比，施工速度快、成本減少、施工工期有保障。

結(jié)束語

本項目依托某治理工程，采用現(xiàn)場與試驗驗證、理論分析的方法，形成水下坡面沉排防護(hù)的成套施工技術(shù)，一方面可解決依托工程水下防護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)問題，保障依托工程安全順利完成，另一方面可為今后行業(yè)內(nèi)類似的施工提供完善的技術(shù)方案和技術(shù)借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國水利部.堤防工程施工規(guī)范：SL260—2014[S].北京：中國水利水電出版社，2014.

[2]中華人民共和國水利部.水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程：SL251—2015[S].北京：中國水利水電出版社，2015.

[3]《水利工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》編制組.水利工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文管理辦法（試行）：水國科[2012]546號[A].北京：中國水利水電出版社，2012.

[4]中華人民共和國水利部.水利水電工程安全監(jiān)測設(shè)計規(guī)范：SL725—2016[S].北京：中國水利水電出版社，2016.

[5]中華人民共和國水利部.堤防工程設(shè)計規(guī)范：GB50286—2013[S].北京：中國計劃出版社，2013.