對水利網(wǎng)兜拋石施工方案的分析探討

徐文婕，鮑中秋，季 駿

（南京市水利規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司，江蘇 南京 210000）

近年來，灌區(qū)渠道及中小河流治理受到各省市甚至是國家的更高重視，并在政策上予以了更多支持。網(wǎng)兜拋石護(hù)岸是一項重要的施工方案，其決定著渠道、河道的有效治理。該方案現(xiàn)已經(jīng)于各施工領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，如迎流頂沖及護(hù)岸等方面，都在其指導(dǎo)下進(jìn)行。隨著工程建筑方面的不斷發(fā)展，對施工質(zhì)量、工程期限及河道治理等各項指標(biāo)重新進(jìn)行定位，也對該方案提出了更高要求。

1 網(wǎng)兜拋石護(hù)岸作用及優(yōu)點

1.1 作用體現(xiàn)

（1）用于編制網(wǎng)兜石籠的鋼絲具有抗腐蝕性強和高強度的特點，堅固耐磨，而且，網(wǎng)兜的形狀不固定，可依據(jù)地形需要編織成不同形狀。

（2）可以依據(jù)實際需求和技工技術(shù)的特點，調(diào)整網(wǎng)兜大小及石頭的裝載量。

（3）可以根據(jù)需要將多個網(wǎng)兜進(jìn)行有效連接，形成防護(hù)體。

1.2 優(yōu)勢體現(xiàn)

（1）可以較好地適應(yīng)地基的變形。因其構(gòu)成材料是填充石料以及網(wǎng)片，所以具有很好的柔韌性和延展性，不需要很大的承重力，由此對地基要求不是很高。網(wǎng)兜拋石可以在遭遇地震或者地基發(fā)生輕微變形甚至是不均勻塌陷的情況下，進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，以達(dá)到微調(diào)平衡的狀態(tài)。

（2）整體結(jié)構(gòu)性能良好。多網(wǎng)連接的情況往往會因一方受力不均導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變化進(jìn)而影響整體效果，但網(wǎng)兜拋石可以不受個別影響，實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)性能的有效保障。

（3）具有較好的耐久、透水、經(jīng)濟等特性。其內(nèi)部石塊間隙可以將水及時排出，可以有效降低水壓造成的不良影響。且網(wǎng)兜材質(zhì)一般為高鍍鋅低碳鋼絲，具有壽命周期長的特點。內(nèi)需填充材料多為卵石或者塊石，可就地取材。

（4）施工工藝簡單。網(wǎng)兜拋石具有不受季節(jié)影響、施工進(jìn)度快的特點，是因為其具體的施工過程簡單，不需要復(fù)雜的操作，只需人工壘石封口、吊裝到位就可以。

（5）利于生態(tài)環(huán)境的維持。網(wǎng)兜拋石中的石塊間隙在被土壤填充后，可以為植被創(chuàng)造生長條件，利于固沙和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

2 相關(guān)工程概況

該工程的拋石體積約為8.11×104m3，且平均日拋量為1 300 m3。計劃為2016年1月1日開始，進(jìn)行拋石作業(yè)，充分考慮了春節(jié)、航道及天氣、材料供應(yīng)等各方面因素對施工的影響，需要延時20 天。在水下進(jìn)行拋石作業(yè)時，定位船的作用很大，穩(wěn)定且準(zhǔn)確地進(jìn)行定位關(guān)乎施工質(zhì)量的保證，所以，決不能忽視其作用。本公司配有可以從事水下拋石作業(yè)用的大型拋石定位船，還有與其配套的小型船舶，每艘定位船上均配有所需的GPS-RTK測量定位系統(tǒng)，本次定位船擬采用289 T以上的浮吊船自帶吊機，吊機為20 T，吊臂最大長度16.5 m。本次網(wǎng)兜拋石計劃工期106日歷天，有效施工工期為80日歷天，因為本次網(wǎng)兜拋石護(hù)岸工程每天拋石量約為69 000÷80=862.5 m3。一條吊機定位船日拋投量約1 000 m3，一條定位船施工日能力可滿足施工強度需要，為防止船舶故障及其他因素，本工程擬投入2艘吊機定位船用于拋石施工，其中一艘為備用。

拋石作業(yè)計劃：1 300 m3/天。

拋石作業(yè)計劃工期：

導(dǎo)流壩下壓軟體排部分：60 450÷1 300÷70%=67日歷天，計劃的開工日期為2016年1月1日，計劃的完工日期為 2016年3月7日。

右緣防護(hù)加固部分：20 650÷1 300÷70%=23日歷天，計劃的開工日期為2016年5月15日，計劃的完工日期為 2016年6月7日。

該工程的質(zhì)量要求是：必須保證符合國家工程質(zhì)量驗收的標(biāo)準(zhǔn)。且右緣防護(hù)加固部分計劃于2016年汛期后開始作業(yè)。

擬設(shè)該項目主體需要劃分成2個作業(yè)區(qū)，導(dǎo)流壩下壓軟體排部分為1作業(yè)區(qū)，右緣防護(hù)加固部分為2作業(yè)區(qū)。

因為2作業(yè)區(qū)現(xiàn)處于枯水期，致使浮吊船很難進(jìn)到作業(yè)區(qū)，因拋石網(wǎng)兜主要應(yīng)用于水利工程的填、堵決口及堤岸防護(hù)工程中，具體劃分如圖1。

圖1 作業(yè)區(qū)劃分圖

此為長30 m、寬10 m，且每小格為2.5×2.5=6.25 m2的網(wǎng)格。

其是由聚丙烯繩索編制成，且強度高還具有較好的柔韌性等特點，使得網(wǎng)繩在兜裝石塊滑入或泡入河床時不容易被切斷，而且網(wǎng)兜的無固定形狀特點也使其更易貼近河的底部。本段材料講述的主要內(nèi)容是利用PP拋石網(wǎng)兜進(jìn)行拋投作業(yè)，在鎮(zhèn)腳、導(dǎo)流壩護(hù)底等方面用到的塊石總體積約為8.11×104m3。

3 網(wǎng)兜拋石前準(zhǔn)備工作

3.1 材料檢查

將擬選用的石料送至專門的機構(gòu)進(jìn)行性能測試，容重、抗壓強度以及軟化系數(shù)等方面均合格的石料產(chǎn)地可以作為供料場，提供石料保障。（1）被選用的石料一定是符合標(biāo)準(zhǔn)的，無論是抗風(fēng)化能力還是質(zhì)地方面均要達(dá)標(biāo)才行。一些帶有尖角或者是形狀呈條形的以及風(fēng)化石等不能用作石料。只有具備合理級配和孔隙率低的塊石才能被選用。（2）對塊石的要求是：質(zhì)地堅硬且不容易被水解，要擁有大于50 Mpa的抗壓強度，軟化系數(shù)更是要大于0.7且密度不得低于2.50 t/m3才行。塊石粒徑在0.20～0.40 m范圍內(nèi)，單重在20～40 kg/塊范圍內(nèi)。施工前，根據(jù)施工設(shè)計圖和浮吊船拋投覆蓋范圍將拋石區(qū)劃分成若干拋石小區(qū)，依據(jù)《長江水下平順拋石護(hù)岸施工規(guī)范》（DB32/T2947-2016），浮吊船拋投：根據(jù)具體的浮吊船的吊臂回轉(zhuǎn)、小區(qū)格的尺寸綜合確定區(qū)格尺寸，區(qū)格劃定后，繪制拋區(qū)區(qū)格圖。

每個區(qū)格中標(biāo)注高計拋石量以及編號。在區(qū)格中劃分小區(qū)格，小區(qū)格邊長招按1次起吊拋投覆蓋范圍確定，宜取2.5 m。為保證拋石的均勻性，每個小區(qū)應(yīng)分次拋足，設(shè)置固定斷面（除特殊情況外間距約100 m），拋石前后都要進(jìn)行測量，以此確定拋石的厚度是否達(dá)標(biāo)，每一拋石區(qū)的拋石量和整個拋石區(qū)拋石量合格率要達(dá)標(biāo)。拋石順序一般應(yīng)遵循“先遠(yuǎn)岸后近岸，先上游后下游”原則。

3.2 船機設(shè)備要求

對定位船的要求是重量在300 t以上的浮吊船；對拋石船的要求是：重量為300 t的深艙駁。

3.3 工程量計算

采用四聯(lián)單方式計算每艘船的拋石數(shù)量，即需要經(jīng)過承包人、拋石船以及監(jiān)理和運輸方四方的簽字確認(rèn)才可以。當(dāng)運載石料的船只進(jìn)入碼頭以后，監(jiān)理負(fù)責(zé)監(jiān)督計量符合標(biāo)準(zhǔn)的石料。依據(jù)規(guī)定的操作程序計量石料，確定石料裝載量。

驗收方的監(jiān)理，根據(jù)石料的質(zhì)量以及空隙率大小核對一次扣方量。石料拋投結(jié)束后，拋投方的監(jiān)理根據(jù)碎石塊的參與程度再進(jìn)行一次扣方，最終以雙方監(jiān)理核對的方量為標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量檢測方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，須經(jīng)作業(yè)人員的簽字確認(rèn)才算合格。

拋石作業(yè)前應(yīng)依據(jù)流向、流速及水深等計算出漂移距離。漂移距離計算公式如下：

公式中：Ld指的是拋石的水平落距（m）；

H指的是水深（m）；

Vc指的是表面流速（m/s）；

G指的是塊石重量（kg）。

對石料的計算是按照矩形方法（圖2），高度為1 m，上寬為2.15 m。

圖2 石料矩形圖

3.4 網(wǎng)兜拋石施工方法

（1）浮吊船上面裝載6個液壓（或電動）絞關(guān)控制和6根鋼纜，如此便可以很好地控制浮吊船的位移情況。對于船頭的主纜，其承受的是整個船只的下漂拉力，而船尾的鋼纜則可以起到固定船舶防治其位移的作用。船頭和船尾兩端的鋼纜都起著控制作用，兩端分別設(shè)置了開錨，以此控制船舶左右移動。還可以對船上配備的GPS-RTK系統(tǒng)進(jìn)行定位，進(jìn)而調(diào)整船體位置。

作業(yè)位置的確定，需要借助與作業(yè)位置對應(yīng)的岸上標(biāo)志進(jìn)行，因為拋石作業(yè)的位置在水中，水中無法確定具體位置。

檢測拋石厚度的依據(jù)和重要手段是固定斷面。作業(yè)前在設(shè)計圖上每90 m設(shè)置1個固定斷面。該項目進(jìn)行作業(yè)定位和水下地形測量的原理是GPS配合數(shù)字式測深儀，進(jìn)而達(dá)到均勻拋石的目的，以符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

浮吊船拋石區(qū)一側(cè)有效吊距內(nèi)（10 m）的甲板上，做好刻度，刻度間距為2.5 m，一共是4個。裝料船停靠以后，浮吊船吊起拋石網(wǎng)兜，將其運送至另一側(cè)，根據(jù)刻度進(jìn)行拋投作業(yè)。完成后再向另一側(cè)移動2.5 m的距離，如此往復(fù)進(jìn)行拋投工作。

（2）定位船進(jìn)行了準(zhǔn)確定位以后，在拋石區(qū)的另一側(cè)?？窟\石料的船只，把定位船左側(cè)作為停泊側(cè)，右側(cè)為作業(yè)區(qū)。已經(jīng)完成了鋪排護(hù)底工作的區(qū)域，如果在拋錨時采用傳統(tǒng)錨，會破壞護(hù)底結(jié)構(gòu)，應(yīng)該在需要的情況下，卸載原來的錨，用大塊的混凝土來保護(hù)護(hù)底結(jié)構(gòu)。

（3）拋填數(shù)量的控制。在具體的拋石作業(yè)中，應(yīng)用足數(shù)的拋石以確保作業(yè)達(dá)標(biāo)的同時，保證工程質(zhì)量。該工程控制拋石量的方法是“量方”，可以有效保證拋石作業(yè)的準(zhǔn)確性。對進(jìn)場的石料數(shù)量進(jìn)行有效控制，嚴(yán)格按照相關(guān)項目的規(guī)定，把控操作流程，以確定石料的裝載量。對拋填單元進(jìn)行合理控制，根據(jù)拋投石料船只的尺寸合理劃分網(wǎng)格，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的規(guī)劃要求，測量拋石區(qū)厚度以及水下地形，從而計算出拋投數(shù)量，編制拋石網(wǎng)格圖。

對拋石位置的確定需要利用GPS技術(shù)，以實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，并且能夠準(zhǔn)確記錄拋石路線及網(wǎng)格移動中心位置。

（4）在浮吊船拋區(qū)一側(cè)有效吊距內(nèi)（10 m）的甲板上，紅漆做刻度，2.5 m/刻度，共4個刻度。

計算浮吊船提前量。在實際定位之前，要先計算出提前量，以此保證石料能夠被拋投到準(zhǔn)確的位置。但在這一過程中，要充分考慮水流速度和方向等因素。

3.5 拋填順序控制

應(yīng)該對運料的船舶進(jìn)行長度、寬度及噸位方面的要求，以確保每個網(wǎng)格都能夠按設(shè)計量要求拋投到位，根據(jù)網(wǎng)格設(shè)計的拋石量，來制定拋石船的位移方案，同時指揮施工單位的作業(yè)人員進(jìn)行刮攬拋投工作，把拋投的實際情況和驗收數(shù)據(jù)進(jìn)行有效記錄，時刻將其與初始設(shè)計進(jìn)行比對，以此來保證每個網(wǎng)格都能被拋足、拋勻。

3.6 安全質(zhì)量控制

為有效預(yù)防機械傷害、機械故障等情況的發(fā)生，應(yīng)該配有專業(yè)人員對機械的關(guān)鍵部位進(jìn)行維修和保養(yǎng)。吊裝機械臂的下面不能夠站人，在實際的操作過程中，機械臂與架空線之間的距離應(yīng)該控制在合理的范圍內(nèi)，符合相關(guān)規(guī)定。機械設(shè)備應(yīng)根據(jù)其自身情況進(jìn)行防塵、防雨、防砸以及防噪音等裝置的安裝，且應(yīng)該在機械設(shè)備的周圍設(shè)置明顯的提示牌。規(guī)定運輸車輛不得出現(xiàn)超載、超高或酒后駕駛等情況，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)要嚴(yán)肅處理。對機器設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的管控，對不符合規(guī)定的設(shè)備予以禁止進(jìn)場，對場內(nèi)已有設(shè)備進(jìn)行幾種管控，聘用專業(yè)人員進(jìn)行定期的檢修與保養(yǎng)，對安全隱患進(jìn)行有力排查，及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。多機械進(jìn)行交叉作業(yè)時，應(yīng)該由專人采用旗語進(jìn)行交通指揮，按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。

4 總結(jié)

近年來，國家對航道的建設(shè)與發(fā)展問題提出了更高的重視，并對此項事業(yè)的發(fā)展予以了有力的政策支持。對各類航道施行高效的治理，可以有效加快開工建設(shè)的進(jìn)程，使得航道建設(shè)方面得到快速且全面的發(fā)展。網(wǎng)兜拋石是該項工程施工過程中用到的重要工藝，其已經(jīng)廣泛應(yīng)用于筑壩、護(hù)底及護(hù)岸等方面。根據(jù)工程項目施工要求的不斷提高，該項方案也應(yīng)該得到更好的實施與發(fā)展，以更好地滿足施工需要。