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        基床拋石在防波堤施工中的應(yīng)用

        2012-10-24 12:08:08郭云爽
        黑龍江水利科技 2012年11期
        關(guān)鍵詞:施工

        郭云爽

        ( 新疆水利電力建設(shè)總公司,烏魯木齊830000)

        1 項(xiàng)目概況

        新疆某河流主防波堤為重力式直立堤,其中接岸段( AB)由于巖層埋深較淺,清除淤泥后在上面直接現(xiàn)澆混凝土平臺(tái)及擋浪墻,防浪墻底端設(shè)置觀海平臺(tái)。其余段采用沉箱重力式結(jié)構(gòu),根據(jù)水深及地質(zhì)情況,采用暗基床。先清除淤泥,然后拋填10 ~100 kg 塊石,基床底寬為20 m,基槽邊坡坡度為1∶3。上部安裝沉箱,底板厚為400 mm,側(cè)壁厚350 mm,隔板厚200 mm,沉箱上部現(xiàn)澆混凝土胸墻和擋浪墻,擋浪墻頂高程為5.5 m,胸墻頂高程均為3.5 m。

        本工程在施工總體部署上,力求管理簡(jiǎn)潔有序,工藝流程合理,為工程質(zhì)量和進(jìn)度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。主防波堤工程施工包括主堤和附堤兩部分,其中主堤部分主防波堤335.5 m,基槽開挖?;靥钍细饔?jì)約2.9 萬m3。機(jī)床面夯實(shí)整平面積約4 469 m2,回填石料主要通過水運(yùn)到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行回填。結(jié)合工程的相關(guān)設(shè)計(jì)要求,本工程采用沉箱重力式結(jié)構(gòu),前期施工的關(guān)鍵是基槽開挖清淤,基床拋填夯實(shí)和整平工作,中期主要為沉箱安裝,后期主要進(jìn)行胸墻澆筑。在整個(gè)施工過程中,我們將根據(jù)各階段施工的特點(diǎn),采取不同的措施,確保施工進(jìn)度和質(zhì)量達(dá)到目標(biāo)要求。本工程施工工期較短,各施工階段投入較大,拋填采用網(wǎng)絡(luò)拋石船進(jìn)行。在總體施工安排上,盡可能采用成熟的施工工藝,以確保工程的質(zhì)量和施工進(jìn)度。

        2 水下開挖技術(shù)

        基槽開挖從主堤與附堤交接部分進(jìn)行施工,以50 m 為一個(gè)施工分段,按自西向東階段推進(jìn)進(jìn)行施工。本工程基槽將采取水上開挖,開挖采用3 m3抓揚(yáng)式挖泥船,同時(shí)配備自航式泥駁。船只八字錨定位后,按施工段進(jìn)行挖泥施工。對(duì)主堤段開挖采取由西側(cè)向東側(cè)、縱向從海向岸進(jìn)行,以50 m 為一個(gè)施工分段。由較低標(biāo)高至較高標(biāo)高,采取逐層加深加寬的方法,挖成臺(tái)階形,對(duì)于邊坡段任其自然坍落成設(shè)計(jì)坡比。對(duì)于BC、CD、DE 段開挖采取先中間后南北方向階梯式開挖。挖出的土方直接裝上泥駁,運(yùn)到指定拋泥點(diǎn)排放。附防波堤開挖采取由海側(cè)向陸側(cè)、橫向從西向東進(jìn)行。挖泥采用導(dǎo)標(biāo)法及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS 自動(dòng)定位系統(tǒng)配合,定位精度高。由于水下開挖,標(biāo)高控制不是很直觀,挖泥船作業(yè)時(shí)采用測(cè)桿或是測(cè)深砣,以5.0 m 一個(gè)斷面,控制挖泥深度。

        挖泥船就位完畢后,泥駁靠上,按照挖泥船上指示區(qū)域進(jìn)行排抓,排抓時(shí),要注意其合理性,防止倒抓和漏抓現(xiàn)象,相鄰船地要壓半抓。泥駁裝至額定數(shù)量后,自航至指定拋泥地點(diǎn)進(jìn)行拋泥。挖泥過程中,施工技術(shù)人員和測(cè)量人員應(yīng)隨時(shí)根據(jù)挖泥位置,挖泥標(biāo)高和挖出的土樣來核對(duì)土質(zhì)標(biāo)高與地質(zhì)勘察資料是否吻合。如果不符,及時(shí)通過監(jiān)理與設(shè)計(jì)和業(yè)主溝通,商量解決辦法。開挖的棄土必須按海管區(qū)和有關(guān)部門要求拋至規(guī)定的拋泥區(qū)內(nèi),嚴(yán)格按國家海洋局管區(qū)規(guī)定的區(qū)域進(jìn)行拋泥。施工中必須填寫詳細(xì)施工記錄,包括挖泥船及泥駁注冊(cè)號(hào),施工位置及泥土類型,挖泥標(biāo)高,挖泥船裝駁時(shí)間,泥駁航行,拋填返回到達(dá)挖泥船的時(shí)間等。

        3 基床拋石

        根據(jù)設(shè)計(jì)要求,基床開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,呈倒梯形狀,拋石基床頂標(biāo)高為-4.5 m 和 -3 m,基床總長(zhǎng)350 m。機(jī)床拋石采用10 ~100 kg 塊石,基床頂整平材料采用5 ~10 kg 的級(jí)配二片石,基床面整平材料采用粒徑20 ~40 mm 的級(jí)配碎石?;埠穸葟?.0 ~3.3 m 不等,基床拋石量為2.9 萬m3。整個(gè)拋石基床施工流程見圖1。

        圖1 拋石基床施工流程圖

        3.1 基床拋石施工技術(shù)

        基床拋石平面施工順序與基槽挖泥相同,基槽開挖自西向東進(jìn)行施工,以50 m 為一個(gè)施工分段。只是滯后基槽挖泥約50 m,即一個(gè)施工段。拋填根據(jù)基床挖泥完成進(jìn)度進(jìn)行,在施工段對(duì)應(yīng)位置設(shè)置導(dǎo)標(biāo)。先拋較深部位,DE170 m 范圍,基本拋填到-4.5 m 標(biāo)高后,再拋填BC、CD110 m 范圍,拋填到-3.0 m 標(biāo)高后,對(duì)拋填厚度>2.0 m 的部位進(jìn)行重錘夯實(shí),然后采用粒徑相對(duì)比較小的塊石拋填?;矑伿疽鈭D見圖2。

        圖2 基床拋石示意圖

        1) 船舶駐位選用800 m3可自拋卸運(yùn)石船兩條進(jìn)行網(wǎng)拋。拋填時(shí),方駁自出石碼頭裝船完畢后,自航至施工位置,帶纜于海上布設(shè)的浮鼓上及岸上的帶纜點(diǎn)上,垂直于基槽駐位,采用GPS 精確定位。用船上自帶的10 t 吊機(jī)進(jìn)行拋填。

        2) 施工分段采取基床拋石分段同基槽挖泥,即大約每50 m 為一個(gè)施工段。在施工工藝選取上采取基床拋石前,同時(shí)對(duì)基槽進(jìn)行檢查,通過利用潛水員進(jìn)行基槽插泥驗(yàn)槽工作。本項(xiàng)目驗(yàn)槽范圍原則上每10 m 一個(gè)斷面,每5 m 一個(gè)點(diǎn)插探,插探寬度取基床應(yīng)力擴(kuò)散線范圍。潛水員在水下以“之”字型行走,當(dāng)回淤沉積物厚度>0.2 m 時(shí)加以清除。如未有上述情況發(fā)生,可進(jìn)行基床拋石工作。

        拋石施工時(shí),采取先拋頂標(biāo)高為-4.5 m 基床,待交界處拋填至標(biāo)高后再拋填-3.0 m 基床。拋石方駁橫跨在基床上并由4 根錨纜固定,利用GPS 進(jìn)行精確定位。施工水域水流速不大,但實(shí)際拋填前需要通過試拋,求證出海流、水深對(duì)石塊下落偏移距離三者之間的關(guān)系,并確定每次移船間距。拋填過程中,要勤測(cè)標(biāo)高,即拋前、拋后都要摸水。摸水時(shí),采用梅花型摸水方式以防欠拋、超拋。每船拋填完畢進(jìn)行下一船拋填時(shí),要進(jìn)行搭接處的水深測(cè)量工作。

        3) 拋填驗(yàn)收處理。對(duì)于本項(xiàng)目每段拋填結(jié)束后,要進(jìn)行該階段的水深測(cè)量。測(cè)量時(shí),采用專門測(cè)量船,每5 m 一個(gè)斷面,2 m 一個(gè)測(cè)點(diǎn)施測(cè)。驗(yàn)收時(shí),重點(diǎn)檢查坡肩和頂面標(biāo)高,當(dāng)頂面標(biāo)高與施工控制標(biāo)高<500 mm 部分面積>30 m2時(shí),應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)拋處理。

        3.2 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)保證措施

        為了有效地確保本項(xiàng)目施工質(zhì)量,必須對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)采取嚴(yán)格的控制處理;同時(shí)對(duì)每個(gè)工藝驗(yàn)收落實(shí)嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),本項(xiàng)目具體采取的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表1。

        表1 拋石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表

        對(duì)基床拋石施工技術(shù)上要求基床頂寬不得小于設(shè)計(jì)寬度,基床頂面及分層拋石基床的上下接觸面不應(yīng)有回淤沉積物?;矐?yīng)分層分段夯實(shí),每層厚度宜大致相等,夯實(shí)后厚度≤2 m,若夯擊能量較大時(shí),分層厚度可適當(dāng)加大,分段夯實(shí)的搭接長(zhǎng)度≥2 m。夯實(shí)前,應(yīng)對(duì)拋石面作適當(dāng)整平,其局部高差≤300 mm??刹捎弥劐N夯實(shí)或爆炸夯實(shí)法。基床整平的種類、允許偏差、整平范圍和用料等應(yīng)嚴(yán)格按《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》JTS167—2—2009 執(zhí)行,明基床外坡應(yīng)進(jìn)行理坡。基床頂高程應(yīng)預(yù)留地基沉降量約10 cm。

        另外,為了有效地確保各個(gè)施工工藝的質(zhì)量,對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)落實(shí)全面的質(zhì)量保證措施。本項(xiàng)目具體采取施工質(zhì)量關(guān)鍵控制措施如下:①拋石前插探基槽,回淤沉積物必須清除;②嚴(yán)格控制石料質(zhì)量、規(guī)格選用干凈、堅(jiān)固、無風(fēng)化、無雜質(zhì)、無裂紋、不呈片狀的10 ~100 kg 塊石,單塊石料的最大尺寸和最小尺寸之比≤3,防止過大塊石造成局部拋高。石料在水中侵透后的強(qiáng)度≥50 MPa;③勤測(cè)水深,防止漏拋或高程差過大,注意接茬部位的處理,以免漏拋或拋高,測(cè)量點(diǎn)間距要<1 m,測(cè)量采取GPS 定位水位水深,并用全站儀測(cè)量船校核。

        3.3 拋石置換深度檢測(cè)

        拋石置換深度是保證圍堤穩(wěn)定的重要條件,因此對(duì)防波堤基床采取拋石后應(yīng)當(dāng)對(duì)其采取拋石置換深度檢測(cè)。爆炸處理后拋石置換落底標(biāo)高誤差為+0 ~-1.0 m,填石落底寬度要求0 ~2.0 m。拋石置換深度檢測(cè)有多種方法,本工程檢測(cè)采用:

        1) 體積平衡法。嚴(yán)格統(tǒng)計(jì)拋填方量,測(cè)量爆炸前后縱斷面,按如下原則定:在0 +899.20 m ~1 +000 m 段,每10 m 進(jìn)行一次體積平衡,預(yù)測(cè)堤身落底情況;在1 +000 m 以后段,根據(jù)前段體積平衡提供的數(shù)據(jù),每10 ~30 m 進(jìn)行一次體積平衡。根據(jù)體積平衡分析結(jié)果,施工中要及時(shí)調(diào)整拋填量與爆炸處理參數(shù)。

        2) 爆破前后堤頂沉降測(cè)量。在開始300 m 段內(nèi),測(cè)量爆破前后堤頂沉降量,每5 m 一個(gè)點(diǎn)測(cè)量累積沉降量,當(dāng)累積量大于淤泥厚度,或兩者基本相當(dāng)時(shí),爆破擠淤深度基本能夠保證。

        3) 鉆孔檢測(cè)。爆填堤心石后鉆孔抽檢,按橫斷面布置鉆孔,每200 m 一個(gè)斷面( 典型施工段50 m 一個(gè)斷面) ,每個(gè)斷面布置1 ~3個(gè)鉆孔,且3個(gè)鉆孔的斷面不小于總斷面的50%,鉆孔布置在軸線和兩側(cè),并深入泥石混合層底面以下≥2 m,爆炸后的基礎(chǔ)泥石混合層厚度≤1.5 m。鉆孔檢測(cè)結(jié)果作為最終堤身斷面驗(yàn)收的依據(jù)。

        4 結(jié) 語

        文章通過結(jié)合河堤中的防波堤施工實(shí)例,提出該項(xiàng)目中所采取的水下開挖及其基床拋石施工技術(shù)措施,從工程實(shí)踐中總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出提高施工質(zhì)量的關(guān)鍵措施,有效地指導(dǎo)同類工程施工。

        [1]黎界平,許四發(fā). 平臺(tái)式基床拋石整平船及施工工藝的開發(fā)[J].水運(yùn)工程,2006,28(12) :118 -119.

        [2]許寶忠.集裝箱重力式碼頭基礎(chǔ)基床拋石施工控制分析[J].技術(shù)與市場(chǎng),2011,27(10) :31 -33.

        [3]楊智旭,顧寶鍵,翟國鋒. 水下爆夯在碼頭拋石基床中的應(yīng)用[J].珠江水運(yùn),2012,32(11) :78 -79.

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