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斜坡式防波堤多采用柵欄板、四角空心塊、四角錐體以及扭王字或者扭工字塊作為其護(hù)面塊體。如在水深較大處,采用以上幾種護(hù)面塊體的防波堤堤身斷面較大,拋石量大,造價較高。并且如果只采用以上一種護(hù)面塊體,將造成護(hù)面效果不理想或者無法進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工的后果。
本方案采用“日”字形空心方塊既作為堤身結(jié)構(gòu)又作為一種護(hù)面形式,其優(yōu)點如下:(1)結(jié)合直立式防波堤優(yōu)點,減小堤身斷面尺寸;(2)采用日字塊內(nèi)填石代替部分堤心石,減少堤心石拋填數(shù)量;(3)減少護(hù)面塊體使用數(shù)量;(4)使堤身順直、美觀并很好的與上部胸墻相結(jié)合。
日字塊結(jié)構(gòu)形式分為兩種:A型日字塊和B型日字塊,均為預(yù)制空心方塊,中間有隔墻,四壁設(shè)置消浪孔,高度均為3.37m。其中A型日字塊底部帶有兩個大趾,底面尺寸為7m×3m,重37t;B型日字塊底面尺寸為5m×3m,重30t。
施工準(zhǔn)備→堤心石及壓腳棱體石補(bǔ)拋→基礎(chǔ)整平→日字塊裝船運輸→日字塊安裝→驗收
(1)預(yù)制混凝土墊塊,用于支墊整平軌道。
(2)錨鼓設(shè)置:于防沙堤軸線外側(cè)100m,沿防沙堤軸線方向,每200m設(shè)置一對定位錨鼓。鼓墜采用扭王字塊,配置相應(yīng)的鋼絲繩及浮鼓,由GPS定位,方駁吊機(jī)安裝。
(3)沉降觀測:堤心石拋填過程中根據(jù)觀測成果確定堤心石頂面沉降預(yù)留量。
整平范圍為設(shè)計日字塊底面兩側(cè)各加寬0.5m,整平高程根據(jù)沉降觀測成果確定的預(yù)留沉降量決定。整平前,進(jìn)行堤心石測量,若出現(xiàn)連續(xù)大面積(50m2以上)標(biāo)高低于-300mm以下部位,需進(jìn)行補(bǔ)拋;若高出設(shè)計標(biāo)高,由潛水員搬至低處或整平范圍以外。
采用預(yù)制的混凝土塊作為整平墊塊,墊塊位于軸線兩側(cè)3.0m、間距約6m布置一塊,墊塊頂標(biāo)高加上整平軌道高度即為基床頂標(biāo)高。軌道兩端支在墊塊上,軌道高程若低于實際高程,其下部用10mm鋼板支墊。軌道高程允許偏差10mm。
潛水員在整平前先粗平,高于刮道的塊石搬于低處或軌道兩側(cè)。整平時塊石間不平整部位用二片石填充。整平允許偏差為±50mm。每一施工段整平完畢,按照2m一個斷面,在日字塊邊線、中心部位布置測點,進(jìn)行整平驗收。
(1)運輸:日字塊陸上在預(yù)制場由80噸汽車吊裝平板車運輸至碼頭,由碼頭前沿的80噸吊船卸車裝自航平板駁運輸,裝船數(shù)量按承載能力和倉容控制。日字塊運輸時下部支墊20cm木方,起吊過程中應(yīng)注意防止碰撞造成棱角損壞。
(2)安裝基線布設(shè):在堤身內(nèi)側(cè)設(shè)計日字塊安裝線以外30cm位置布置安裝基線。采用測繩布線,兩端用塊石壓牢?;€布設(shè)必須平直并經(jīng)常進(jìn)行校核。
(3)施工船舶駐位:采用80噸吊船進(jìn)行日字塊安裝,吊船上配套的頂推拖輪幫助吊船進(jìn)入施工區(qū)域,下兩個八字形后錨,另由配套的小艇將兩根前纜拴于浮鼓之上,垂直于堤軸線方向駐位。運輸日字塊的自航平板方駁由施工區(qū)域緩慢靠安裝吊船一側(cè),通過兩根纜繩牢固拴于安裝方駁的系纜樁上駐位。
(4)測量控制:最初安裝時采用GPS對日字塊軸線、里程進(jìn)行控制;待堤身形成一定規(guī)模后,可在已安裝好的日字塊上砌筑測量平臺,使用全站儀進(jìn)行測量控制及檢驗,確保精度更高。
(5)安裝:在起始塊以外30cm布設(shè)里程控制線,第一塊試安,其不能占據(jù)相鄰塊體位置。測量第一塊安裝位置,根據(jù)第二塊設(shè)計位置到第一塊試安位置塊體兩側(cè)的距離,采用木方現(xiàn)場制作木楔。以試安的第一塊為依靠,支墊木楔將第二塊按照設(shè)計及規(guī)范要求安裝就位。以第二塊為依靠,起吊第一塊,支墊木楔將其安裝就位。以后依此類推。日字塊安裝時,應(yīng)注意防止碰撞損壞塊體,安裝時底面必須與基床頂面一平,防止挫壞基床。
(1)日字塊基礎(chǔ)整平標(biāo)準(zhǔn):允許高差:±50㎜
(2)日字塊安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(見表1)
表1 日字塊安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
日字塊安裝時由起始里程計算軸線長度,且每塊日字塊寬度為3米,再根據(jù)塊數(shù)確定塊體之間平均安裝縫寬度。每次安裝前,對上次安裝最后一塊位置進(jìn)行測量,找出實際安裝里程與設(shè)計里程偏差,通過調(diào)整縫寬的方法逐步減少里程偏差,防止里程偏差累計而出現(xiàn)安裝縫大小不均。
(1)日字塊安裝之前,在堤身內(nèi)側(cè)設(shè)計日字塊安裝線以外30cm位置布置安裝基線。采用測繩布線,兩端用塊石壓牢?;€布設(shè)必須平直并經(jīng)常進(jìn)行校核。
(2)最初段日字塊安裝時,采用GPS進(jìn)行測量定位控制。日字塊安裝時,測量人員背GPS到日字塊上,測量并記錄塊體四個角點坐標(biāo),對日字塊軸線、里程和高程進(jìn)行控制,并校核每一塊日字塊位置,確保塊體前沿線順直。
(3)待堤身形成一定規(guī)模后,可在已安裝好的日字塊上砌筑測量平臺,使用全站儀對日字塊安裝進(jìn)行測量控制及檢驗,使用全站儀可以直接測量四個角點的軸線偏移、里程和高程,操作更容易,且精度更高。
(1)運輸保護(hù):日字塊為薄壁結(jié)構(gòu),為防止破壞構(gòu)件,在其起吊運輸時,先在其頂面安放起加固支撐作用的鋼架,使用木楔釘緊使其起到支撐保護(hù)日字塊的作用。
(2)塊內(nèi)填石保護(hù):日字塊安裝完成后,應(yīng)及時進(jìn)行塊內(nèi)填石工序,填石過程中應(yīng)做好日字塊的保護(hù)工作。a.拋石船平行于堤軸線駐位,堤外側(cè)先下兩口八錨,靠近堤側(cè)采用兩條纜繩系于日字塊上,船側(cè)增加護(hù)舷防止船體碰撞日字塊。b.塊內(nèi)拋石乘低潮進(jìn)行,人工指揮,長臂挖掘機(jī)拋填。施工中,挖掘機(jī)長臂盡量伸入塊體下方再將塊時拋入,避免塊石碰撞損壞日字塊內(nèi)壁棱角。
(3)安裝完成后保護(hù):日字塊安裝完成后,應(yīng)盡快進(jìn)行下道工序,防止堤身暴露過長,防止風(fēng)浪導(dǎo)致日字塊位移。
防波堤施工多采用堤身拋填塊石,結(jié)合護(hù)面塊體保護(hù)其成型,但本工程一改常規(guī)做法,其中一段嘗試采用安裝日字塊作為堤身,在工藝上屬于一種創(chuàng)新。小型塊體安裝對基礎(chǔ)整平要求較高,而該水域平時水流湍急,須盡可能在平流時施工,對潛水作業(yè)提出了很高的要求。因堤身離碼頭較遠(yuǎn),塊體安裝時需在已完成堤身上設(shè)置測量平臺進(jìn)行測量控制,而堤身沉降位移始終發(fā)生,因此需要經(jīng)常校核測量控制點以及經(jīng)常分析沉降位移數(shù)據(jù),對測量作業(yè)也提出了很高的要求。從工程竣工后效果來看,本段日字塊堤身無論從工藝設(shè)計上還是施工控制上都達(dá)到了令人滿意的程度。
[1]重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范 JTJ167-2—200.
[2]水運工程測量規(guī)范 JTJ203-2001.
[3]水運工程質(zhì) 量檢驗標(biāo)準(zhǔn) JTJ257-2008.