陳必文 陸 廣

（濱海縣水利工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇鹽城 224500）

1 概況

黃河北徙后，濱海縣海岸長期處于侵蝕狀態(tài)，六合莊段海岸位于廢黃河口與翻身河口之間，北接翻身河閘港堤，南接淤黃河閘港堤，平面上呈一直線狀，位置突出，是濱?？h海岸的節(jié)點(diǎn)。江蘇省的江海堤防達(dá)標(biāo)工程治理從1997年開始，六合莊段海堤治理被安排在全省首期海堤達(dá)標(biāo)工程項(xiàng)目中。設(shè)計(jì)方案歷經(jīng)反復(fù)，并由河海大學(xué)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)論證和完善，工程采用了國內(nèi)首創(chuàng)的管樁順壩和預(yù)制混凝土扭王塊體（亦稱鉤連塊體）壓護(hù)結(jié)構(gòu)。六合莊段海堤達(dá)標(biāo)工程完成后歷經(jīng)多年的汛期考驗(yàn)，基本能抵御設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下的風(fēng)暴潮侵蝕，取得了預(yù)期效果。但由于缺乏對侵蝕性海岸動態(tài)變化、動力條件和防護(hù)型式的觀測和研究，未能從根本上解決堤前灘面蝕降問題。

濱?？h六合莊段海堤于1999年按照防御50年一遇高潮位加10 級風(fēng)浪組合的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施海堤達(dá)標(biāo)工程建設(shè)，護(hù)坡工程堤頂及反弧墻頂高程7.0 m，堤頂寬8.0 m，迎水坡M15 灌砌塊石平臺高程2.6 m，寬5.0～6.0 m，平臺以上C20 混凝土護(hù)坡比1∶3，平臺以下為拋石護(hù)坡上加C25 混凝土扭王塊體壓護(hù)，坡比1∶4，坡腳為25.0 m 寬拋石護(hù)坦。保灘工程采用高強(qiáng)度管樁順壩方案，管樁順壩兩側(cè)拋石護(hù)底，管樁距岸邊60.0 m，管樁頂高程1.0 m，管樁直徑0.6 m，樁長為8.0 m 和10.0 m 兩種，管樁透空間距為0.4 m 和0.8 m，管樁兩側(cè)拋石底寬17.0 m，拋石厚度不少于0.7 m，管樁順壩南北兩端各建一道丁壩封口，頂面及外坡面采用每塊400 kg的扭王體進(jìn)行護(hù)面。

2 工程水毀情況及修復(fù)方案

2.1 工程水毀情況

由于六合莊段海岸是江蘇省侵蝕性海岸的典型，其灘面蝕降的速度明顯較別處海岸快，主要水毀情況有：

（1）工程區(qū)的丁壩毀壞嚴(yán)重

丁壩的主要作要是消減波浪對海岸的直接沖擊，經(jīng)十幾年的運(yùn)行，工程區(qū)內(nèi)丁壩表面扭王塊、壩體塊石被淘空、下沉和坍塌。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測，壩頭現(xiàn)狀頂高程不足-0.5 m，原設(shè)計(jì)壩頭頂高程為1.0 m 左右。

（2）灘面刷深嚴(yán)重

波浪在由外海向岸邊傳播的過程中，管樁前和堤腳前為波能集中處，受侵蝕最為強(qiáng)烈。原拋石護(hù)灘與管樁順壩之間以及管樁順壩前均為裸灘，加之丁壩回流渦旋作用，灘面下切速度很快。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測，堤前灘面大部分涮深至高程-3.5 m 左右。經(jīng)過十幾年潮水侵蝕，現(xiàn)狀灘面與1999年實(shí)施達(dá)標(biāo)防護(hù)時(shí)的灘面高程-1.2 m 左右相比，普遍刷深了-2.3 m 左右。

（3）部分堤段扭王塊護(hù)坡塌陷

部分塌陷段護(hù)坡上扭王塊均不同程度被打磨、缺損，底層塊石被凌亂地打散在扭王塊護(hù)坡及平臺上，其下露出達(dá)標(biāo)實(shí)施前的漿砌塊石護(hù)坡。

2.2 水毀修復(fù)方案

根據(jù)海堤侵蝕特點(diǎn)，如僅保主海堤，當(dāng)灘面被嚴(yán)重侵蝕以后，堤腳也將被淘空，主海堤必將又處于危險(xiǎn)之中。本著保堤先保灘及輕重緩急的原則，對樁號36+040～36+765 段總長約725 m 范圍內(nèi)的扭王塊護(hù)坡與管樁順壩之間的灘面進(jìn)行拋石加固。修復(fù)加固標(biāo)準(zhǔn)為：拋石加固后灘面高程不低于原海堤達(dá)標(biāo)防護(hù)工程所要求的-1.5 m，對于裸灘部位，拋石下設(shè)一層350 g/m2有紡?fù)凉げ肌?/p>

3 開泊船構(gòu)造及施工方案

3.1 開泊船基本構(gòu)造及工作原理

開泊船在澳門填海工程中使用非常廣泛，在濱?？h海堤工程施工中使用尚屬首次。本工程開泊般采用10 t 和15 t 兩種噸位船型，最低吃水深度為1.5 m。動力為柴油機(jī)，船身長12 m，船寬6 m，船體四周為氣壓倉，氣壓倉主要作用是承載塊石重量，且在塊石卸掉后船體不下沉、不傾覆，船體中間為實(shí)用船倉，長為4 m，寬為2 m，深1.3 m，實(shí)用船倉底部有兩塊鐵板卸門，兩側(cè)門寬各1 m，利用油壓拉臂向下打開或向上關(guān)閉，操作簡便。

開泊船在塊石裝載時(shí)，先將實(shí)用船倉底部兩側(cè)門封閉，因門四周縫隙透水，倉內(nèi)會有少部分水，可以用挖掘機(jī)直接將海運(yùn)船中塊石抓放至開泊船船倉內(nèi)，在運(yùn)至指定施工位置后，按下控制按鈕卸載，鐵板卸門從中間向兩側(cè)打開，塊石在自重的作用下沉入水中，船體受四周氣壓倉浮力作用，自動上浮而不下沉，然后再將底門關(guān)閉，從而完成塊石拋填。這與普通船只卸載原理不同，也是開泊船最大的特點(diǎn)。

3.2 開泊船施工方案

工程在開泊船施工裝運(yùn)塊石前，先將工區(qū)內(nèi)3 個(gè)丁壩處頂部塊石（與管樁相交處）挖開，形成缺口，方便開泊船進(jìn)出樁內(nèi)灘面水域，形成船運(yùn)循環(huán)通道，在塊石拋填全部結(jié)束后再將丁壩恢復(fù)。同時(shí)劃分施工段，在護(hù)坡平臺和管樁之間每相隔20 m 用彩繩橫向拉緊形成施工段，因管樁帽頂高程只有1.12 m，高潮時(shí)不能露出水面，可在相應(yīng)管樁處用高出管樁2 m以上的鋼管固定在管樁上，在鋼管頂部系彩繩與平臺相接。每個(gè)施工段分別用一條開泊船裝運(yùn)，便于計(jì)量。

本工程灘面塊石需拋填至高程-1.5 m，而開泊船最低吃水深度為1.5 m，所以在0.0 m 以上潮位即可施工，六合莊段正常高潮位在1.38 m，每潮水施工作業(yè)時(shí)間達(dá)4 h，經(jīng)測算，配置6 條開泊船，每天可拋石600 t左右。工程采用2000 t 位的海運(yùn)船從連云港裝運(yùn)塊石至施工地段，停泊在離海堤約500 m 處，用挖掘機(jī)將海運(yùn)船中塊石卸裝至開泊船上，每條開泊船從丁壩缺口處運(yùn)至各自預(yù)先用彩繩劃好的施工段進(jìn)行塊石拋填（見圖1）。管理人員分別對每個(gè)工段每條開泊船裝運(yùn)次數(shù)進(jìn)行記錄，并根據(jù)斷面圖測算出每段塊石方量，在塊石拋填量接近設(shè)計(jì)工程量時(shí)，立即進(jìn)行斷面測量，對拋填高程不足灘面位置，再用開泊船精確補(bǔ)填，確保工程質(zhì)量。

圖1 開泊船施工圖

4 開泊船拋石施工的優(yōu)勢

濱?？h樁周拋石傳統(tǒng)施工方案為沿主海堤方向每50～100 m 橫向搭設(shè)腳手架及施工平臺，至保灘工程管樁搭設(shè)縱向和橫向腳手架及施工平臺，塊石用汽車運(yùn)至主海堤卸下，然后用獨(dú)輪車將塊石推至施工地段，在低潮位用人工整平以達(dá)到工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。采用開泊船拋石施工的主要優(yōu)勢有：

4.1 施工進(jìn)度快

采用人工推塊石效率為12 t/d，一般搭設(shè)兩個(gè)主腳手，每個(gè)主腳手只能配置20 個(gè)人，每天可拋石480 t，加之搭設(shè)腳手平臺需4～5 d 時(shí)間（受潮汐影響），另外，因受陸路運(yùn)輸能力限制，不能保證每天都有塊石進(jìn)場，也會直接影響工程施工進(jìn)度。開泊船每天潮位在0.0 m 以上即可進(jìn)行水下拋石施工，而濱海縣平均高潮位為1.38 m，每天最少能施工達(dá)5 h 以上，配置6 條開泊船，每天可拋石600 t以上，除受風(fēng)浪影響外，3～4 d 可拋完一條海船裝運(yùn)的2000 t 塊石，所以采用開泊船拋石施工進(jìn)度快，可使工程提前半個(gè)月完成，有效地縮短工期。

4.2 安全系數(shù)高

搭設(shè)腳手架及平臺進(jìn)行拋石施工一般適合高程在-1.0 m 以上的灘面項(xiàng)目，考慮受潮汐影響，平臺高程須在3.5 m 以上，否則在施工中易受臺風(fēng)和寒潮影響致使腳手架及平臺損毀。而灘面高程在-3.5 m，與平臺之間凈高差有7.0 m，腳手搭設(shè)難度大，施工平臺穩(wěn)定性差，施工時(shí)易晃動，存在工人墜落、施工平臺坍塌等安全隱患，容易出現(xiàn)安全事故。開泊船水下拋石施工只要控制好船只不超載，不撞擊管樁和扭王塊體護(hù)坡造成船體氣壓倉損壞即可，安全性好。

4.3 管理模式簡單

按搭設(shè)腳手架進(jìn)行拋石施工方法，至少要組建三個(gè)施工隊(duì)，包括兩個(gè)拋石施工隊(duì)和一個(gè)腳手施工隊(duì)，人員多、組織難度大、管理模式復(fù)雜。而采用開泊船水下拋石施工，只需一個(gè)施工隊(duì)伍，一線施工人員較少，從而減少了施工管理難度。

4.4 施工質(zhì)量可控性強(qiáng)

搭設(shè)腳手架在拋石施工中會在縱橫腳手架處形成塊石堆積，腳手底部和腳手架之間出現(xiàn)塊石拋填不到位的情況，而灘面拋石頂高程設(shè)計(jì)為-1.5 m，最低潮位在-0.8 m 左右，人工無法對拋填后的塊石進(jìn)行整平，在腳手架拆除后，一旦局部施工段塊石量不足，無法再拋填塊石，易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。另外，對于人工無法施工的單體重量在120 kg 以上的塊石，還需作破鑿處理，使單體塊石重量得不到保證，而單體塊石重量對灘面拋石穩(wěn)定性影響較大，若塊石較輕則在長期的海潮作用下容易移動，形成水毀，從而影響工程質(zhì)量。

開泊船拋石施工不易出現(xiàn)塊石堆積現(xiàn)象，即使局部有塊石堆積，也無需人工整理，在海浪的作用下高處塊石會向低處移動，使裸灘拋石表層自動整平。即使局部施工區(qū)塊石達(dá)不到高程，拋石量不足，也無需搭設(shè)腳手架，開泊船可在高潮位直接進(jìn)行塊石拋填，施工質(zhì)量易控制，且塊石拋填過程全部采用機(jī)械施工，對于單體重量在120 kg 以上的塊石，因其體積大、穩(wěn)定性好，無需破碎，從而保證了工程施工質(zhì)量，水毀治理效果更好。

4.5 節(jié)約施工成本

傳統(tǒng)施工方法周期長，租賃鋼腳手費(fèi)用大，搭設(shè)和進(jìn)退場費(fèi)用高，人工費(fèi)增長過快（21 元/m3），搭設(shè)腳手架施工綜合單價(jià)達(dá)47 元/m3左右。本工程在9月初開工，臺風(fēng)和寒潮多，不確定因素多，施工中鋼腳手損壞大，必然會增加施工成本。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，從1998年實(shí)施海堤達(dá)標(biāo)工程以來，在樁周拋石施工中因臺風(fēng)或寒潮影響致使腳手架損壞或坍塌的索賠費(fèi)用占全部索賠費(fèi)用一半以上。開泊船拋石施工不僅沒有腳手費(fèi)用，而且減少了塊石陸上轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用，在臺風(fēng)和寒潮期間停工即可，拋石單價(jià)也僅為35元/m3，大大節(jié)約了施工成本。

5 結(jié)語

實(shí)踐證明，開泊船水下拋石施工作為一種新的施工方法，適合在近海深水灘面施工，且已取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了預(yù)期的施工技術(shù)效果。但也存在三點(diǎn)不足：一是吃水深度過大，在計(jì)劃實(shí)施的六合莊段二期工程中灘面設(shè)計(jì)高程為-0.5 m，抬高近1.0 m，增加了施工難度，但可采用開體船，其與開泊船原理唯一不同之處在于船體底部兩塊鐵板卸門向兩側(cè)平開，減少吃水深度達(dá)1.0 m，可以在淺水灘面施工；二是由于其他地段管樁順壩是連續(xù)不間斷的，船只無法從樁頂通過，致使施工通道過長，增加成本；三是在靠近管樁拋石時(shí)容易與樁相撞，造成船體氣壓倉損壞而下沉，存在安全隱患?？傊?，開泊船水下拋石施工在六合莊段海堤水毀修復(fù)工程中的成功應(yīng)用，對今后海堤水下拋石施工有很好的借鑒作用，也可推廣至內(nèi)河水下拋?zhàn)o(hù)塊石或袋裝土施工，應(yīng)用前景將越來越廣泛。