伏 洲， 周宏萍， 曹馳宇

(1.江蘇省水利建設(shè)工程有限公司， 江蘇 揚(yáng)州 225002； 2.南京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司， 江蘇 南京 210022)

1 工程概況

長(zhǎng)江干流江蘇段崩岸應(yīng)急治理工程為《長(zhǎng)江流域綜合規(guī)劃(2012—2030 年)》中長(zhǎng)江中下游干流河道治理的重要內(nèi)容，是國(guó)家172 項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程中“長(zhǎng)江中下游河勢(shì)控制和河道整治工程”的子項(xiàng)。該工程位于長(zhǎng)江干流江蘇段，治理河段總長(zhǎng)75.75 km。工程任務(wù)為，在既有岸線崩岸、沖刷劇烈區(qū)段，通過(guò)建設(shè)水上護(hù)坡和水下護(hù)腳工程進(jìn)行應(yīng)急治理，維護(hù)河勢(shì)穩(wěn)定，保障防洪及供水安全。工程主要建設(shè)內(nèi)容為護(hù)岸工程，一般采用平順拋石護(hù)岸方式[1]。筆者單位承建了南京市長(zhǎng)江干流江蘇段崩岸應(yīng)急治理工程施工六標(biāo)段，拋石工程總長(zhǎng)度2 090 m，采用賽克格賓護(hù)腳，拋石厚度1.5 m和0.5 m。賽克格賓厚度為0.5 m施工區(qū)域工程量為80 045 m3；厚度為1.5 m施工區(qū)域工程量為68 697 m3，合計(jì)總工程量為148 742 m3。

2 作業(yè)內(nèi)容和施工質(zhì)量影響因素

2.1 作業(yè)內(nèi)容

拋石護(hù)岸主要是通過(guò)選取粒徑大小合適的石塊，將塌陷區(qū)域沿深泓邊至河岸拋至成厚度適合的塊石層，將受到?jīng)_擊的河岸用塊石覆蓋完全，進(jìn)而提升其抗沖擊性能，保護(hù)原本河床上較為疏松的土質(zhì)不被沖刷殆盡，進(jìn)而起到保護(hù)堤岸、穩(wěn)固河勢(shì)的效用。

2.1 施工質(zhì)量影響因素

(1)拋石護(hù)岸主要是在江面上從事施工作業(yè)，極易遭受外界自然因素的干擾，影響施工質(zhì)量的因素較多。

(2)本項(xiàng)目建設(shè)主要位于水下甚至幾十米深的范圍，通過(guò)正常的視覺(jué)行為無(wú)法清晰地觀察，現(xiàn)階段只有通過(guò)雷達(dá)測(cè)深或多波束測(cè)深的檢測(cè)方式來(lái)對(duì)其施工質(zhì)量實(shí)施評(píng)定[2]。因此，在施工過(guò)程中必須強(qiáng)化過(guò)程質(zhì)量控制，嚴(yán)格控制石料選擇、生產(chǎn)性試驗(yàn)、粒徑、拋投方式以及順序等各個(gè)環(huán)節(jié)。

(3)結(jié)合本項(xiàng)目的施工質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn)，在拋石護(hù)岸施工質(zhì)量控制的各個(gè)環(huán)節(jié)中，除了要確保施工原材料的質(zhì)量外，重點(diǎn)要把握好“拋準(zhǔn)、拋?zhàn)?、拋勻”這3個(gè)環(huán)節(jié)。

3 拋準(zhǔn)是關(guān)鍵

平順拋石護(hù)岸項(xiàng)目主要是指根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，用石塊將塌陷的堤岸修復(fù)完整。最為關(guān)鍵的就是拋石的部位，應(yīng)準(zhǔn)確地將塊石拋投在設(shè)計(jì)規(guī)定的區(qū)域范圍內(nèi)，完全覆蓋塌陷區(qū)域[3]。

3.1 合理規(guī)劃施工區(qū)域，確保拋投精確度

通常狀況下，拋石護(hù)岸項(xiàng)目規(guī)模較大。為有效提高拋投的準(zhǔn)確性，可將項(xiàng)目劃分為若干小區(qū)域。區(qū)域范圍控制在50～100 m2為最佳，然后再結(jié)合設(shè)計(jì)拋投厚度和拋投工藝劃分成若干個(gè)小區(qū)格，逐一進(jìn)行編號(hào)，之后按編號(hào)逐區(qū)進(jìn)行拋投作業(yè)。施工前應(yīng)先在圖紙上將區(qū)域劃分好，之后直接根據(jù)圖紙進(jìn)行施工。

3.2 確定拋石的提前量

塊石在從江面落到江底的過(guò)程中，因水流的帶動(dòng)，塊石向水流方向移動(dòng)，因此在拋投前要計(jì)算出塊石的拋石提前量(漂距或落距)，以便得出拋石在水流的作用下所移動(dòng)的距離，確保拋投位置的準(zhǔn)確。水深越深，流速越大，那么水平落距就越長(zhǎng)，反之則短。

3.2.1 漂距試驗(yàn)

漂距是拋石施工中有效確保施工質(zhì)量最為關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，所以，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際區(qū)域的不同狀況由具體試驗(yàn)來(lái)確定出具體的漂距。一般在水面以下0.3～0.5 m位置用流速儀測(cè)量出相應(yīng)的流速，之后依次將粒徑為0.2 m、0.3 m、0.4 m、0.5 m、0.6 m的石塊通過(guò)線繩拴牢后拋至水中，測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而確定出投拋距離。

3.2.2 漂距理論計(jì)算

(1)拋石由水平面墜入水中，在河水流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的水平位移，通常將這部分沿水流方向產(chǎn)生的位移(忽略垂直水流方向位移)稱(chēng)之為拋石落距，其與拋投位置的河水深度、流動(dòng)速度、拋石重量及形態(tài)密切相關(guān)，具體計(jì)算公式為

(1)

式中：S為拋石水平落距，m；H為拋投位置水深，m；V為拋投位置水流速度，m/s；W為拋石質(zhì)量，kg。

(2)式(1)中V、H、W均為變量，通常依據(jù)下面的方式確定：流速V隨潮汐的變化而變化，在實(shí)際施工時(shí)定位船受河流速度的變化情況不太穩(wěn)定，通常選取漲潮后2～3 h內(nèi)測(cè)得的河流速度作為落距的典型流速；

(3)拋石質(zhì)量W和落距成反比，拋石質(zhì)量越大落距越小，相反則越大。在拋投時(shí)通常按照自上游向下游的順序進(jìn)行，所以粒徑較小的石塊在下方，粒徑較大的石塊在上方，滿(mǎn)足施工規(guī)范要求，所以用平均粒徑質(zhì)量來(lái)計(jì)算落距塊石質(zhì)量；

(4)因?yàn)橛蔀┟娴胶拥?，河岸是斜坡形式，水深H變化比較大，所以其落距也存在較大變化，在進(jìn)行拋投作業(yè)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際的水下地形狀況，由灘面至拋石底部選擇一些較為典型的位置測(cè)量其實(shí)際水深，并將其對(duì)應(yīng)的流速、落距計(jì)算出來(lái)；

(5)實(shí)際拋投時(shí)，拋石的提前量不僅要考慮落距，還要充分考慮石料船艙口與定位船之間的距離，進(jìn)行拋投時(shí)必須確保石料船和定位船相互平行。

3.3 測(cè)量、放樣、定位

拋石部位的精確性取決于定位的精確度。這就要求定位必須要準(zhǔn)確、穩(wěn)定，準(zhǔn)確主要是由測(cè)量定位船的位置實(shí)現(xiàn)的；穩(wěn)定主要是指確保定位船在水流、風(fēng)力等因素作用下不產(chǎn)生動(dòng)蕩、走位現(xiàn)象，同時(shí)能夠自由的進(jìn)行移動(dòng)。

(1)按照基準(zhǔn)點(diǎn)在較近的岸邊設(shè)定控制線，然后結(jié)合拋石提前量定位施工斷面；

(2)將樁與固定斷面樁按順序進(jìn)行編號(hào)，并插上斷面旗，確保與定位船具有開(kāi)闊的視線；

(3)在安置好斷面樁以后，就能夠把定位船移動(dòng)到施工區(qū)域?qū)嵤佸^定位；

(4)確定好定位船位置后，可將石料船靠于其上實(shí)施定位拋石；

(5)確保石料船與水流方向平行，并同時(shí)垂直于定位船；

(6)由項(xiàng)目區(qū)域的上游向下游逐步實(shí)施拋石作業(yè)。

4 拋?zhàn)闶腔A(chǔ)

拋石數(shù)量應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)拋投數(shù)量并滿(mǎn)足江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《水利工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)范》(DB32)及有關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求[5]。因此，確保足額、足量拋石，精確計(jì)量實(shí)際方量極為重要。一般計(jì)量控制方法主要通過(guò)人工量方的形式完成。該方法操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛，但也具有一定的缺陷，尤其是在噸位計(jì)量控制方面，虛噸位較大。

在長(zhǎng)江干流崩岸治理拋石護(hù)岸工程施工時(shí)，為有效確保拋石計(jì)量準(zhǔn)確性，相關(guān)部門(mén)運(yùn)用吃水線法進(jìn)行收方，并將其寫(xiě)入招標(biāo)文件中，詳細(xì)指出在工程施工中，拋石船務(wù)必要?jiǎng)澏ǔ运€，運(yùn)用吃水線進(jìn)行收方。

4.1 設(shè)置吃水線

(1)吃水線在船體4個(gè)部位劃定，主要為船體4個(gè)角部位。

(2)由于拋石船在狀態(tài)不同時(shí)其裝載能力存在一定差異，每個(gè)位置處的吃水線分3道，依次為空船、欠載及滿(mǎn)載狀況下標(biāo)示線，且3道線處于同一鉛垂線上。

(3)通常狀況下，一線指的是石料船常規(guī)狀況下裝載吃水線；二線是指在風(fēng)浪較大的氣候條件下，為確保運(yùn)輸安全的裝載線位；三線指的是船只在空船狀態(tài)時(shí)的吃水線位。

4.2 操作程序

(1)項(xiàng)目施工前，業(yè)主、施工、監(jiān)理單位(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“三方”)共同安排人員參加，分別對(duì)各船實(shí)施編號(hào)、登記，并劃定空船和滿(mǎn)載狀況下的吃水線位置，然后經(jīng)稱(chēng)重對(duì)各船的載重情況進(jìn)行核定，并將其作為該船后續(xù)的石料裝載標(biāo)準(zhǔn)。

(2)施工前，施工方調(diào)配、掛擋，監(jiān)理方進(jìn)行核驗(yàn)，三方共同對(duì)吃水線裝載狀況進(jìn)行查驗(yàn)。符合裝載線位就以核定噸位進(jìn)行收方，然后乘以1.7的系數(shù)，將其轉(zhuǎn)變成方量，以此來(lái)當(dāng)作首次收方數(shù)據(jù)。待吃水線檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)后，方能進(jìn)行掛檔作業(yè)。

(3)拋投作業(yè)時(shí)監(jiān)理必須要全程進(jìn)行旁站，對(duì)于期間存在的塊石夾帶碎石、泥土的現(xiàn)象實(shí)施扣方，跟蹤審計(jì)或者業(yè)主實(shí)施監(jiān)督。

(4)待拋投工作完成后，要三方一同參與質(zhì)量驗(yàn)收，著重檢查船倉(cāng)面材料拋投是否完全及空船線是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。待查驗(yàn)合格三方共同簽字確認(rèn)后，拋石船方可撤離施工現(xiàn)場(chǎng)；不能通過(guò)驗(yàn)收的，進(jìn)行適當(dāng)?shù)目鄯教幚怼?/p>

4.3 噸位的控制與核定

(1)在確定稱(chēng)重碼頭時(shí)，要全方位考慮其運(yùn)輸路線狀況，應(yīng)選擇較為方便的河岸邊。在進(jìn)行臨時(shí)碼頭建設(shè)時(shí)，運(yùn)用挖掘機(jī)和吊機(jī)相聯(lián)合的方式來(lái)實(shí)施過(guò)磅。

(2)在進(jìn)行過(guò)磅時(shí)，在吊機(jī)吊鉤位置懸掛20 kg電子秤，并在電子稱(chēng)下方懸掛方形料斗，通過(guò)挖掘機(jī)將石料裝入料斗，然后經(jīng)吊機(jī)將其裝入運(yùn)料船。

(3)裝船時(shí)，參建各方共同進(jìn)行監(jiān)督，詳細(xì)記錄每秤數(shù)據(jù)，并仔細(xì)觀察船體吃水狀況，確保裝載平衡，出現(xiàn)傾斜當(dāng)即調(diào)整；同時(shí)，嚴(yán)格控制裝載重量，在接近吃水線時(shí)，適當(dāng)調(diào)整裝載位置，確保每個(gè)部位吃水深度都能滿(mǎn)足要求，待完全和吃水線重合時(shí)，立馬停止裝載，并記錄線位，通過(guò)計(jì)算獲得總體噸位，并作為該船后續(xù)的核定噸位。

(4)吃水線收方線位一共存在4種形式，既“按一線頂收方、按一線底收方、按二線頂收方、按二線底收方”。裝載最大不能高于“一線頂”，最低不能低于“二線底”。

4.4 拋投過(guò)程扣方原則

在進(jìn)行塊石裝卸時(shí)，通常是通過(guò)挖掘機(jī)來(lái)進(jìn)行的，塊石中間難免會(huì)存在一些碎石、泥土等不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的石料，并且還會(huì)存在欠載及超載的狀況。鑒于此，通常運(yùn)用如下方式來(lái)進(jìn)行處理：

(1)欠載或裝載不平衡：收方人員嚴(yán)格測(cè)量石料船4個(gè)角的吃水深度，并將其和核定線位之間的差計(jì)算出來(lái)，然后結(jié)合4個(gè)位置的數(shù)據(jù)獲取平均欠載值，據(jù)此來(lái)實(shí)施扣方。如：一石料船裝載石料長(zhǎng)20 m、寬5 m、厚為10 cm，由計(jì)算得其方量為：20×5×0.1=10 m3；由推算出，如果該船吃水線欠載2 cm ,大致扣方2 m3。

(2)中間存在碎石、泥土等：如果石料中存在碎石、泥土和其它不符合標(biāo)準(zhǔn)的材料，則由監(jiān)理和業(yè)主根據(jù)實(shí)際狀況來(lái)進(jìn)行扣方。

(3)惡意碼方：如果出現(xiàn)肆意夾帶碎石、泥土和在石料中故意堆碼的狀況，將進(jìn)行嚴(yán)格處罰，嚴(yán)重時(shí)可整船不計(jì)重量，連續(xù)3次出現(xiàn)此類(lèi)狀況，將清除出場(chǎng)，并將該船前期所有運(yùn)料按總量的90%計(jì)。

4.5 拋投完成驗(yàn)收

(1)待拋投工作完成后，要三方一同參與質(zhì)量驗(yàn)收，著重檢查船倉(cāng)面材料拋投是否完全及空船線是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。待查驗(yàn)合格后，方可撤離施工現(xiàn)場(chǎng)。

(2)對(duì)于達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行扣方處理，通常按照每欠l cm扣除l m3的規(guī)定實(shí)施，連續(xù)3次不達(dá)標(biāo)，將所收方量進(jìn)行匯總以90%計(jì)，同時(shí)當(dāng)場(chǎng)警告；若連續(xù)5次不達(dá)標(biāo)，將清出施工現(xiàn)場(chǎng)。

5 拋勻是保證

塊石對(duì)河床覆蓋的均勻度必須符合規(guī)范的要求，在進(jìn)行拋投時(shí)，各定位船要配備專(zhuān)業(yè)的質(zhì)檢員、施工員以及監(jiān)理人員對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行把控。

5.1 質(zhì)量控制

(1)為有效確保塊石拋投的均勻性，在拋投作業(yè)時(shí)要切實(shí)根據(jù)小區(qū)格設(shè)計(jì)工程量實(shí)施控制。投料船不能太大，通常選擇載重量為200～300 t的浮吊船，塊石全部碼放于船體中央約8 m寬的甲板區(qū)域，為避免船只兩端空檔，運(yùn)用縱向控制法，沿水流方向10 m范圍進(jìn)行控制。

(2)在大風(fēng)或近岸存在回流的區(qū)域，石料船難以把控，相關(guān)技術(shù)人員要進(jìn)行嚴(yán)格指揮，將石料船移動(dòng)至適當(dāng)區(qū)域下錨，確保船只處于啟動(dòng)狀態(tài)，由船主親自掌舵，嚴(yán)格按指揮操作，進(jìn)而保證拋投滿(mǎn)足要求。

(3)在與水流垂直方位，各船相互掛檔拋投，為有效填補(bǔ)船底空白區(qū)域，二次掛檔時(shí)逐次橫向移位1.5 m，實(shí)際施工時(shí)運(yùn)用定位船與石料船相互平行進(jìn)行多次位移，令各小區(qū)格區(qū)拋投次數(shù)為3～5次，石料拋投總量不應(yīng)低于設(shè)計(jì)值的3%。

(4)靠近河岸水位深淺交界的區(qū)域，江水流動(dòng)性較差，拋石離散性較大，很難拋投均勻，所以可以在水位較低時(shí)通過(guò)人工進(jìn)行整平。

5.2 質(zhì)量檢測(cè)

(1)在施工方進(jìn)行測(cè)量作業(yè)時(shí)，順著拋石區(qū)域間隔20～50 m設(shè)置1個(gè)斷面，并將其作為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用GPS及測(cè)深儀實(shí)時(shí)參與施工，及時(shí)的對(duì)比拋投前后斷面變化，對(duì)拋石均勻度進(jìn)行詳細(xì)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏拋部位，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救。

(2)GPS主要用在網(wǎng)格劃定方面，因其高程相關(guān)性能處于研發(fā)過(guò)程中，在進(jìn)行水下?tīng)顩r測(cè)量時(shí)主要通過(guò)測(cè)深儀來(lái)完成[4]。但由于常規(guī)測(cè)深儀測(cè)試能力有限，所能產(chǎn)生的聲波極少，且對(duì)反射介質(zhì)較為敏感，無(wú)法穿透淤泥測(cè)試到能夠抵抗拋石沖擊的河深；通過(guò)GPS和測(cè)深儀在某些狀況下，無(wú)法全面說(shuō)明和對(duì)比拋投前后斷面情況，所以，還要通過(guò)插釬來(lái)探測(cè)河流深度，通常插釬選用釬徑為60 mm的鋼管，2m長(zhǎng)度處運(yùn)用螺口連接，探頭由15 cm×15 cm×0.5 cm的鋼板制成。在測(cè)深儀測(cè)量位置，通過(guò)探桿測(cè)試出水面和持力層之間的距離，從而分析出測(cè)深儀測(cè)量數(shù)據(jù)和河床實(shí)際狀況之間所存在的規(guī)律，更加真實(shí)、精準(zhǔn)地顯示拋投狀況。

6 結(jié) 論

該項(xiàng)目拋石質(zhì)量合格率超過(guò)了90%，優(yōu)良率達(dá)85%，實(shí)現(xiàn)了杜絕堤岸塌陷、穩(wěn)固河勢(shì)的目標(biāo)。對(duì)于長(zhǎng)江水域塊石拋投操作復(fù)雜、隱蔽性高的特點(diǎn)，重點(diǎn)抓好幾個(gè)方面的環(huán)節(jié)來(lái)確保工程施工質(zhì)量。

(1)平順拋石護(hù)岸項(xiàng)目主要是根據(jù)設(shè)計(jì)厚度，通過(guò)塊石拋投將河堤塌陷部位修復(fù)完整。所以，塊石拋投部位極為關(guān)鍵，其能否準(zhǔn)確、均勻的拋至設(shè)計(jì)位置是有效確保工程整體質(zhì)量的關(guān)鍵。

(2)事實(shí)表明，吃水線法收方運(yùn)用于河道治理項(xiàng)目中，成效顯著，有效避免了虛方、錯(cuò)方、漏方以及惡意摻雜等現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量綜合管控。

(3)實(shí)現(xiàn)塊石均勻、平整地覆蓋于岸坡上是保證拋石質(zhì)量的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。塊石拋投時(shí)必須完全根據(jù)小網(wǎng)格的相關(guān)規(guī)定實(shí)施綜合管控，進(jìn)而保證塊石拋投的均勻性和平整性。