于學付，周 林，張雪嬌

（中國電建集團港航建設有限公司，天津 300467）

引 言

示例河道整治工程位于孟加拉達卡市南約35 km處帕德瑪河的Mawa渡口附近，整個工程分為南北兩岸，其中北岸河道整治區(qū)域長1.5 km，南岸長 11.5 km。主要的施工內容有干挖、干填、疏浚、土工袋拋填、塊石拋填、土工布鋪設、預制塊拋填和預制塊擺放等。工程處于孟加拉國濱海-河流沖積平原上，地勢平坦、開闊，海拔較低，平均海拔約0～11 m，區(qū)域地形以低洼泛洪平原為特征，覆蓋層深厚，主要土質為細粉砂，非常不穩(wěn)定。

圖1 護岸典型設計斷面示意

疏浚是本工程的第一道主要工序，絞吸船對原始地形進行開挖，形成滿足設計要求的邊坡，作為后續(xù)拋填施工的作業(yè)面。但由于上述土質原因，項目疏浚過程中多次出現(xiàn)滑坡，形成水下坑體，導致水下實際坡面低于設計坡面，缺方量巨大，最嚴重的一次滑坡導致水下缺方量接近10萬m3。圖2為多波束測量[1]數(shù)據(jù)在 Global Mapper中顯示的三維地形，平面和斷面示意見圖3。

圖2 水下滑坡三維地形

圖3 水下滑坡地形平面及斷面示意

1 方案選取

拋填施工必須在疏浚坡面滿足設計要求之后才能夠開始，鑒于技術規(guī)范坡面精度要求很高（±250 mm）且工期緊張，邊坡坑體的回填必須具有精確、穩(wěn)定性好的特點，必須避免回填超高導致絞吸船返工，且盡量利用項目現(xiàn)有的人員、材料、設備和軟件以節(jié)省費用和時間。

1.1 材料選取

項目中曾用于回填的主要材料有土工砂袋、65 kg編織袋（裝填疏浚沙）和疏浚沙。對比三種材料，項目確定使用65 kg編織袋（裝填疏浚沙）進行水下邊坡坑體拋填，其相對于拋填土工砂袋更為低廉，相對于直接回填疏浚沙形成的回填體更密實、穩(wěn)定，回填精度更可控。

1.2 設備選取

項目包含有土工袋拋填施工，土工砂袋拋填方法主要有人工拋袋、網兜拋袋和翻板拋袋等[2-3]，但由于規(guī)范對該土工袋拋填施工的厚度和平整度要求很高，拋填入水的土工袋會發(fā)生漂移[4]，上述方法無法滿足要求，為此，項目部開發(fā)改裝了帶有可調節(jié)導向架的土工袋拋填船舶。該船舶能夠利用導向架良好解決土工袋入水后受到水流影響產生漂移的問題，沉落在指定位置[5]。對于水下邊坡填補施工，該設備仍能發(fā)揮其優(yōu)勢，將65 kg編織袋良好拋填至指定位置。

1.3 軟件選取

為了匹配調節(jié)導向架的土工袋拋填船且能夠精準控制拋填量，所用的軟件必須能夠進行水下數(shù)據(jù)分析和批量進行填方量計算的功能。項目選用Global Mapper，該軟件具有上述功能且易于操作，在項目水下施工數(shù)據(jù)分析和展示方面表現(xiàn)良好。

2 施工工藝

2.1 工藝流程

該工藝主要包括人材機進場、測量、拋填圖表繪制和拋填船定位拋填幾部分內容，具體施工工藝流程如圖4所示。

圖4 施工工藝流程

2.2 拋填船定位系統(tǒng)

項目的拋填船舶安裝有“水上工程-自由行”軟件和GPS設備，“水上工程-自由行”軟件對GPS主機采集的數(shù)據(jù)進行綜合處理，實時顯示船舶位置，操作人員可通過對比船舶和拋填位置的實時關系，調整四個定位錨機，進行船舶精準定位。

2.3 拋填圖表制作

使用Global Mapper軟件展開拋填前測量數(shù)據(jù)，與設計坡面數(shù)據(jù)進行對比，利用軟件的“地形圖結合/比較”功能生成差分圖，確定水下滑坡區(qū)域具體的回填邊界，依照計劃使用拋填船舶的拋填側寬度對滑坡區(qū)進行區(qū)域劃分。

圖5 地形差分圖及分區(qū)示意

使用“網格創(chuàng)建”功能菜單，根據(jù)導向架每個拋填單元的長度和寬度，創(chuàng)建網格；每個網格均有一個“xx_xx”格式的編號，其面積均為一個拋填單元的面積；選中所有網格，在圖5地形差分圖的基礎上使用“計算填挖方”功能菜單批量計算網格對應區(qū)域的填方量。

將 Global Mapper創(chuàng)建的網格輸出為“*.dxf”文件，使用CAD軟件對該“*.dxf”文件進行適當調整，然后導入“水上自由行”軟件中即可用于拋填船水上定位。

將方量計算結果導出為“*.csv”文件，使用excel軟件對該“*.csv”文件進行編輯，形成一個和拋填網格完全對應的拋填表格。拋填表格中每個單元格對應一個拋填單元，每個單元格中為將方量進行換算得出的拋填個數(shù)。

2.4 拋填和測量

將“*.dxf”格式的拋填網格圖導入“水上工程-自由行”軟件中，施工人員通過船舶和拋填網格顯示的實時位置關系，調整四個定位錨機，使拋填船的導向架對齊拋填網格圖的對應位置；調整拋填導向架，使其底端盡量靠近坡面；沙船將疏浚沙運至拋填船側，挖掘機卸沙至拋填船；人工進行編織袋砂料裝填，鐵絲綁扎封口；人工將編織袋推進拋填導向架，下落入水；完成拋填表格在該位置的指定數(shù)量后，通過四個錨機，移動船位至下一拋填位置，重復上述步驟。

單個分區(qū)拋填完成后，使用多波束進行水下測量，將多波束數(shù)據(jù)導入到Global Mapper中分析坡面拋填效果，重復算量和制表過程，再次拋填進行坡面修整。施工過程中應頻繁進行局部多波束測量，監(jiān)測水下情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，保證坡面質量。

2.5 拋填效果分析

拋填結束后，使用多波束對整個水下邊坡填補區(qū)域進行測量，將測量數(shù)據(jù)導入到 Global Mapper軟件中分析拋填效果。由拋填后坡面三維地形圖可知，水下坑體已近完成了填補，形成了設計坡面要求的形狀；由拋填后坡面與設計面對比斷面（圖6）可知，拋填后的水下邊坡斷面線幾乎與設計坡面斷面線重合，拋填后的水下邊坡良好滿足設計要求。

圖6 拋填后坡面與設計面對比斷面示意

3 結 語

河道整治項目使用文中水下邊坡填補的施工方法，完成了由于滑坡導致的水下邊坡坑體填補，除此之外，該方法還被項目運用于疏浚超挖區(qū)域和水流沖刷區(qū)域的邊坡填補，表現(xiàn)效果良好。由于該方法使用了項目自有的帶有導向架的拋填船、更為低廉的編制袋、疏浚施工排放的疏浚沙和當?shù)刎S富的人力資源，所以大幅度降低了水下邊坡的填補成本；又因為該方法的拋填定位精度高、拋填落點精確、拋填數(shù)量控制準確等特點，能夠一次性形成滿足設計要求的坡面，不會出現(xiàn)超高區(qū)域，避免了挖泥船返工進行修坡，節(jié)省了工期。