王茂枚　羅青　趙鋼　陳楠　劉曉兵

摘要：拋石護岸工程質(zhì)量檢測的主要方法是通過抽取檢測斷面，分析斷面上的測點增厚和斷面增厚是否達到設計要求來判斷斷面是否合格，而斷面抽取具有隨機性，這種隨機性會對水下拋石效果整體評價結(jié)論產(chǎn)生影響。選取長江鎮(zhèn)揚河段六圩彎道開發(fā)區(qū)段拋石護岸工程為研究對象，通過對比不同組斷面的統(tǒng)計結(jié)果，利用GIS（地理信息系統(tǒng)）空間分析技術分析不同組的檢測斷面如何影響拋石質(zhì)量評價。研究結(jié)果表明：相同的區(qū)域抽取不同的檢測斷面會得到不同的評價結(jié)論，欠拋率≤25%或≥50%的區(qū)域評價結(jié)論一致性高，而欠拋率位于25%～50%的區(qū)域，工程質(zhì)量評價易受欠拋區(qū)聚集與分布情況的影響，欠拋區(qū)越集中且順流方向分布，區(qū)域不合格評價的一致性越高;相反，欠拋區(qū)越分散并垂直岸線分布，區(qū)域合格評價的一致性越高。為確保評價的準確性，建議提升拋投工藝，盡量做到準確、均勻拋投，并增加拋石增厚的均勻度檢測指標。

關鍵詞：拋石護岸工程; 拋石效果評價; 欠拋率; 一致性; GIS空間分析; 長江鎮(zhèn)揚河段

中圖法分類號： TV523

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.11.024

0引 言

堤岸防護工程是中國大江大河防洪體系中重要工程措施之一，在防洪減災中發(fā)揮著重要作用[1-2]。堤岸防護工程有坡式護岸、壩式護岸、墻式護岸、生物護岸等多種形式，其中坡式護岸最為常見。坡式護岸以設計枯水位為界，上部為陸域護坡工程，下部為水下護腳工程。水下護腳工程按結(jié)構及材料不同又可分為拋石、沉枕、沉籠和沉排以及模袋混凝土（砂）等多種類型，其中拋石護岸工程因其施工靈活，操作簡單，價格低廉，能較好地適應河床變形等特點而被廣泛應用[3-6]。水下拋石作為隱蔽工程，拋石效果評價是護岸工程質(zhì)量控制的重點和難點，準確掌握和分析水下工程質(zhì)量狀況，對確保拋石護岸的施工質(zhì)量起到了重要作用[7-8]。

目前，水下拋石效果評價的總要求是“拋準、拋足、拋勻”，它的兩個主要質(zhì)量檢驗項目是測點增厚值和斷面增厚值。斷面和測點的生成要求是順水流方向20～50 m生成1個斷面，且每單元工程不少于3個斷面;每個斷面5～10 m生成1個檢測點。當測點增厚值≥75%設計值，水深流急區(qū)≥70%設計值;斷面增厚值≥70%設計值，水深流急區(qū)≥65%設計值時，測點和斷面檢測合格。當單元工程70%的斷面合格時，單元工程合格[9-10]。拋石護岸工程水下質(zhì)量評價的主要方法是：在工程區(qū)域上按照要求抽取斷面，通過斷面的測點增厚值和斷面增厚值是否達到設計要求來判斷斷面是否合格，但由于抽取的檢測斷面具有不確定性，所以根據(jù)斷面進行的統(tǒng)計分析結(jié)果也不唯一[11]。那么同一工程不同位置的檢測斷面，其統(tǒng)計分析結(jié)果會對工程拋石效果評價產(chǎn)生怎樣的影響還不明確。本文選取長江鎮(zhèn)揚河段六圩彎道開發(fā)區(qū)段拋石護岸工程為研究對象，按規(guī)范要求，利用南方CASS（南方地形地籍成圖軟件）生成若干組檢測斷面，對比每組斷面的統(tǒng)計結(jié)果，利用GIS空間分析技術分析不同組的檢測斷面是如何影響拋投效果的，以期為解決拋石護岸工程水下隱蔽工程質(zhì)量控制的重點和難點問題提供一定的科學參考。

1方案設計

1.1工程區(qū)概況

六圩彎道位于長江鎮(zhèn)揚河段，具有較明顯的彎道水流河床演變特征，即凹岸沖刷、凸岸淤積。由于主流長期貼凹岸，左岸近岸河床沖深，岸坡很陡，是長江下游重點防護岸段[12-14]。本次研究區(qū)位于六圩彎道五號丁壩-大運河口，長750 m，寬40 m，面積30 000 m2。將研究區(qū)劃分成20 m×150 m的單元工程（單元工程下文稱DQ），一共10個單元工程，其中DQ1～DQ5設計拋厚1.0 m，DQ6～DQ10設計拋厚0.8 m，研究區(qū)位置如圖1所示。

1.2研究方案

使用R2SONIC2024高分辨率多波束測深系統(tǒng)（用于2～500 m深度的水域，量程分辨率1.25 cm）對研究區(qū)塊石拋投前、后兩個階段進行全覆蓋掃測。以研究區(qū)起始里程0 m起，每30 m生成一條檢測斷面（斷面下文稱DM），每個單元工程生成5條檢測斷面，此為第1組檢測斷面，位置分布見圖2。以第1組檢測斷面為基礎，向右分別偏移5，10，15，20，25 m，共得到6組檢測斷面，位置分布見圖3。檢測斷面每2 m生成1個檢測點，對每組的檢測點增厚和斷面增厚進行統(tǒng)計分析。

2數(shù)據(jù)分析

2.1統(tǒng)計結(jié)果

本文對單元工程6組斷面的質(zhì)量評價結(jié)論進行統(tǒng)計（見表1），并對單元工程質(zhì)量評價的一致性進行分等級統(tǒng)計（見表2）。以單元工程質(zhì)量評價一致性達100%，80%和50%作為統(tǒng)計的節(jié)點，一致性達100%說明工程質(zhì)量評價結(jié)論一致，高于80%說明工程質(zhì)量評價結(jié)論相符性較好，低于80%說明工程質(zhì)量評價結(jié)論相符性較差。

由表2可見，80%的單元工程質(zhì)量評價的一致性都比較高，這說明斷面檢測分析法基本可以滿足水下工程質(zhì)量評價的要求。對于斷面隨機性影響比較大的剩下20%的單元工程則需要進一步分析。

2.2結(jié)果分析

為了更好地分析檢測斷面的隨機性是如何影響拋石效果評價，本文利用GIS空間分析技術[15]生成單元工程欠拋率（拋石增厚小于70%的區(qū)域占總面積的百分比）與評價一致性的統(tǒng)計表（見表3）以及研究區(qū)拋石增厚率（拋石增厚占設計拋厚的百分比）空間分布圖（見圖4）作為分析參考依據(jù)。

由表1可知，質(zhì)量評價一致性達100%的單元工程有DQ1、DQ5、DQ6、DQ7和DQ10。由圖4和表3可知，位于工程區(qū)上游的DQ1和DQ10欠拋率分別為80.5%和68.8%，且工程起始處有大面積的沖刷，拋石增厚效果差。位于工程區(qū)下游的DQ5欠拋率為54.4%，且欠拋區(qū)連接成片順流分布，導致單元工程整體不合格。所以不同的斷面對DQ1、DQ5和DQ10的質(zhì)量評價無影響，6組斷面單元工程質(zhì)量評價均為不合格。位于近岸的DQ6和DQ7拋石增厚效果較好，欠拋率分別為17.8%和21.9%，6組斷面單元工程質(zhì)量評價均為合格。質(zhì)量評價一致性位于80%～100%的單元工程有DQ4、DQ8和DQ9，欠拋率分別為32.0%，28.7%和28.5%，從圖4可以看出：DQ4欠拋區(qū)面積雖然不大，但欠拋區(qū)連接成片且順流分布，對大部分斷面都有影響，故不合格評價一致性較高。DQ8和DQ9欠拋區(qū)面積接近30%，但因為欠拋區(qū)不聚集且分布分散，小部分區(qū)域相對集中，但是是垂直岸線分布，所以它對斷面的影響較小，合格評價一致性較高。質(zhì)量評價一致性低于80%的單元工程有DQ2和DQ3，

欠拋率分別為25.7%和42.8%，從圖4還可以看出，DQ2欠拋區(qū)的面積雖然較小，但因為欠拋區(qū)相對集中，尤其A處欠拋區(qū)順流分布，影響的斷面比較多。DQ3欠拋區(qū)面積更大，區(qū)域集中且順流分布，相對DQ2拋石效果較差，不合格評價一致性更高。

綜上可知，拋石增厚效果好、欠拋率≤25%的區(qū)域，或者拋石增厚效果差、欠拋率≥50%的區(qū)域，斷面抽取的隨機性對區(qū)域的質(zhì)量評價幾乎沒有影響。對于有明顯拋石增厚、欠拋率介于25%～50%的區(qū)域，其質(zhì)量評價受欠拋區(qū)聚集與分布情況的影響。圖5展示了欠拋率介于25%～50%的區(qū)域欠拋區(qū)空間分布情況。

由圖5可以看出：DQ2、DQ3和DQ4欠拋區(qū)相對集中，連接成片且順流分布，區(qū)域不合格評價的一致性高;而DQ8和DQ9欠拋區(qū)分散，垂直岸線分布，區(qū)域合格評價的一致性高。

3結(jié)論及建議

（1） 工程檢測斷面抽取的隨機性對工程質(zhì)量評價的影響由工程欠拋面積的大小、欠拋區(qū)聚集與分布情況決定。

（2） 當區(qū)域欠拋率≤25%或欠拋率≥50%時，檢測斷面抽取的隨機性并未對其質(zhì)量評價結(jié)論產(chǎn)生影響。

（3） 當區(qū)域欠拋率介于25%～50%時，欠拋區(qū)越集中且順水流分布，工程不合格評價的一致性越高;相反，欠拋區(qū)越分散且垂直岸線分布，工程合格評價的一致性越高。

（4） 為減少斷面選取的隨機性對工程質(zhì)量評價的影響，建議提高施工工藝水平，增加工程拋石增厚的均勻度檢測指標，提升工程質(zhì)量檢測分析的準確性。

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（編輯：胡旭東）

Abstract：The main method for the quality detection of riprap revetment engineering is extracting the detection section，then analyzing whether the thickening of the measuring points and the sections meet the design requirements.But the randomness of cross-section extraction will affect the overall evaluation conclusion of underwater riprap effect.In this paper，the riprap revetment project in the development zone of Liuwei bend in Zhenjiang-Yangzhou reach of Changjiang River was selected as the research object.By comparing the statistical results of different groups of sections，the GIS spatial analysis technology was used to analyze how the detection sections of different groups affect the quality evaluation of riprap.The results showed that different detection sections in the same area would produce different evaluation conclusions.The consistency of regional evaluation conclusions was high when the riprap deficient rate less than 25% or greater than 50 %.While the riprap deficient rate was located in the area of 25%～50%，the engineering quality evaluation was easily affected by the aggregation and distribution of the riprap deficient area.The more concentrated the riprap deficient area and the distribution along the flow direction，the higher the consistency of the regional unqualified evaluation was.On the contrary，the more dispersed the riprap deficient area and the vertical shoreline distribution，the higher the consistency was .In order to ensure the evaluation accuracy，it was recommended to improve the riprap process，try to achieve accurate and uniform riprap，and increase the uniformity detection index of the thickening of the riprap.

Key words：riprap revetment project;rubble effect evaluation;GIS spatial analysis;riprap deficient rate;consistency;Zhenjiang-Yangzhou reach of Changjiang River