水下抛石护岸施工方案.docx
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水下抛石护岸施工方案
珠海市西区海堤白蕉联围达标加固工程
新八顷险段加固工程
水下抛石护岸施工方案
批准：
审核：
编制：
编制单位：
广东省水电三局珠海市西区海堤白蕉联围新八顷险段加固工程项目经理部
编制日期：
二〇一〇年六月
一、工程概况
新八顷险段是珠海市西区海堤白蕉联围东堤内的一个堤段，北起金湖钢厂码头附近，南至东南卡水闸，全长1.9km，合同工期212个日历天。
该工程的任务是解决堤身及岸坡自身稳定问题和解决防冲问题，使新八顷险段不再发生险情，满足50年一遇的防洪要求，达到达标加固的目的，与整个白蕉联围所有堤防一道，共同捍卫白蕉联围的安全。
本工程水下抛石工程量约为31.8万m3，拟选用100～200T驳船3艘，运输能力完全能够保证施工需要。
抛石施工受水位、流量、流速、流向、冲距、航运等因素的影响，为了保证抛投块石的进度和质量，拟采用1艘200T定位船分区分段进行网格抛投，根据施工现场的条件，将块石用驳船运至施工现场抛投水域范围后采用挖掘机抛投，由专职施工人员进行抛投指挥，同时搞好安全施工。
每个断面从江心向岸边，先脚后坡，但对崩坍较快的地段宜由近至远，先坡后脚，连续施工，突击完成。
二、水下抛石护岸施工
抛石前准备→抛石前测量→铺设土工布→抛投试验→定位船定位→抛石船挂档→挖掘机抛投→抛后测量检查→合格后移到下一抛投位置。
1.抛石前准备
器材设备准备。
测量仪器：
G.P.S、全站仪、回声仪、流速仪、测绳、皮尺、标旗等；定位器材：
200T定位驳船1艘、铁锚、钢丝绳、铰车和铁丝等；安全设备：
救生圈、救生衣、导航标、灯、扩音喇叭等和其它一些必需设施。
2.水下地形测量
（1）抛前水下地形测量
在施工前进行抛前水下地形测量报监理工程师审批。
（2）施工小区（网格）划分
采用GPS全球定位测量系统及海洋成图软件对抛石区水下地形测量后，绘制出水下原始地形图，其水下断面测量的比例为1：
200，沿堤轴线方向50m测量一横断面，测点的水平间距控制在2m内。
根据测量成果对抛投区进行划档分格，绘制小区抛投网络图，抛石网格拟采取10m×10m的小网格比较合适。
且能够满足一次性抛投到位的要求。
局部岸线不顺直的地方可采用变网格，但其网格大小不能超过20m×10m，各网格的抛投量应根据图纸按网格上下断面方向的平均值求得按抛投断面计算出每个抛投小区的抛石数量，并对小区进行统一编号，报监理工程师核实后，作为抛石施工依据。
（3）测量、放样
由于抛石施工位置是位于水中，无法在水中确立施工位置，因而需在与施工位置对应的岸上设立标志，以确定施工位置。
①测量放样方法
a.在抛区附近的岸边，根据建设单位提供的控制点，采用前方交会或后方交会的方法在岸上测设一点，由此点放出施工基线
b.根据测设的已知点设立一条正基线（平行于抛区长度方向）或斜基线（不平行于抛区长度方向）。
c.在基线上根据各施工小区的长度划分放出各基线桩。
d.由基线桩上测设出各断面桩（方向桩），方向桩应垂直于抛区长度方向。
②测量放样技术要求
a.测量放样放出的基线桩与方向桩应与定位船通视良好。
b.测量采用红外线测距仪。
c.利用测设点作控制点，采用极坐标法放出基线桩和方向桩，桩位距离误差小于5mm。
3.铺设土工布
铺设土工布在低水位进行，此时流速较小，满足潜水员水下操作。
铺设时先从坡顶向坡脚方向铺布，每块土工布沿水流方向长度10m，长度按坡长再外延至坡脚堆石体确定。
铺布方法，采用潜水员水下滚铺进行铺排，为了确保排体搭接好，要做好水下录像，以备技术人员检查确认质量是否达标。
具体做法：
将成卷土工布由垂直于岸边向河流中心方向滚动，一边展开一边立即用大块石或砂袋压布固定，直铺至坡脚后再自坡顶铺设相邻土工布，依次往复，直至铺完每个单元土工布。
每块土工布的搭接宽度不得小于1.0m，以确保土工布的衔接。
铺布前，先在下游断面预抛一定数量的大块石或砂袋，以便固定土工布使用。
第二单元的压布大石，可通过上一单元的超抛块石来解决。
所有铺布及压布施工，均由潜水员水下操作完成。
考虑到抛石的准确性较难，每单元的铺布宽度应适当加宽，以避免因上一单元的抛石影响下一单元的铺布工作。
4.抛投试验
用流速仪和回声仪测量施工部位的水流流速V和水深H，并对试抛块称重W，量测出石块的落距S，点绘S与VH/w1/6的曲线，推算出冲距公式S=kVH/W1/6中的系数K值。
5.定位船定位
（1）定位船选用
本工程拟投入1艘450t钢质定位船，定位船设备状况良好，并配有专业操作人员。
（2）定位
船锚、缆的选用
使定位船定位准确、牢固，首先必须选用合适的锚具及锚缆。
a.锚具：
上游锚选用1000kg重的锚，下游锚选用600kg重的锚。
b.锚缆：
二根上游缆和二根下游缆选用Φ21.5以上的锚缆。
（3）抛锚顺序及定位船抛锚定位
a.定位船的抛锚顺序为：
外上游主锚→里上游锚→里下游锚→外下游锚。
外上游主锚里上游锚滩
⊕⊕
外下游锚里下游锚地
⊕
定位船抛锚示意图
b.冲距（漂距）的确定
块石在抛到江底过程中，因水流的带动，块石向下游移动，因此在抛投前要计算出块石的冲距，以便算出抛石在水流的作用下，所移动的距离，确保抛投位署的准确。
抛石冲距经验公式为：
S=0.8VoJ/W1/6。
S—冲距（米）
Vo—水面流速（米/秒），测速仪测定抛投点水面流速。
H—水深（米），用测深仪测定抛投点水深。
W—块石重（kg），施工中可采用代表块石重量测算。
c.定位船抛锚定位
定位船锚抛好后，即可进行定位，先将定位船移至要抛投的断面，测出流速和水深，计算出冲距（漂距），冲距加装石船头空白区距离为定位船的提前量，利用经纬仪进行精确定位。
使定位船下游侧舷边所拴装石船块石位置与入水后需抛投的位置相对应。
定位船采用双八字锚进行定位，定位船的稳定性是定位作业的关键。
可采用同一抛石区使用一艘定位船定位，于岸上设地锚的方法进行；根据抛区水深、流速、抛投试验确定的冲距参数计算出每一抛投小区的抛石提前量，得出石料船水面定位坐标，采用GPS全球定位放样，建立水中浮标，在岸边每隔一定距离埋设坚固的地锚，用以锚固船体。
定位船定位的具体要求如下：
●所采用的定位船为长50m,宽20m的长方形结构。
船舷上每5m设一挂环。
●测量人员采用全站仪确定抛投断面后，在岸上插两根花杆（用于定位船初步定位），在两根花杆中心线上埋设地锚。
●定位船在准备抛投的断面上垂直水流方向停泊，抛外上游锚、里上游锚、外下游锚和里下游锚。
●通过全站仪测定，同时调整锚揽，使定位船的船舷位于准备抛投的断面线上，该50m长的船舷做抛石船（石驳）挂档抛投的基准线。
6.石料船的石质检查、计量
抛石船只的选用：
采用100～200T的驳船，施工中订立标准船型，按标准船型划分小区，按标准船型选用装石船只，具体为船长20m，宽3.75m，船头至货位长度为3.5m，货位长10m，后船舱长6.5m。
（1）石料石质的控制和数量的确定
a.石质的控制
水下抛石要把好石料质量关，块石供应先经试验，确定其符合设计及规范要求，经监理确认合格后，方可选用。
杜绝风化石、水解、碎石等不合格的石料。
b.数量的确定
石料船到达工地指定地点后，在监理单位监理工程师在场的情况下，对检查合格的石料进行量方，量方时长度量2次，宽度量4次，高度量8次，取平均值计算方量专人视空隙率大小和石质情况核扣方量。
施工中监理工程师和项目部质检人员随机抽船过磅，根据抽磅结果确定系数，消除虚吨位，以监理核定量为准。
7.抛石船挂档（就位）
定位船定位结束后，可在定位船下舷边挂吊装石船进行施工，根据抛投须均匀的原则，各装石船船位应相互错开，以保证抛石均匀。
根据所确定的标准船型及有效抛护宽度将抛石标准网格的半区10m×10m的网格分为8个长10m宽1.25m条形区域（即四个船位）进行抛布，每个船位依次错开1.25m，从而保证抛投均匀，且无空档。
装石船抛石在标准网格中，应从船两边进行抛石，在非标准网格的定宽小区抛石时，应由船一边进行抛布，这样挂档能够保证块石入水后落至指定区域，从而达到抛投均匀的目的。
8.挖掘机抛投
遵循“先远后近，先下游后上游、先点后线、先深水区后浅水区”的顺序，循序渐进，分层抛投，不得零抛散堆。
9.潜水员水下作业
定点测量增厚控制在70%~130%，如增厚小于70%，则须补抛块石，如大于130%，则须安排潜水员进行水下埋坡工作。
10.竣工水下地形测量
水下抛石工程结束后，我项目部要派专人配合业主委托的测量人员采用GPS系统对抛投区域及相邻的部分水域进行水下地形测量，并绘制比例为1：
2000的水下地形图，将抛前抛后的水下地形图进行对比，确定抛投成果。
11.开始下一抛区抛石
（1）在开始下一个断面施工时又重复前一个施工断面程序。
在施工过程中防止漏抛、重复抛和区域外抛。
（2）整个施工段采取一次抛投方案，即每个细小网格单元一次抛投达到设计方量，确保块石到位的准确性、均匀性和密实性。
（3）搞好全过程资料收集、整理，作好施工验收准备。
采用图表随时记录方格抛方量，作移位的依据。
统计抛石进度，写出抛石日志，其内容包括：
日期、水文、气象、桩号、水位、流速、漂距、定位型式、船次、数量及验收、移位情况等。
使抛投作业达到“抛足、抛匀、抛准”质量要求。
12.抛石施工质量控制
（1）材料质量控制
抛石施工的施工材料比较单一，主要为块石，块石质量要求：
a.要求石质坚硬，遇水不易破碎或水解，湿抗压强度大于50Mpa，软化系数大于0.7，比重不小于2.65t/m3。
b.不允许使用风化石、泥岩和薄片、条状、尖角等形状的块石。
c.块石的粒径是关系到工程质量好坏的主要技术指标之一，往往错误地认为抛投的块石越大越好，越稳定。
根据多年抛石施工经验总结，抛投的块石只要能抵卸水底最大流速的冲击，能保持在河坡上的稳定即可，小粒径级配适宜的抛投块石可以增加覆盖层次，减少孔隙，防止河床泥砂淘刷，增强对河床的护岸效果，抛填块石粒径选择不小于0.32m。
（2）施工中应做好材料质量、运输、验收等工作的落实：
a.严把材料质量关：
中标后，立即派出物资部有关人员至各采石场落实块石的供应。
选择符合施工要求的块石及落实供应量等事宜，并将信息反馈至项目经理部。
项目经理部根据石料的要求及供应量等情况，将任务下达到各供料单位。
石料上船前，需经我项目经理部派驻各料场码头的质检员检查，经检查符合石料质量要求及规格要求后方可装船。
b.船舶运输：
各运输船（队）提前将航政部门核定航运薄上交我项目部的物资部。
由专人负责查验确定船（队）的装载吨位，并复核船舶吃水线，查验船只有无积水、压舱货等。
对查验合格的船只统一编号，发放专用运输旗帜。
c.石料验收方法：
施工现场设置量方小组进行石料的检查验收工作。
石料的检查验收采用我公司长江护岸工程管理制度中有关验收方法。
查看航政部门核定的吨位，与该船相对应，确定是否小船大薄子；
查看吃水线是否到位；
丈量石方体积，折算吨位，按实收验；
如发现有吨位不足，及时进行过磅；
卸完货后，查看船舱内有无积水、压舱货，如发现有，则扣除相应吨位，并取消其运输资格，则扣除相应吨位，并取消其运输资格。
d.验收组织程序：
抛石施工验收由验收小组验收员、记录员、施工员组成，共同负责验收工作，具体程序如下：
先由验收员按《施工验收规定》进行初验，提出主导意见；
验收员及时将验收意见告知验收小组成员，如无异议，则报请监理复查、抽查；
验收员将验收结果通知各运输船（队），并编号发往定位船施工；凭验收单在定位船安排卸货。
卸货前，再由定位船施工员进行复检，确认无误后，由档位记录员排档抛布。
块石抛完后，由施工员负责查看船舱有无积水和压舱货。
确认无误后，签发回单。
（3）抛填区域内，露出杂草或其它漂浮杂物，立即予以清除。
（4）每天做好详细的施工记录，包括水文、气象、块石冲距、定位船定位、移位、施工桩号、抛石船舶号及载石量，当天船只数，过磅船吨位及数量抛石船抛石档位图及总抛石量等原始施工记录。
（5）抛石护岸施工进度必须严格按照设计进度要求分段、分区实际控制，未经监理工程师批准不得提前结束抛填或改变区域抛填，一单元抛填结束后，须经监理工程师验收合格同意后方可移动定位船进行下一单元施工。
计划投入的主要施工机械设备计划
序号
机械名称
型号
数量
国别产地
制造
年份
额定功率（kW）
生产
能力
备注
1
挖掘机
PC200
2
日本
2005
2
定位船
200t
1
3
驳船
100～200T
3
三、施工技术要求
1.严格控制各施工段长度
施工期间受季风影响，为保证抛石挂缆船进位准确，减小因风力和水流影响，如水流方向与设计抛区方向一致，流速不大时，每天单元抛石长度为80m，如水流方向与设计抛区方向夹角较大或水流紊乱，每单元抛石长度为40~60m。
2.确保抛石准确、抛投均匀
根据现场察看和设计图纸、本标段施工区域抛护宽度以及水流情况，为了保证抛石准确、抛投均匀，因此定位时，在施工单元上、下游分别布设一条定位船，使进档装石船串联挂档时上、下游固定，不会摆动，从而确保设计图纸的抛投要求。
（下游利用定位船上绞关将装石船绞紧固定）上下游定位方法相同。
（1）料石船只选择：
施工中严格按标准船型选择40t的装石船，确保抛石均匀和抛投厚度。
（2）建立完善的定位系统，在监理工程师在场的情况下，完成永久性控制导线、桩号及固定观测断面桩的布设，并在每个断面桩插上小红旗做上标记，确保定位不发生偏差。
（3）施工中遵循“先上游后下游，先深泓后近岸”的施工顺序依次均匀投抛。
（4）在进行正式抛石前，进行抛石试验，通过试验以得到冲距与水深、流速、块径之间的关系。
（5）定位船应根据流速和水位及时调整船位，勤测流速、流向、水深等参数，计算调整好抛石落距。
（6）一单元抛投结束后，应分析抛投结果，以便及时调整分条网格抛投计划和水上作业定位位置。
（7）干抛石：
施工时靠近护坡脚槽部位时，由于水位原因，局部地方船只无法抛投时，必须采用岸上人工抬抛，接坡石（干抛石）必须采用岸上抬抛，这样能保证护脚工程与护坡的连接，确保护坡稳定。
四、水上施工作业安全措施
1、水上作业的施工船舶开工前要编制详尽的船舶安全管理计划，并严格贯彻海上安全操作规程。
船舶之间要留有安全距离，尽量避免彼此之间的碰撞。
2、在划定的施工水域边缘设立警戒灯浮，防止过往船舶闯入施工作业区,造成意外的伤亡事故。
3、水上作业人员必须戴好安全帽穿救生衣，上下工作船或交通艇严禁抢下抢下，不得超员，防止偏载，并服从船上工作人员的指挥。
船、艇应配备适量救生设备。
4、海上作业时，值班人员要认真收听记录水文、天气、海浪预报，掌握近期及远期的天气和海况并及时报告施工船只。
现场人员除及时掌握预报情况外，还要视实际情况，及时收船或拖至港内避风。
5、反铲在上方驳之前，在方驳的甲板上铺设一层5cm厚的木板，并用槽钢将反铲固定在方驳上，防止反铲滑动。
6、船舶抛石要有专人指挥，搬运石料要防止坍落伤人，潜水施工作业区抛石时先与潜水员联系后方可施工。
7、严格执行《中华人民共和国交通部沿海信号规定》按规定准确悬挂施工信号。
8、施工船舶除用高频电话在施工频道保持联系外，还必须保证一台VHF甚高频无线电话作为船舶避让的通讯联络专用，在规定频道上24小时连续监听过往船舶动态。
9、大型船舶过往时，施工船舶要及早停止作业，采取主动的避让措施，早让、宽让、避免出现紧急局面。
10、驳船装载沉箱、卸荷板等构件要有配载和封仓加固方案。
船舶装石时，卸石槽出口与船舱或甲板的距离尽量减少，舱内或甲板增加适当防护。
如船舶空载时出现非正常横倾，要检查舱内是否漏水，消除横倾才允许继续施工。
11、为了保证施工期间磨刀门水道的安全畅通，主动与航运管理部门联系，服从统一指挥和调度，设置明显航标和水面浮标，以示出抛石作业区范围及施工船舶和磨刀门水道航行船舶的航道。
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