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抛石施工方案
洋山深水港（一期工程）东海大桥
港桥连接段海堤工程
抛石施工方案
宁波交通工程建设集团有限公司
洋山深水港海堤工程项目经理部
二OO三年五月十五日
水抛石施工方案
东海大桥港桥连接段海堤工程位于大乌龟岛和颗珠山岛之间，轴线总长度1220m，石方抛填总量为2096030m3，其中：
抛石护底（200～300kg）47748m3；抛石护底（100～200kg）17432m3；水抛棱体（600～800kg）316818m3；水抛棱体（300～500kg）14005m3；堤心石抛填（10～200kg）1700027m3（以上方量仍按旧图纸暂计，准确方量待新图纸明确后再计）。
由于由我公司施工的石方处在0.0m高程以下，故均采用施工船只水抛的方法进行施工。
一、原材料控制与材料计划
本工程抛石分类较多，共有5种类型的石料（未包含护面块体下的块石垫层），在施工中必须按设计要求选取各种规格的石料进行投抛。
石料的选择在大乌龟山和颗珠山石料场进行，由葛洲坝集团公司、香港惠记集团公司将开采出的石料按设计块重要求分类，并用自卸汽车将块石运输到码头卸入我公司的液压对开驳船中。
根据施工进度的安排，块石材料的总用量及材料计划见附表
二、施工流程
见：
图一施工流程图
三、抛投分层及边线标记设立
1、抛投分层
根据该项目的特点和设计要求，在软基上施工，分层均衡投抛是确保地基稳定不受损、不扰动的关键性环节，对整个海堤能否按时形成是起到决定性作用的。
为此，在施工中必须严格掌握好第一层的抛石厚度和第二层的抛石时间及加荷厚度。
拟将全断面分为两层或三层进行抛投块石，施工时先抛投第一层，待第一层抛后地基基本固结稳定后（初定2个月时间）再加抛第二层，分层按以下方法进行：
（1）堤心石以高程-4.0m为界，以下为第一层，以上为第二层；
（2）外侧棱体以高程-9.0m为界，以下为第一层，以上为第二层；
（3）内侧棱体、护底块石在第一层抛填时一次性抛投到设计高程要求；
（4）堤心石上面的两侧水抛棱体在第二层施工时一次性抛填到设计要求的高程要求；
（5）大乌龟山及颗珠山已经清淤的部分因持力层大部分已到基岩部位，只要分层均匀水抛至设计高程就可，对加荷速率不作重要控制，但对控制断面和排水板断面的交接过渡段施工必须严格控制均匀分层抬高。
2、抛投边线标记设立
按照上述的平面分层办法，根据不同的设计断面，计算出各边线的坐标点，用测量艇在现场定出各坐标点的位置，并投入事先准备好能发光（以备夜间施工）的浮筒，以控制不同部位抛石的边线。
四、抛投方法
采用装有GPS定位系统的定位船只进行定位，以对开驳抛投各种块石料的方法进行施工。
1、石料装船和运输
陆上运输和码头卸料由其他单位负责施工，我部仅将对开驳停到码头上等待装料即可，为此我部将根据业主审定的总施工进度计划进行。
当块石料装满使吃水线到达事先划定好的标志线后即可停止装块石并直接运输到指定的地方等待抛投。
2、船只抛投定位
由于抛石方量大、范围广，如果每一船抛石全部采用定位船只定位抛投费时费力，施工强度也会受到一定的影响，但棱体、护底等较小的结构部位如果不采用定位船只定位船抛，也会导致抛石不准确影，形不成设计断面，因此船只抛投定位采用以下两种方法：
（1）定位船法
首先在定位船上安装好GPS定位设备，在定位船船首和船尾分别设一台GPS系统天线，同时在电脑上输入施工区域位置的相关数据，与GPS岸台相配合即可找到任何抛投点的位置，再在施工位置上进行单格投抛位置设布，将定位船抛锚就位，并逐渐调整锚索长度使船只位置到达指定的位置。
驳子停靠于定位船旁即可准确停靠并进行准确抛投施工，具体停靠方法和抛投方向见附图三。
（2）小区域标定抛投
指根据抛投区域及抛投要求，将大的抛投范围划分为若干个小的抛投区域，每个区域的大小为20m×100m或30m×100m，每个区域的四个角点用浮筒或标志杆标定出来，浮筒或标志杆由带有GPS的测量艇定位，人工放下带有配重的浮筒，当第一层抛好后抛投第二层时，可采用竹杆固定在第一层抛石的顶面作为标杆，在竹杆顶上系不同颜色的布条区分投抛。
抛投期间由专人定时检查标志物的准确性，出现异常立即作调整或重新放样。
3、对开驳直接卸料投抛方法
（1）对开驳在装块石料时，必须根据一次投抛的所需装载的方量，根据试装确定吃水线，然后在驳船上刻上标记，每次装料都以装到标记线为准。
（2）对开驳卸料时是通过液压系统快速完成投抛，即驳船停靠到准确位置后行驶系统停止，按下开启液压系统即可完成投抛任务。
（3）定位时须考虑驳子内仓与驳子边沿线的距离，定位船定位时须扣除间隔距离对抛投位置的影响。
（4）当采用小区域标志抛投时，由抛投经验丰富的船老大操作，测量艇及驳子上指挥人员联合指挥，确保抛投的准确，船只在靠近抛投标志区域时应放慢船速并缓慢移动，直至到达抛投部位才用液压系统卸石，现场统记人员作好记录，完成抛投。
（5）测出流速及方向，并进行漂移量的调整，漂移量调整通过定位船适当增减相应距离即可。
（6）定位船、对开驳和测量艇上均配备相应的指挥人员，通过对讲机（23频道）进行相互间的联络，直至定位船上指挥人员和驳船上指挥人员均确定可以抛投时才可以开动液压系统卸料。
4、局部抛石补足
经检测并与设计断面相比较之后，如有局部抛投不足之处，用100m3对开驳装上计算出需补抛的块石量进行补足，施工时根据断面测量图计算确定具体的位置，并将之输入船内GPS电脑程序之中，船只再次定位后即可按照上述的方法抛到指定位置，即完成补足。
5、颗珠山及大乌龟山清淤部位块石抛投
（1）清淤部位的施工流程见图二
（2）清淤部位块石的抛投与堤身段施工方法相同，原则上均从低向高进行抛填，根据设计断面图，大乌龟山部位先抛清淤后部位的块石，再抛水抛棱体，最后堤心石分层抛填，以确保整个断面均衡、均匀上升达到设计要求；颗珠山部位先抛护底块石，再抛堤心石，直至达到设计的要求。
（3）采用定位船只定位、对开驳抛投，抛投前对清淤部位进行验收，验收合格后才能进行抛石施工。
6、坡面及棱体表面理平工艺
除护底不作理平之外，水抛棱体迎水侧坡面、堤心石内外坡面均需进行理坡以形成设计的坡度要求，其中水抛棱体坡面坡度为1：
2，堤心石坡面坡度为1：
1.75，各种规格料的抛石完成后，按以下工艺进行理坡：
（1）-4.0m以上部位坡面是堤心石内外坡面，坡度均为1：
1.75，拟采用加长臂的1m3挖机在低潮位时停到坝顶进行理坡，必要时挖出临时斜坡道以便挖机进行操作，理坡时由测量人员放样定出理坡要求，现场管理人员进行指挥理坡，如果坡面石方不够，用自卸汽车陆运部分石方进行补充坡面石料的不足；
（2）-4.0m以下部位为棱体上表面平台及棱体外侧的抛石坡，设计要求棱体坡度为1：
2，由于此部位处于最低潮位以下，大潮时也不能露出来。
在综合分析各种方法以后，拟采用将1m3长臂挖机停到甲板驳上，在海面风浪较小的时候进行挖理作业的方法施工，挖理时由测量艇配合断面测量控制，每10m间距测量坡面情况，并将信息告知挖机司机，对坡面进行整理，完成坡面挖理后再进行复测，一直挖理至设计要求为止。
由于水下坡面控制较为困难，因此在测量艇上配GPS定位系统，以便随时进行坡面情况的分析量测，及时指导施工。
7、沉降量预留
由于在软基上筑堤，在施工过程或工后势必存在沉降问题，也就是说在海堤渐渐抬高过程中都会有沉降。
在施工中，随着海堤的分层填筑不断补充沉降，为了考虑在海堤形成过程中的坡面保护（安装扭王体），需充分考虑该地基在海堤形成后的总沉降量。
按总沉降量扣除0.00高程以下施工中已沉降量为沉降预留量，按此预留量来确定堤顶预留高度和堤顶宽度，形成超宽边坡后安装扭王体。
这样到工程完工后及至工后沉降稳定后，所形成的海堤边坡和已安装的扭王块体通过沉降后达到设计断面。
沉降数据和需预留超高及加宽堤项宽度，具体预留多少由现场第三方检测单位数据综合确定。
五、抛石漂移量控制
根据对涨退潮流速的实测分析，涨潮最大流速为1.7m/s，最小流速为1.09m/s；退潮时最大流速为1.79m/s，最小流速为1.12m/s。
由于潮流的影响，抛下的块石势必有一定的漂移量，根据前期抛砂漂移量测定结果，漂移量一般在1.0～1.5m。
在实际施工中，我们作如下控制：
用驳子抛投时，现场随时测量潮水流速及方向，当流速在1.09～1.40m之间时，取漂流量1.0m；当流速在1.40～1.70m时，取漂移量1.5m，根据潮流方向在定位的同时同步进行调整漂移量，如潮流或风浪过大时停止抛投施工；
六、加荷控制
由设计部门提出加荷曲线和施工质量方面的基本要求，我部将严格按照设计意图和设计标准施工，由于地质钻孔点布置得不会很密，实际地质情况与设计采用的地质资料可能会有所不同，如果在施工中发现问题，我们将积极主动向监理和业主汇报并及时与设计部门取得联系。
1、控制原则
（1）第一层抛石的厚度应控制在原始地基总应力强度所能承受的荷载极限强度以内（有公式可以计算）。
在本工程的地质条件下，第一层水下抛石厚度可控制在3～4m，通过船只均衡平抛。
（2）第二层抛石的厚度应按下述准则控制：
第二层抛石新增加的滑动力矩应小于第一层抛石后地基强度增加而产生的抗滑力矩。
（3）第二层与第一层抛石之间的间歇时间在纵断面方向的各对应点上应基本保持一致，在实际操作上则以各层开工的间隔时间作为主要的控制依据，本工程施工第二层与第一层加荷间歇时间暂定为2个月。
见图四加荷示意图
2、观测控制方法
业主已在海堤上部分位置埋设了观测仪器，在加荷过程中随时观测并提供数据以指导我们的施工，我们将按这些数据调整加荷。
同时我们也需要自已对沉降情况进行检测控制，水下部分的抛石一般都是用测量船上的回声仪进行水下地形初步测量来进行观测和控制。
控制的主要内容是：
抛石的高度和厚度；抛石的坝体形状和边坡；检查抛石体有无特异的变化；估算每一层抛石的断面方量和沉降数量是否在控制范围之内，等等。
当坝体抛石露出水面后，可在坝上每隔100～150m设置一个沉降观测断面，每个断面上埋设三支沉降板（分布在坝轴线和内、外边坡）。
定期用水准仪观测和记录沉降值并绘制成沉降曲线，一般只需把沉降控制住，再结合经常的巡视观察坝体和边坡有无贯通的纵向裂缝和变形，是能掌握好的。
3、沉降控制的标准
插设排水板后，如每层加荷时的初期沉降在一定范围内速度很快，说明地基固结效果很好，但过大的沉降和侧向的变形滑动是地基破坏的表现，应根据项目的具体地质资料和该地区的潮差、水文、气象条件综合确定：
（1）如果多数点或连续的一系列点，都连续每天沉降3.5cm以上，则应暂停加荷并仔细分析和找寻原因（俗称“黄牌警告”）；如果不少点的日沉降值为4cm，则应采取果断措施进行弥补和挽救（俗称“红牌警告”），必要时甚至可以卸荷。
（2）当日沉降量减到3mm以内后，说明坝体已进入到全面的安全稳定期，沉降的控制已不再重要，但为了确定坝顶最后的预留高度和的控制工后沉降，能比较确切地计算今后长期内还余留的沉降量，还必须观测一段时间。
（3）具体的沉降控制量和控制标准由业主和设计单位最终确定，作为本工程实际操作使用。
4、沉降点布设
沉降点一般设在轴线点、坝肩部位及棱体平台部位，具体的布设位置和方法由业主和设计单位最终确定并付诸使用，我部将根据要求进行布设和测控。
七、抛石检测
抛石后的检测以断面法为主，辅以水铊法和总量控制法，其中断面法检测按每10m测绘一个断面，并与设计断面相比较，以确定是否达到设计要求；具体的检测方法叙述如下：
1、断面法
检测设备采用：
无锡海鹰集团公司13D测深仪，上海思状公司GPS定位系统，CNT—20RTK，东芝TE100笔记本电脑，广州南方测绘仪总公司海洋测量软件，海洋成图软件。
断面间距及测点密度：
依据《工程施工测量规范》相关规定，采用测量艇在断面位置上垂直于轴线行驶并用测深仪测深，把测出结果直接输入电脑中绘制断面，按沿轴线长度每10m间距测绘一断面，测点间距4m，检测全过程由监理组工程师参加。
2、水铊法
用简易水铊进行测深，根据实测潮位确定局部抛投情况。
这种方法用于局部抛投情况的控制，不安排全断面测量的时候进行，优点是随时随地均可以使用。
3、总量控制法
选取每50m～100m桩号距离进行总量控制计算，计算方法为：
（1）计算该桩号范围设计抛投量V1；
（2）统计该桩号范围内的实际抛投方量V2；（3）对比V1与V2，如果V1大于V2，说明局部存在抛投不足，需进行局部补抛；如果V1小于V2，说明方量超抛，需进行有效的抛投控制。
4、比较分析及结果
根据实测的地形图并将之与设计断面相比较，以分析抛投形成断面情况，当局部达不到设计厚度要求时，进行补抛，并再次进行断面复测。
如经分析断面，已符合设计要求，则向监理工师提出验收要求。
八、资源配置及施工进度计划安排
1、资源配置
1800t甲板驳（定位船）：
1艘
100m3对开驳：
2艘
250m3对开驳：
3艘
500m3对开驳：
2艘
2、进度计划
块石护底、水抛棱体及堤心石施工计划从2003年5月20日开始，至2004年1月31日完成，完成所有抛投方量约2096030m3，计划工期257天，有效施工日182天，日施工强度11517m3。
附：
投入船只部分技术指标
序号
型号规格
数量
外型尺寸
内仓尺寸
吃水深度m
备注
长m
宽m
长m
宽m
1
100m3自航对开驳
2
26
6.4
12
5
1.8/0.5
2
250m3自航对开驳
3
30.5
6.5
14
5
2/0.8
3
500m3自航对开驳
2
52
8.2
30
7.8
2.8/0.8
4
甲板驳
1
80
18
/
/
3.0/1.0
升级会员 