浅谈长江崩岸治理工程中水下抛石施工技术及质量控制措施

浅谈长江崩岸治理工程中水下抛石施工技术及质量控制措施

安徽省怀宁长江河道管理局安徽安庆246000

摘要:近年来,水下抛石技术在崩岸治理工程中的使用日渐频繁,但其施工质量控制仍有较大难度,本文通过在日常工作实践中学习总结而成,以期能为崩岸治理工程起到积极作用。

关键词:崩岸治理;水下抛石;施工技术;质量控制

引言

历史上,长江流域一些河段河势变化剧烈,河道曾发生多次大的变迁。为稳定河势,保障防洪安全,新中国成立以来,国家和地方投入了大量人力、资金,对长江流域崩岸情况进行了持续的治理,经过多年守护,长江流域岸线、河势总体上是稳定的,但从局部河段来看,部分河段河势仍处于调整中,汊道兴衰、冲淤变化、主流摆动仍较频繁,崩岸及河床冲淤变化较为剧烈,对防洪安全、岸线利用、航道利用、沿江经济发展和人民生产生活环境构成一定威胁。本文主要对崩岸治理工程中水下抛石施工技术及质量控制措施进行阐述及分析,旨在提高工程质量,供类似工程参考。

1.水下抛石施工技术

1.1施工测量与定位

工程开工前根据测绘和设计单位提供的平面控制点及水准点建立施工使用的平面控制网,按照《水利水电工程施工测量规范》(SL52-2015)的有关规定进行测量定位。平面施工控制网采用导线网,根据设计单位交付的控制点,利用GPS测量放样,确定水下抛石控制桩。各控制网点直接在滩地或堤坡上进行布控并注明标记且详细记录各控制点的坐标及距离施工边线的距离。施工测量贯穿整个施工过程。

水下抛石施工前需对水下原始断面进行测量,根据规划的抛投施工档位进行现场测量放样,确定每一抛投档环的现场位置,并做好相应的标志。抛石作业前要测量抛投区的水深、流速、流向等参数,并计算出抛石在不同水深、不同流速条件下的漂移距离。一般采用现场抛石漂距试验,通过试验确定更准确的施工参数。施工定位船根据测量放样成果进行定位,定位船的选用在水下抛石工程施工中尤其重要,它的定位准确、稳定与否直接关系到抛石的施工质量。定位船定位结束后,可在定位船舷边挂抛石船进行施工。抛石船通过定位船按照施工网格进行准确定位,按指定位置和抛投顺序进行抛投。

1.2抛投施工原则

抛投施工按照抛投档位方量进行抛投均匀度、厚度控制,按照“总量控制、局部调整”的原则进行施工。

正常情况下,纵向抛石顺序为先上游后下游,横向抛石顺序为先深后浅、先远岸后近岸。存在险情时,要从最能控制险情的部位抛起,依次展开。

1.3抛投施工过程

抛石作业过程中,为了确保工程质量和施工安全,抛石船需要有专人指挥,抛石船到达抛石区域后,主要采用机械抛投的方式进行施工。根据过往长江抛石的经验总结,拟采用装石船上的块石由船侧抛出的距离一般在2m左右,也就是单侧抛出的块石有效抛护宽度在2m左右。在标准网格中抛投时从船两侧进行,在非标准网格中或宽度较小档环抛石时,可由船的一侧进行抛投,以保证块石入水后落到预定位置。根据所使用的抛石船型及有效抛护宽度,及时调整移位距离。通过设计档位图中的档环工程量与抛投量的比较,做到勤移位,从而保证抛投的均匀度,且无空档。按照规范要求,每个单元实际抛石数量不可低于设计值,一般控制在设计值的100%至110%,每档环数量抛足后方可移至下一档环,直至单元工程结束。

1.4抛投后测量

由于抛石作业隐蔽性强,抛石船定位的准确性受水位、水流速等因素的影响,导致观测、检测的难度较大,施工时要按照规划严格控制每一档位的抛投方量,每一单元完成后要对本单元的抛后情况及时测绘,对比抛前抛后测绘成果,分析抛石厚度是否达到设计要求,是否存在漏抛及抛石不均匀的现象,存在不足时要及时调整,进行补抛。

2.抛石施工质量控制

2.1石料的质量控制

工程原材料的质量是直接影响工程质量的重要因素,对水下抛石施工所选用石料应严格把关,施工前需取样送至有资质的检测机构进行检验,检验结果符合设计等相关要求才可用于工程。由于抛投的石料在水下要长期经受水流的冲刷和浸蚀,故石料一定要新鲜、坚硬,不易破碎和水解,一般采用块石粒径为15至40cm,如发现块石粒径过大,可在装船前利用机械破碎,块石粒径过小可要求不允装船或在计量时予以扣减。块石硬度为3至4,块石密度大于2.65t/m3,严禁采用风化石、泥岩及页岩,不允许使用薄片、条状、尖角等形状的块石。

2.2抛石方量的计量

根据水下抛石工程的施工特点,其方量的计量工作无疑是施工质量控制的核心工作。

抛石石料一般采用车辆从开采山场运输至装船码头,可以利用码头现有地磅,过磅称重的方法称量石料重量。先让重载车辆过磅称量毛重,待卸载后再进行空车过磅,称量空车皮重,两者之差则为单车过磅石料重量。

卸载堆积在码头的石料利用机械装船,运至抛石区域,进行现场丈量,通过石料堆载截面形状(梯形或三角形)计算出船载石料丈量体积。每船需丈量船上堆码石料的3个长度值,取其平均值,再量取3个具有形象代表性的断面(一般取堆载的前、中、后三个断面)的上口宽度值、对应下口宽度值及对应高度值,计算出3个代表截面断面面积,取其平均值,用长度平均值乘以断面平均值,得出该船石料的丈量体积。现场丈量时,可根据装船石料质量,扣减不符合要求石料体积。

经过过磅和丈量之后,可以计算出体积重量换算系数,即用过磅重量除以丈量体积得出,而不符合要求石料体积,可以利用换算系数折算成重量,在过磅总重量中予以扣减,不予计量。

抛石施工全程使用过磅确定重量的方法计量,可以有效避免由于管理人员经验不足等其他因素造成的计量不准确的问题,辅之以丈量方法,既可以佐证过磅重量,去除不符要求石料重量,又可以更好的控制水下抛石的均匀度,达到有效覆盖的设计效果。先过磅后丈量的计量方式更具有合理性。

2.3定位船定位控制

长江上抛石施工,由于江面水流、风力等外力影响,易使抛石船摆动,故可采取垂直流向型布置定位船,这样可以起到避风与稳定作用。施工时可采用顺水流方向从上游往下游移动,垂直水流向从深泓往岸边移动。

抛入水中的石块落入水中后,会沿水流方向向下漂移一段距离后才能落至河床,定位时控制该落距是抛石施工质量控制的关键。在定位船移至施工区域后,即可利用流速仪、测深仪进行流速和水深的测量,计算得出漂距,也可利用带绳浮球系在具有代表性的块石上,现场做漂距实验得出实验数据。再加上装石船头空白距离,即为抛石提前量。定位船定位时要充分考虑提前量,使定位准确。

定位船定位一般采用“四锚定位法”,即在定位船头、船尾分别设置两个斜向锚,以利定位船里外移动。

结语

堤防的稳固与否,直接关系到沿岸人民的生命财产安全,近年来,国家大力发展水利建设,希望通过对崩岸的治理,达到稳定岸线,保障防洪安全,促进沿岸经济发展的目的。与此同时,也对工程的管理工作提出了更高的要求,所以,我们有必要在施工技术使用上力求科学严谨,以保障工程质量达到设计要求。

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