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摘 要：长江航道整治工程水下抛石主要有护坡、护脚、护底、筑坝等几种用途，是典型的隐蔽工程之一，主要作用是加强护坡及河床的治理与防护，防止岸坡遭水流冲刷引发的崩岸、岸坡及河床水土流失等情况，增强河床的抗冲刷能力，稳定河势与河床结构，以及通过抛石筑坝改善航道的水流条件来达到优化主航道通航条件等。本文以长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程现场施工为实例，初步分析水下抛石施工工艺，针对水下抛石施工要点及质量控制进行总结及探讨，确保工程质量，可为其他类似工程提供借鉴和参考。
关键词：航道整治 水下抛石 施工工艺 施工要点 质量控制
中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（c）-0069-02
1 工程概况
黑沙洲水道位于长江下游安徽省芜湖市新港镇长江段，板子矶，下至高安圩（长江下游航道里程480～485km），河道全长14km，是长江下游重要浅险水道之一。承建单位是长江武汉航道工程局，工程主要包括在南水道心滩上建设1条顺坝和4条齿坝，分别长约3021m、347m、358m、320m、255m；对左槽内3号潜坝、4号潜坝坝身及上下游护底进行加固。本文以长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程现场施工为实例，浅谈了水下抛石施工工艺，针对水下抛石施工要点及质量控制进行总结及探讨。
2 施工条件
黑沙洲航道水位主要受长江径流影响，中、洪水期不受潮汐的影响，枯水期水位有可能受到潮汐的影响，但影响程度较小，由于工程量大，工期紧，施工点多，施工区域水深有22m左右，流速较大，水流形态较复杂，并且占据主航道，船舶过往频繁，安全隐患大。长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程水下抛石主要有排上抛石护底、抛石护脚、抛石护坡、抛石筑坝等。
3 施工技术准备
3.1 抛石准备
做好抛石量方、定位船粗定位等各项准备工作。
3.2 抛石网格的编制和计算
实施方格控制，按设计的抛石范围，从上游向下游划分施工网格：先划分大网格，将抛石范围分别设置20m×20m的施工网格，将需抛石的施工区域用CAD成图并计算出每个格网内的工程量，施工时每个格网用GPS定位，定位船在网格内移动，抛投完毕移动到下一网格抛投，网格内抛投总量不得少于设计理论值。
3.3 石料的规格质量要求
块石粒径为0.36～0.6m，粒径大于0.40m的比例应大于85%。湿抗压强度应大于50MPa，软化系数大于0.7，密度不小于2.65t/m3。块石应质地坚硬，无风化剥落和裂纹，抗风性能好，无裂缝，在水中或受冰冻后不崩解，冻融损失率小于1%。不得使用薄片、片状、条状、尖角等形状的块石。块石应具有合理的级配，以增大密实度，减少孔隙率，石料的规格质量应符合设计要求。
3.4 抛投参数
抛石施工过程中应随时检查抛填的厚度、均匀度和范围，按设计要求控制抛石的范围和厚度。抛石应考虑水深、水流和波浪等自然条件对块石产生的漂移影响。抛石前先测定水深、流速、流向，实测不同重量块石的漂移距，然后根据L=0.74×VfH/G1/6，式中：V为表面流速（m/s）；H为水深（m）；G为块石重量（kg）。计算其漂移距的理论值，最终确定修正后的飘移距，并将其绘制成水深、流速。
3.5 抛石定位
抛石采用定位船舶和装载抛投船舶组合进行抛石施工，定位船选用证照齐全吨位500t以上、块石运输船选用证照齐全吨位300t以上的驳船。定位船垂直水流布置，块石运输船顺水流垂直吊挂在定位船的下游侧。定位船采用4缆法定位，考虑到抛石作业时尽可能减小施工所需水域，少占航道有效航宽，为安全起见，伸入河心的两根边缆应酌情布设沉链，便于过往船舶安全航行。通过收、放锚缆灵活控制定位船上、下、左、右移动。
3.6 抛石移位
块石抛投采用机械，机械抛投时，每个工作面安排一台或两台反铲挖机，每台挖机负责一艘运石船的抛投，一个工作面根据情况挂1～3艘运石船进行施工，在施工过程中根据两边网格抛投量大小对船位进行调整，抛石过程中应做好安全工作。定位船通过连接锚缆绞机移位，每次移动1.5m，以保证块石抛投覆盖均匀，不留空缺。施工中，对于浅水区域内大船无法抛投的部位，采用小船进行抛投和水位上涨后再抛投两种方法解决。抛石应均匀，抛到率应大于90%。在水上抛石施工完后要及时安排水下地形测量，以检查抛石是否达到设计要求。
3.7 水上抛石工艺流程
水上抛石工艺流程见图1。
4 水上抛石施工技术要求
抛石前应通过现场试验确定不同水深、流速及块石大小的水平漂距，并做好记录。水上抛石应分斷面、分区间，按先上游后下游，由远而近，先抛脚后抛坡原则有序进行。抛填区域的划分应取得监理工程师的批准。施工时岸上应设置施工导标，水上设置定位船，并根据事先划分的抛投区计算抛石量，及时测量施工区域的水深、流速，计算漂距。根据漂距，由定位船控制抛石船只的抛投位置，做到定位准确、抛石均匀、保证数量。水上抛石过程中应采取适当措施避免块石划破排体的排布。一般应先抛较小块石头，再抛大块体石头，力求较大块石压在较小块石之上。
抛石前及完工后，施工单位应组织抛填区域的地形测量，图比1∶500，顺水流方向断面间距50m，断面点距5～10m。
5 结语
水下抛石是长江航道工程常用的治理措施之一，也是隐蔽工程的典型，具有点多、面广、强度高、组织协调工作量大等特点，作为施工单位，必须通过编制合理的施工组织方案，并对施工工艺不断优化，从源头控制，质量控制、才能确保长江航道整治工程水下抛石隐蔽工程的安全和质量，从而获得最佳的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 中交第二航务工程勘察设计院有限公司.长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程施工图设计[R].武汉：中交第二航务工程勘察设计院有限公司，2016.
[2] 长江武汉航道工程局.长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程施工组织设计[R].武汉：长江武汉航道工程局，2016.
[3] JTJ 312—2003，航道整治工程技术规范[S].
[4] JTJ 258-2008，水运工程质量检验标准[S].
关键词：航道整治 水下抛石 施工工艺 施工要点 质量控制
中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（c）-0069-02
1 工程概况
黑沙洲水道位于长江下游安徽省芜湖市新港镇长江段，板子矶，下至高安圩（长江下游航道里程480～485km），河道全长14km，是长江下游重要浅险水道之一。承建单位是长江武汉航道工程局，工程主要包括在南水道心滩上建设1条顺坝和4条齿坝，分别长约3021m、347m、358m、320m、255m；对左槽内3号潜坝、4号潜坝坝身及上下游护底进行加固。本文以长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程现场施工为实例，浅谈了水下抛石施工工艺，针对水下抛石施工要点及质量控制进行总结及探讨。
2 施工条件
黑沙洲航道水位主要受长江径流影响，中、洪水期不受潮汐的影响，枯水期水位有可能受到潮汐的影响，但影响程度较小，由于工程量大，工期紧，施工点多，施工区域水深有22m左右，流速较大，水流形态较复杂，并且占据主航道，船舶过往频繁，安全隐患大。长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程水下抛石主要有排上抛石护底、抛石护脚、抛石护坡、抛石筑坝等。
3 施工技术准备
3.1 抛石准备
做好抛石量方、定位船粗定位等各项准备工作。
3.2 抛石网格的编制和计算
实施方格控制，按设计的抛石范围，从上游向下游划分施工网格：先划分大网格，将抛石范围分别设置20m×20m的施工网格，将需抛石的施工区域用CAD成图并计算出每个格网内的工程量，施工时每个格网用GPS定位，定位船在网格内移动，抛投完毕移动到下一网格抛投，网格内抛投总量不得少于设计理论值。
3.3 石料的规格质量要求
块石粒径为0.36～0.6m，粒径大于0.40m的比例应大于85%。湿抗压强度应大于50MPa，软化系数大于0.7，密度不小于2.65t/m3。块石应质地坚硬，无风化剥落和裂纹，抗风性能好，无裂缝，在水中或受冰冻后不崩解，冻融损失率小于1%。不得使用薄片、片状、条状、尖角等形状的块石。块石应具有合理的级配，以增大密实度，减少孔隙率，石料的规格质量应符合设计要求。
3.4 抛投参数
抛石施工过程中应随时检查抛填的厚度、均匀度和范围，按设计要求控制抛石的范围和厚度。抛石应考虑水深、水流和波浪等自然条件对块石产生的漂移影响。抛石前先测定水深、流速、流向，实测不同重量块石的漂移距，然后根据L=0.74×VfH/G1/6，式中：V为表面流速（m/s）；H为水深（m）；G为块石重量（kg）。计算其漂移距的理论值，最终确定修正后的飘移距，并将其绘制成水深、流速。
3.5 抛石定位
抛石采用定位船舶和装载抛投船舶组合进行抛石施工，定位船选用证照齐全吨位500t以上、块石运输船选用证照齐全吨位300t以上的驳船。定位船垂直水流布置，块石运输船顺水流垂直吊挂在定位船的下游侧。定位船采用4缆法定位，考虑到抛石作业时尽可能减小施工所需水域，少占航道有效航宽，为安全起见，伸入河心的两根边缆应酌情布设沉链，便于过往船舶安全航行。通过收、放锚缆灵活控制定位船上、下、左、右移动。
3.6 抛石移位
块石抛投采用机械，机械抛投时，每个工作面安排一台或两台反铲挖机，每台挖机负责一艘运石船的抛投，一个工作面根据情况挂1～3艘运石船进行施工，在施工过程中根据两边网格抛投量大小对船位进行调整，抛石过程中应做好安全工作。定位船通过连接锚缆绞机移位，每次移动1.5m，以保证块石抛投覆盖均匀，不留空缺。施工中，对于浅水区域内大船无法抛投的部位，采用小船进行抛投和水位上涨后再抛投两种方法解决。抛石应均匀，抛到率应大于90%。在水上抛石施工完后要及时安排水下地形测量，以检查抛石是否达到设计要求。
3.7 水上抛石工艺流程
水上抛石工艺流程见图1。
4 水上抛石施工技术要求
抛石前应通过现场试验确定不同水深、流速及块石大小的水平漂距，并做好记录。水上抛石应分斷面、分区间，按先上游后下游，由远而近，先抛脚后抛坡原则有序进行。抛填区域的划分应取得监理工程师的批准。施工时岸上应设置施工导标，水上设置定位船，并根据事先划分的抛投区计算抛石量，及时测量施工区域的水深、流速，计算漂距。根据漂距，由定位船控制抛石船只的抛投位置，做到定位准确、抛石均匀、保证数量。水上抛石过程中应采取适当措施避免块石划破排体的排布。一般应先抛较小块石头，再抛大块体石头，力求较大块石压在较小块石之上。
抛石前及完工后，施工单位应组织抛填区域的地形测量，图比1∶500，顺水流方向断面间距50m，断面点距5～10m。
5 结语
水下抛石是长江航道工程常用的治理措施之一，也是隐蔽工程的典型，具有点多、面广、强度高、组织协调工作量大等特点，作为施工单位，必须通过编制合理的施工组织方案，并对施工工艺不断优化，从源头控制，质量控制、才能确保长江航道整治工程水下抛石隐蔽工程的安全和质量，从而获得最佳的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 中交第二航务工程勘察设计院有限公司.长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程施工图设计[R].武汉：中交第二航务工程勘察设计院有限公司，2016.
[2] 长江武汉航道工程局.长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程施工组织设计[R].武汉：长江武汉航道工程局，2016.
[3] JTJ 312—2003，航道整治工程技术规范[S].
[4] JTJ 258-2008，水运工程质量检验标准[S].