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文章结合巴基斯坦胡布燃煤码头引堤和防波堤的 Core-Loc块安装，介绍一种新型的深水三维可视化定点随机Core-Loc块安装系统——Posibloc安装操作系统。同时，结合现场安装实际操作详细阐述Posiblock系统硬件设备组成、标高参数设定、允许安放重量设定、系统自带GPS点位校对及现场实际安装操作流程，并与传统极坐标法，二维GPS法做比较，总结使用Posibloc的经验，可供类似工程进行参考借鉴。
码头引堤;Core-Loc块;Posibloc系统
U656.3A501824
0 引言
巴基斯坦中电胡布2×660 MW燃煤發电码头所处地区属于高温干燥的亚热带气候，年降雨量≤200 mm，且大部分发生在季风季节。项目海域直面阿拉伯海，长周期涌浪海况特征明显，每年5～9月为季风期，根据欧洲中期天气预报中心2010—2015年的工程区域外海的波浪数据，长浪向为SSW向，频率为39.3%，次浪向为SW向，频率为36.2%，波高<1.5 m的频率为69%，最大波高为3.51 m，方向为SW向。根据KARACHISOUTH气象站1996—2015年的实测资料，最大风速为32.59 m/s，方向为SW向，W向和NW向的最大风速分别为21.09 m/s和23.53 m/s。为提高引堤和防波堤core-loc块安装质量，项目部应用Pisiblock系统对引堤防波堤Core-Loc进行安装，完工后对Core-Loc块工程进行评定，其安装密度、姿态、平面位置，标高、接触等各项检测均优于传统极坐标法和GPS法。基于此，本文以巴基斯坦中电胡布2×660 MW燃煤发电码头为背景，介绍采用Posibloc系统对Core-Loc块安装控制和应用。Core-Loc块如图1所示。
1 工程概况
在巴基斯坦中电胡布2×660 MW燃煤发电码头引堤和防波堤中，引堤安装7 t Core-Loc块4 878块，11 t Core-Loc块1 766块;防波堤安装15 t Core-Loc块6 365，19 tCore-Loc块1 323块。该工程所有Core-Loc块安装采用Posibloc（深水可视化）软件系统。Core-Loc块安装前由CLI专利公司提供Core-Loc设计安装点位图。
2 Posibloc系统应用介绍
2.1 硬件设备
（1）1个定位参考基站。
（2）1个姿态传感器BiB。
（3）1套安放在吊车大钩头的系统设备。
（4）1台安装于吊车操作室的显示器以及BACC（主机）。
（5）1台可与控制和命令系统（BACC）无线连接的笔记本电脑。
（6）1套吊索吊具。
2.2 软件系统
该软件仅能安装于CLI公司提供的电脑，其他普通电脑可安装但无法使用，且软件使用时间受专利公司限制。专利公司可以通过远程操作该软件，帮助调整项目参数，当硬件设备发生故障后，亦可通过此软件进行检查。此软件系统实际操作较为简单，类似于APP软件，进入软件程序即可，画面简单明了，且每个步骤都有提示。但需要注意的是，在安装不同型号的Core-Loc块体或者更换吊索吊具时，系统都需要重新设定参数，包括标高、重量以及点位等，在确定以上参数没有任何问题以后，便可开始Core-Loc块体的安装。
2.2.1 Posibloc系统软件安装操作
Core-Loc块体安装要求非常严格，对三维位置、摆放姿态、相邻块体间接触方式和安装密度均制定了验收标准。巴基斯坦胡布燃煤码头Core-Loc块体的基本安装规则如下：
（1）块体单层安装，每一块体都须接触垫层石。
（2）每一块体须与下一层两块体互锁嵌套安装且不能自由移动。
（3）相邻块体的腿部面不允许接触。
（4）块体鼻部中线决不允许垂直于坡面。
（5）安装密度应控制在理论值的98%～105%之间。
（6）相邻两个块体不能有相同姿态。
（7）同一水平面或同一垂直行的两块体不能接触，这个规则在圆头和顶部处不必一直遵守。
（8）少于1/3数量的块体支腿与斜坡平行，并且这个姿态的块体应平均分布，不能集中在某一个区域[1]。
每个Core-Loc块体安装都需要严格按照CLI公司设计的定位图纸安装，安装定位图纸和设计坐标表格应由Core-Loc专利代理商CLI公司提供，CLI将基于工程设计图纸和承包商提供的经测量调查后的垫层石图，绘制安装定位图。定位图标明需安装于水下和水上的每个块体重心的X、Y和Z坐标。安装时用电脑连入吊车上的电脑系统，进入安装软件系统界面，选取安装的区域Setion，选取安放的目标点Target，输入待装扭王块的编号信息，选取块体的吊装模式sling，编号BIB安装方式，点击保存save，然后点击屏幕的Block Place，便可进行Core-Loc块体的安装。见图2。
在安装过程中，电脑屏幕上会实时显示Core-Locc块的形态、位置和移动速度等数据。当Core-Lock块图像为蓝色时表示数据高程等都不满足要求，黄色时表示平面位置满足但高程不满足，绿色表示所有数据符合要求，此时安装的Core-Loc块体是合格的。
根据CLI《Core-Loc Technical12/65Information Document》规格书中对不同的Core-Loc定点系统都有统一的精度要求，需要在监理见证下测试并报告给Core-Loc专利公司。在巴基斯坦胡布燃煤码头防波堤中，监理方和CLI公司要求防波堤每安装200块Core-Loc块体便需要提交一份报告，并且附上现场扭王块实际安装图片以及密度计算，安装密度合格值由业主监理以及施工方并参考专利公司的意见取值。如图3所示。 密度计算规则：
Dp=St/Sr（1）
式中：Dp——安装密度;
St——理论安装框选面积;
Sr——实际安装框选面积。
2.2.2 标高参数设定
首先要做的是对Core-Loc块体的标高进行标定。由于Posibloc系统的双GPS是固定在吊车的钩头上，双GPS接受到的标高是钩头上的标高，而不是悬吊在钢丝绳上的Core-Loc块体的重心标高，所以为了得到每个块体的重心坐标需要用双GPS的接收的坐标高程标减去块体重心坐标高程，也就是吊索的长度，这样便可在Posibloc软件上直接反映出当前Core-Loc块体的重心高程。具体操作流程是：
（1）采用项目部测量标高工具，测量块体所在处的地面标高，记录该标高。
（2）将块体微微提起会刚好脱离地面，在软件的标高标定步骤中选择悬吊模式，输入第一步记录的地面标高。
（3）输入该类型Core-Loc块体的重心高度，选择确定。
（4）采用GPS测量Core-Loc块体的重心标高，与Posibloc系统显示的标高值进行比较，两者相差不大则标定结束，误差值控制在±10 cm以内。
两种悬吊模式穿裆和吊脖都需要标定。该操作主要是为了清楚地知道每个Core-Loc块体安装时的实时标高和设计标高，可以确定安装是否合理，也可以从侧面反映出Core-Loc块的施工质量。
2.2.3 允许安放重量设定
每一个Core-Loc块体安装结束后，都必须在电脑系统上保存该Core-Loc块体的信息，允许安放重量会有一个范围值，该范围值是Core-Loc块体进入水中且有一部分已经接触了地面的重量，该数据可反映块体是否已经安放稳定。只有块体安放稳定后保存的扭王块图像才具有参考价值。
2.2.4 GPS点位校对
项目采用的是设计方提供的坐标系统，Posibloc系统采用的是国际通用坐标，两者之间会存在偏差，需要校对。首先采用GPS测出三个点位，分别作出记号。然后移动吊车勾头，分别将勾头对准做出的记号，输入点位一和点位二的坐标，然后利用点位三做比较，偏差尽量控制在±10 cm之内。为了工程质量，需要每天都进行校对，确保数据是正确的，不发生偏移或者误差过大导致安装的Core-Loc块体位置不准确最后使安装不密实、不互锁或者漏装。
3 Core-Loc安装方式比选
3.1 GPS法
近年来，国内开始采用GPS定点定位法，即安置1个流动站GPS接收机于吊臂端部，使块体、吊线和吊臂端部（GPS）形成两点一线，GPS实时数据即为块体X和Y坐标，并可采用相关施工定位软件将实时数据传送到吊机操作室内的显示器上，以实现实时的定点定位安装。该方法精度较高，采用X和Y平面坐标系定点，简单易懂;可视化操作，方便作业;吊机无需点位可随意位置作业[1]。但该工艺仍不能确认高程Z坐标，并且每安装一块块体都需要潜水员下水检查块体姿态、方位及咬合等状态，对于Core-Loc的安装质量和效率都不高。
3.2 極坐标法
国内人工块体安装一般采用极坐标法，该法简单实用且成本低。该法首先需要确定三个参数：吊机停放中心坐标、每一块块体安装的吊臂水平转角α和竖直仰角β。由于吊机的作业半径有限，所以需要频繁移动吊机位置，增加了吊机定位工作，且三个参数的现场确认精度一般。
3.3 Posibloc与传统方法比较
与这两种传统方法比较，Posibloc系统具有以下明显的优势：
（1）潜水员只做辅助性检查验收。
（2）通过三维成像功能，在不可视的条件下全方位观察扭王块安装时的状态（正视图、俯视图以及侧视图等），并且可以对扭王块进行放大和缩小，以便进行更清晰的观察了解。
（3）双GPS的优势在于能够在目标指示功能下获得Core-Loc块更精准的实时三维位置、实时吊放速度，减少由于延迟作用带来的时间误差，可更精准地对每个Core-Loc块进行安装。
（4）提供连续性作业，基于系统资料可对现场安装质量进行检查验收，潜水员只做辅助性检查，避免了依赖潜水员检查验收给安装工程带来的停滞，并且该设备可全天工作，解决了夜晚潜水员下水的困扰，全方位提高了块体安装效率。
（5）可以生成并保存三维图像、三维坐标信息、安装时的安装路径及动态安装模拟，可用作竣工图和Core-Loc块验收的报告资料[2]。
4 结语
在巴基斯坦燃煤码头工程中，通过采用Posiblock系统安装Core-Loc块，取得了非常好的效果，水下Core-Loc安装密度>98%，水上Core-Loc安装密度>100%。
[1]李敬军.中长周期波浪条件下防波堤施工[J].四川水泥，2019（5）：230-231.
[2]薛瑞龙，朱 英，魏建雄，等.防护块体Core-Loc的三维可视化安装技术[J].水运工程，2012（7）：46-50.
码头引堤;Core-Loc块;Posibloc系统
U656.3A501824
0 引言
巴基斯坦中电胡布2×660 MW燃煤發电码头所处地区属于高温干燥的亚热带气候，年降雨量≤200 mm，且大部分发生在季风季节。项目海域直面阿拉伯海，长周期涌浪海况特征明显，每年5～9月为季风期，根据欧洲中期天气预报中心2010—2015年的工程区域外海的波浪数据，长浪向为SSW向，频率为39.3%，次浪向为SW向，频率为36.2%，波高<1.5 m的频率为69%，最大波高为3.51 m，方向为SW向。根据KARACHISOUTH气象站1996—2015年的实测资料，最大风速为32.59 m/s，方向为SW向，W向和NW向的最大风速分别为21.09 m/s和23.53 m/s。为提高引堤和防波堤core-loc块安装质量，项目部应用Pisiblock系统对引堤防波堤Core-Loc进行安装，完工后对Core-Loc块工程进行评定，其安装密度、姿态、平面位置，标高、接触等各项检测均优于传统极坐标法和GPS法。基于此，本文以巴基斯坦中电胡布2×660 MW燃煤发电码头为背景，介绍采用Posibloc系统对Core-Loc块安装控制和应用。Core-Loc块如图1所示。
1 工程概况
在巴基斯坦中电胡布2×660 MW燃煤发电码头引堤和防波堤中，引堤安装7 t Core-Loc块4 878块，11 t Core-Loc块1 766块;防波堤安装15 t Core-Loc块6 365，19 tCore-Loc块1 323块。该工程所有Core-Loc块安装采用Posibloc（深水可视化）软件系统。Core-Loc块安装前由CLI专利公司提供Core-Loc设计安装点位图。
2 Posibloc系统应用介绍
2.1 硬件设备
（1）1个定位参考基站。
（2）1个姿态传感器BiB。
（3）1套安放在吊车大钩头的系统设备。
（4）1台安装于吊车操作室的显示器以及BACC（主机）。
（5）1台可与控制和命令系统（BACC）无线连接的笔记本电脑。
（6）1套吊索吊具。
2.2 软件系统
该软件仅能安装于CLI公司提供的电脑，其他普通电脑可安装但无法使用，且软件使用时间受专利公司限制。专利公司可以通过远程操作该软件，帮助调整项目参数，当硬件设备发生故障后，亦可通过此软件进行检查。此软件系统实际操作较为简单，类似于APP软件，进入软件程序即可，画面简单明了，且每个步骤都有提示。但需要注意的是，在安装不同型号的Core-Loc块体或者更换吊索吊具时，系统都需要重新设定参数，包括标高、重量以及点位等，在确定以上参数没有任何问题以后，便可开始Core-Loc块体的安装。
2.2.1 Posibloc系统软件安装操作
Core-Loc块体安装要求非常严格，对三维位置、摆放姿态、相邻块体间接触方式和安装密度均制定了验收标准。巴基斯坦胡布燃煤码头Core-Loc块体的基本安装规则如下：
（1）块体单层安装，每一块体都须接触垫层石。
（2）每一块体须与下一层两块体互锁嵌套安装且不能自由移动。
（3）相邻块体的腿部面不允许接触。
（4）块体鼻部中线决不允许垂直于坡面。
（5）安装密度应控制在理论值的98%～105%之间。
（6）相邻两个块体不能有相同姿态。
（7）同一水平面或同一垂直行的两块体不能接触，这个规则在圆头和顶部处不必一直遵守。
（8）少于1/3数量的块体支腿与斜坡平行，并且这个姿态的块体应平均分布，不能集中在某一个区域[1]。
每个Core-Loc块体安装都需要严格按照CLI公司设计的定位图纸安装，安装定位图纸和设计坐标表格应由Core-Loc专利代理商CLI公司提供，CLI将基于工程设计图纸和承包商提供的经测量调查后的垫层石图，绘制安装定位图。定位图标明需安装于水下和水上的每个块体重心的X、Y和Z坐标。安装时用电脑连入吊车上的电脑系统，进入安装软件系统界面，选取安装的区域Setion，选取安放的目标点Target，输入待装扭王块的编号信息，选取块体的吊装模式sling，编号BIB安装方式，点击保存save，然后点击屏幕的Block Place，便可进行Core-Loc块体的安装。见图2。
在安装过程中，电脑屏幕上会实时显示Core-Locc块的形态、位置和移动速度等数据。当Core-Lock块图像为蓝色时表示数据高程等都不满足要求，黄色时表示平面位置满足但高程不满足，绿色表示所有数据符合要求，此时安装的Core-Loc块体是合格的。
根据CLI《Core-Loc Technical12/65Information Document》规格书中对不同的Core-Loc定点系统都有统一的精度要求，需要在监理见证下测试并报告给Core-Loc专利公司。在巴基斯坦胡布燃煤码头防波堤中，监理方和CLI公司要求防波堤每安装200块Core-Loc块体便需要提交一份报告，并且附上现场扭王块实际安装图片以及密度计算，安装密度合格值由业主监理以及施工方并参考专利公司的意见取值。如图3所示。 密度计算规则：
Dp=St/Sr（1）
式中：Dp——安装密度;
St——理论安装框选面积;
Sr——实际安装框选面积。
2.2.2 标高参数设定
首先要做的是对Core-Loc块体的标高进行标定。由于Posibloc系统的双GPS是固定在吊车的钩头上，双GPS接受到的标高是钩头上的标高，而不是悬吊在钢丝绳上的Core-Loc块体的重心标高，所以为了得到每个块体的重心坐标需要用双GPS的接收的坐标高程标减去块体重心坐标高程，也就是吊索的长度，这样便可在Posibloc软件上直接反映出当前Core-Loc块体的重心高程。具体操作流程是：
（1）采用项目部测量标高工具，测量块体所在处的地面标高，记录该标高。
（2）将块体微微提起会刚好脱离地面，在软件的标高标定步骤中选择悬吊模式，输入第一步记录的地面标高。
（3）输入该类型Core-Loc块体的重心高度，选择确定。
（4）采用GPS测量Core-Loc块体的重心标高，与Posibloc系统显示的标高值进行比较，两者相差不大则标定结束，误差值控制在±10 cm以内。
两种悬吊模式穿裆和吊脖都需要标定。该操作主要是为了清楚地知道每个Core-Loc块体安装时的实时标高和设计标高，可以确定安装是否合理，也可以从侧面反映出Core-Loc块的施工质量。
2.2.3 允许安放重量设定
每一个Core-Loc块体安装结束后，都必须在电脑系统上保存该Core-Loc块体的信息，允许安放重量会有一个范围值，该范围值是Core-Loc块体进入水中且有一部分已经接触了地面的重量，该数据可反映块体是否已经安放稳定。只有块体安放稳定后保存的扭王块图像才具有参考价值。
2.2.4 GPS点位校对
项目采用的是设计方提供的坐标系统，Posibloc系统采用的是国际通用坐标，两者之间会存在偏差，需要校对。首先采用GPS测出三个点位，分别作出记号。然后移动吊车勾头，分别将勾头对准做出的记号，输入点位一和点位二的坐标，然后利用点位三做比较，偏差尽量控制在±10 cm之内。为了工程质量，需要每天都进行校对，确保数据是正确的，不发生偏移或者误差过大导致安装的Core-Loc块体位置不准确最后使安装不密实、不互锁或者漏装。
3 Core-Loc安装方式比选
3.1 GPS法
近年来，国内开始采用GPS定点定位法，即安置1个流动站GPS接收机于吊臂端部，使块体、吊线和吊臂端部（GPS）形成两点一线，GPS实时数据即为块体X和Y坐标，并可采用相关施工定位软件将实时数据传送到吊机操作室内的显示器上，以实现实时的定点定位安装。该方法精度较高，采用X和Y平面坐标系定点，简单易懂;可视化操作，方便作业;吊机无需点位可随意位置作业[1]。但该工艺仍不能确认高程Z坐标，并且每安装一块块体都需要潜水员下水检查块体姿态、方位及咬合等状态，对于Core-Loc的安装质量和效率都不高。
3.2 極坐标法
国内人工块体安装一般采用极坐标法，该法简单实用且成本低。该法首先需要确定三个参数：吊机停放中心坐标、每一块块体安装的吊臂水平转角α和竖直仰角β。由于吊机的作业半径有限，所以需要频繁移动吊机位置，增加了吊机定位工作，且三个参数的现场确认精度一般。
3.3 Posibloc与传统方法比较
与这两种传统方法比较，Posibloc系统具有以下明显的优势：
（1）潜水员只做辅助性检查验收。
（2）通过三维成像功能，在不可视的条件下全方位观察扭王块安装时的状态（正视图、俯视图以及侧视图等），并且可以对扭王块进行放大和缩小，以便进行更清晰的观察了解。
（3）双GPS的优势在于能够在目标指示功能下获得Core-Loc块更精准的实时三维位置、实时吊放速度，减少由于延迟作用带来的时间误差，可更精准地对每个Core-Loc块进行安装。
（4）提供连续性作业，基于系统资料可对现场安装质量进行检查验收，潜水员只做辅助性检查，避免了依赖潜水员检查验收给安装工程带来的停滞，并且该设备可全天工作，解决了夜晚潜水员下水的困扰，全方位提高了块体安装效率。
（5）可以生成并保存三维图像、三维坐标信息、安装时的安装路径及动态安装模拟，可用作竣工图和Core-Loc块验收的报告资料[2]。
4 结语
在巴基斯坦燃煤码头工程中，通过采用Posiblock系统安装Core-Loc块，取得了非常好的效果，水下Core-Loc安装密度>98%，水上Core-Loc安装密度>100%。
[1]李敬军.中长周期波浪条件下防波堤施工[J].四川水泥，2019（5）：230-231.
[2]薛瑞龙，朱 英，魏建雄，等.防护块体Core-Loc的三维可视化安装技术[J].水运工程，2012（7）：46-50.