水下抛石在某闸水电站抛石护底工程中的应用

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摘 要：以施工质量控制过程中的重点、难点、工序和缺陷以及在某闸水电站抛石护底工程中水下抛石的详细应用为对象进行描述。

关键词：档宽；准确定位；计算漂距

中图分类号：TV861 文献标识码：A

1 工程概况

某水电站地处淮河中游某市西郊，和市区相距大概6km，是一个在1983年4月完工的有着6台800kW的机组、总容量为4800kW的河床式水电站。其下游紧靠发电站河段河道经常受到水流的冲刷，使得原抛石护底加固深受其害，亟待再次实施抛石护底维护。

2 抛石施工方案

2.1 测量抛石基线桩、放样

放出基线至抛石区沿河岸边，并在抛石船有效网格长范围内打好基线桩。

2.2 确定抛石船

抛石船的有效长、宽、栏杆高、吃水波动等会给抛石网格及抛石档宽的分类带来直接性的影响，甚至还会影响到定位船的定位及石块漂距。与高于栏杆处抛石相比，自甲板边滑抛块石的速度、高度、角度以及抛石漂距尽管不容易管控，但是其人为产生漂距的误差比较小。本工程将长为23m、宽为6m、有效抛石长为20m的挂机摆渡船的船边栏杆过稠锯掉，以改成抛石船，使得石块可由栏杆下滑抛下去。

2.3 测算漂距

一般来说，会给抛石漂距的测算造成影响的主要因子有：水深、风浪、施工人员的劳动强度及其素质、石块抛出时与水面的距离、流速、漂距求算公式、抛石的速度与角度、流向等。依照S=kVH/W1/6这一经验工程我们可求出水平冲距，其中H为水深（m），S为冲距（m），W指的是块石重（kg）、K是指经验修正系数，一般为0.8，而V则表示水面流速（m/s）。为此，在修正由公式算出来的漂距时，我们应拿重量有差异的石块于抛石区的相同断面不同位置测算石块漂距。

2.4 划分抛石网格与档宽

要想保证水下抛石的厚度及其衔接的平顺度，对抛石网格与档位宽加以合理划分是关键。事实上，档位宽的整倍数应当与船宽差不多，并紧邻块石垂直船侧方向抛出的水平距离。某闸水电站以宽为6m分成5档宽均是1.2m的船与由甲板边滑下的水平抛距在0.5至1m范围的石块相比，结果发现数值相差不大，故而二者中选择抛石档宽是1.2m的方案更为适宜。

每个顺水流方向的网格长应选择抛石船的有效抛石长，而垂直水流方向上的网格宽应为除掉抛石船的空档之外的抛石总面积。而每个网格要想消去船宽6m所占据的空当，就需挂档6次。

某闸水电站施工网格面积为网格长与档宽、档数的乘积。详细算来，某闸水电站施工网格面积=网格长*档宽*档数=20×档位宽×2（船宽/档位宽+1）=20×1.2×2（6/1.2+1）20×12×1.2m2。

2.5 定位定位船

依照修正之后的漂距测量出各个断面桩，其一般和抛区长度方向呈现出不高于90度的夹角。再把2艘一般重量在80到100t之间的定位船移到得抛投的断面外侧，顺着水流方向排列着。然后在两艘定位船之间拉一条高于Φ16.5的缆绳，间距处在40至60m范围内的有效抛石船长更为适宜，倘若间距过大，则会使得缆绳下落，增加长度方向误差。为此，应当在缆绳间隔抛石船有效长度处做好标记，用3个足以保证定位船的位置不出现移动的锚固定船，最后才可针对定位船加以定位，而某闸水电站工程的定位船选用的是两艘重达150t的木船。

2.6 控制块石的尺寸与石料的质量

为了避免在最大水流冲击下被冲刷掉，且有较好级配以防河床泥砂冲刷，应抛投重量超过10kg、粒径处于15cm至50cm的范围内的块石。若块石的粒径超过50cm或者小于15cm，则其与设计粒径要求不符，应当对其进行扣方处理，严厉禁止抛投。

2.7 控制抛石船量方

依照过磅石块重折算体积、拆除块石护坡体积以及船上量方体积之间的比值不难求出石料码堆的空隙率，去掉虚方差，降低人为误差出现概率，以确保它和设计量统一。在抛石船量方过程中，其长、宽、高应分别拿2、4、6个具典型性的点加以量测，算出平均值，并依据空隙率的大小核扣方量。但是，在每一档投抛之前，应以石方量标识好平行船中线的每一档，真正实现局部调节、总量管控。

2.8 水下抛石施工

在进行水下抛石施工时，首先应精确地记好每档实际的抛方量，若出现少抛漏抛等现象，应赶在抛石船移位之前立即补抛。待每一艘船的块石抛完，应依据石渣的数目扣掉对其相对应的方量，严禁将石渣与石粉倒入河中。此外，还需注意控制抛投时间，切勿在天黑后与天亮前抛石，以防影响到抛投质量与工作人员的生命安全。

在对某闸水电站水下抛石进行施工时，首先应选择一艘200t的挂浆机摆渡船，该船的长、宽分别为23m、6m，有效长、有效宽分别为20m、5.8m。依照其确定的有效抛护宽与船型可把抛石网格确定成12条20m×1.2m的长条形区域。

沿着顺方向桩拉2条缆绳至定位船，而缆绳之间的间距长达20m，同时应在缆绳上间隔抛石档位宽1.2m处做好浮子与度量标识。待抛石船处于2条缆绳之间后，即可针对抛石船定位挂档，并定好每档抛石量。抛石船在缆绳之间来回移动，采用人工双侧抛投的手段在网格第一次投抛时事先预留好1.2m，待抛满之后石料船应往岸边移1.2m，再实施下一档的抛投，直至石料船底部区域充实后才可用红布条做好标识以实施大移位。同时，船位间须间隔1.2m，以确保抛投均匀。若岸边水浅使船不能靠岸的话，应采取搭脚手架人工抬抛的手段。

3经验与看法

该工程的施工，在促使水下抛石施工技术多样化的同时，施工人员也应注意到，水下抛石应尽可能地在水不发生流动的条件下开展，并综合考虑抛石用力与石块的大小、风浪以及抛石船吃水高差等对横向与纵向漂距计算的影响，进而最大限度地降低误差。实践表明，以上所述的办法的操作与施工较为便捷、均匀性佳、抛投位置精准、容易控制与组织，且有着十分好的治理河床与河岸的冲刷效果，进而有利于河势稳定与堤防防洪。

作者简介：厉旭龙（1984-），男，现就职于浙江省正邦水电建设有限公司，从事水利施工、管理工作。