颍上县新集圩除险加固工程人工抛石护底护岸施工方法
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摘要：圩堤是水利工程中的重要组成部分，在保护城镇居民生命财材安全发挥着重要作用，结合多年颍上县圩堤加固施工管理经验，现以新集圩除险加固工程为例，分析圩堤除险加固施工情况。
关键词：水利工程；施工；管理
中图分类号：TV文献标识码： A
1、工程概况
本工程位于颍上县新集镇。该险段所处的堤防属5级堤防，堤顶宽度2～4m，堤防内外边坡为1:3；堤顶高程设计洪水位超高0.5m，现状堤顶高程在29.3～28.6m。河道平均宽度在190～210m之间，水深受颍上节制闸蓄水控制影响可常年保持在5～7m。该险段处于弯道凹岸，水面宽200m左右，右岸岸坡在1:1.25左右，岸坡较陡，迎水侧滩地宽度较窄，滩地宽度在2～20m，崩岸处几无滩地。为了有效地防护岸坡稳定，防止塌岸险情进一步发展，维护该堤段河势稳定，保护圩堤安全，对该险段塌岸进行防护处理。对险段32。5m采用水上护坎和水下抛石固脚进行防护。
(1)、抛前水下地形测量
在施工前进行抛前水下地形测量报监理工程师审批。
(2)、施工小区（网格）划分
水下抛石施工的关键是合理划分施工小区（网格），根据多年从事水下抛石施工的经验，可将施工小区（网格）划分为10m（垂直水流方向）×20m（顺水流方向）的标准网格，每个标准网格再分为上、下两个半区进行抛布，不足10m宽度的抛区可划分为定宽的小区进行施工，根据设计图纸中每个抛区的厚度以及抛前水下地形测量成果，计算出每个网格应抛石数量，编制施工档位图。
(3)、测量、放样
由于抛石施工位置是位于水中，无法在水中确立施工位置，因而需在与施工位置对应的岸上设立标志，以确定施工位置。
a.在抛区附近的岸边，根据建设单位提供的控制点，采用前方交会或后方交会的方法在岸上测设一点，由此点放出施工基线。
b.根据测设的已知点设立一条正基线（平行于抛区长度方向）或斜基线（不平行于抛区长度方向）。
c.在基线上根据各施工小区的长度划分放出各基线桩。
d.由基线桩上测设出各断面桩（方向桩），方向桩应垂直于抛区长度方向。
(4)、位船定位
1）定位船选用
本工程拟投入1艘450t钢质定位船，定位船设备状况良好，并配有专业操作人员。
2）定位船锚、缆的选用
使定位船定位准确、牢固，首先必须选用合适的锚具及锚缆。
a.锚具的选用：上游锚选用1000kg重的锚，下游锚选用600kg重的锚，顶头锚选用400kg的锚。
b.锚缆
二根上游缆和二根下游缆选用Φ21.5以上的锚缆，二根顶头缆规格也不应小于Φ16.5。
3）抛锚顺序及定位船抛锚定位
a.抛锚顺序
外上游锚（领水锚）――里上游锚――外顶头锚――里顶头锚――里下游锚――外下游锚。应注意的是上、下游锚应成八字形，以利定位船里外移动。
b.冲距（漂距）的确定
块石在抛到江底过程中，因水流的带动，块石向下游移动，因此在抛投前要计算出块石的冲距，以便算出抛石在水流的作用下，所移动的距离，确保抛投位署的准确。抛石冲距经验公式为：S=0.8VoJ/W1/6。
S―冲距（米）
Vo ―水面流速（米/秒），测速仪测定抛投点水面流速。
H―水深（米），用测深仪测定抛投点水深。
W―块石重（kg），施工中可采用代表块石重量测算。
c.定位船抛锚定位
定位船锚抛好后，即可进行定位，先将定位船移至要抛投的断面，测出流速和水深，计算出冲距（漂距），冲距加装石船头空白区距离为定位船的提前量，利用经纬仪进行精确定位。使定位船下游侧舷边所拴装石船块石位置与入水后需抛投的位置相对应。
(5)、石料船的石质检查、计量和挂档
抛石船只的选用：采用40t的驳船，施工中订立标准船型，按标准船型划分小区，按标准船型选用装石船只，具体为船长20m，宽3.75m，船头至货位长度为3.5m，货位长10m，后船舱长6.5m。
石料石质的控制和数量的确定
a.石质的控制
水下抛石要把好石料质量关，块石供应先经试验，确定其符合设计及规范要求，经监理确认合格后，方可选用。杜绝风化石、水解、碎石等不合格的石料。
b.数量的确定
石料船到达工地指定地点后，在监理单位监理工程师在场的情况下，对检查合格的石料进行量方，量方时长度量2次，宽度量4次，高度量8次，取平均值计算方量 专人视空隙率大小和石质情况核扣方量。施工中监理工程师和项目部质检人员随机抽船过磅，根据抽磅结果确定系数，消除虚吨位，以监理核定量为准。
c.抛石船挂档、抛投块石
定位船定位结束后，可在定位船下舷边挂吊装石船进行施工，根据抛投须均匀的原则，各装石船船位应相互错开，以保证抛石均匀。
根据所确定的标准船型及有效抛护宽度将抛石标准网格的半区10m×10m的网格分为8个长10m宽1.25m条形区域（即四个船位）进行抛布，每个船位依次错开1.25m，从而保证抛投均匀，且无空档。
装石船抛石在标准网格中，应从船两边进行抛布，在非标准网格的定宽小区抛石时，应由船一边进行抛布，这样挂档能够保证块石入水后落至指定区域，从而达到抛投均匀的目的。
(6)、人工抛投
石料船进档挂牢后，开始组织人员在抛投，各档船只全部抛投结束，方可解缆离档。记档人员及时准确地将抛投量上档位图，做到各网格实际抛投量控制在设计量的95%~105%范围之内，单元工程实际抛投量控制在设计量的100%~103%范围之内。
(7)、竣工水下地形测量
水下抛石工程结束后，我单位要派专人配合业主委托的测量人员采用GPS系统对抛投区域及相邻的部分水域进行水下地形测量，并绘制比例为1：2000的水下地形图，将抛前抛后的水下地形图进行对比，确定抛投成果。
定点测量增厚控制在70%~130%，如增厚小于70%，则须补抛块石，如大于130%，则须安排潜水员进行水下埋坡工作。
(8)、施工技术要求
根据现场察看和设计图纸、本标段施工区域抛护宽度以及水流情况，为了保证抛石准确、抛投均匀，因此定位时，在施工单元上、下游分别布设一条定位船，使进档装石船串联挂档时上、下游固定，不会摆动，从而确保设计图纸的抛投要求。（下游利用定位船上绞关将装石船绞紧固定）上下游定位方法相同。
a.建立完善的定位系统，在监理工程师在场的情况下，完成永久性控制导线、桩号及固定观测断面桩的布设，并在每个断面桩插上小红旗做上标记，确保定位不发生偏差。
b.施工中遵循“先上游后下游，先深泓后近岸”的施工顺序依次均匀投抛。
c.在进行正式抛石前，进行抛石试验，通过试验以得到冲距与水深、流速、块径之间的关系。
d.定位船应根据流速和水位及时调整船位，勤测流速、流向、水深等参数，计算调整好抛石落距。
d.干抛石：施工时靠近护坡脚槽部位时，由于水位原因，局部地方船只无法抛投时，必须采用岸上人工抬抛，接坡石（干抛石）必须采用岸上抬抛，这样能保证护脚工程与护坡的连接，确保护坎稳定。
(9)、抛石施工质量控制
1)材料质量控制
抛石施工的施工材料比较单一，主要为块石，块石质量要求：
a.要求石质坚硬，遇水不易破碎或水解，湿抗压强度大于50Mpa，软化系数大于0.7，比重不小于2.65t/m3。
b.不允许使用风化石、泥岩和薄片、条状、尖角等形状的块石。
c.块石的粒径是关系到工程质量好坏的主要技术指标之一，往往错误地认为抛投的块石越大越好，越稳定。根据多年抛石施工经验总结，抛投的块石只要能抵卸水底最大流速的冲击，能保持在河坡上的稳定即可，小粒径级配适宜的抛投块石可以增加覆盖层次，减少孔隙，防止河床泥砂淘刷，增强对河床的护岸效果，抛填块石粒径选择不小于0.25m。
2)抛石护岸施工进度必须严格按照设计进度要求分段、分区实际控制，未经监理工程师批准不得提前结束抛填或改变区域抛填，一单元抛填结束后，须经监理工程师验收合格同意后方可移动定位船进行下一单元施工。
3、结语
险段圩堤加固后是否发挥作用，都离不开良好的施工方法与施工质量，一旦险段圩堤出现故障，就会引起各种麻烦，甚至会对沿线城镇居民的人身财产安全造成极大的影响。因此，对于险段圩堤的施工质量是直接关系到沿线居民的切身利益的重要因素，科学合理的施工方法是圩堤除险加固的关键。