抛石防波堤的护面中国块安装技术

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摘要： 越南永新深水港是永新电力中心的配套工程，其中防波堤为抛石斜坡堤结构，预制中国块（Chinese-pode）作为护面结构。本工程中国块采用水上起重船定点随机安装方法，利用施工平面坐标系进行GPS安装定位；本文着重介绍该安装工艺参数选择与计算、安装定位、安装流程、特殊部位的安装方法以及季节性应对措施等。

关键词： 抛石防波堤 中国块 安装技术

中图分类号：C35 文献标识码： A

1. 工程概况

越南永新深水港工程中东防波堤长1290m、西防波堤长1584m。防波堤与电厂护岸垂直相接，其平行段相距1.5km，港池口门净宽390m，平面布置见图1-1。

图1-1： 防波堤平面布置图

防波堤为抛石斜坡堤结构，采用混凝土块体护面。护面块体为6条支腿的勾连块体，在工程实施阶段将此护面块体命名为中国块（Chinese-pode）；海侧浅水区安装在防波堤护脚石、斜坡垫层石及堤顶垫层石上；海侧深水区及港侧下斜坡设计成抛石平台，只在上斜坡和堤顶上安装。根据抗风浪等级等条件计划确定，从堤根至堤头中国块规格增加，东堤规格为8t、11t及15t共16306个，西堤规格为5t、11t及15t共15581个；中国块预制混凝土总量近13万m3。

2. 安装参数选择

本工程中国块安装采用定点随机安装，定位控制采用施工平面坐标系统。安装间距分为行距（X轴）及列距（Y轴），根据块体安装密度计算，其计算公式为：

N=100/（R*L）

N为每100m2面积块体安装数量

R为安装列距

L为安装行距

为确定中国块安装控制参数，在大面积施工前我们分两次进行了断面安装实验：

第一次，采用较常用的行距为列距一半的布置方式（L≈0.5R）；

第二次，采用块体呈等边三角形的布置方式（L=0.87R）。

根据典型断面安装试验结果，块体呈等边三角形的布置方式与实际安装间距接近，安装密度、姿态等更理想，获得了越南业主、监理的一致认可；据此种布置方式计算出各规格块体安装控制间距，见表2-1：

表2-1 中国块安装控制参数

3. 安装方法

考虑到防波堤堤顶宽度较小，安装坡长较长，且西堤堤顶还有挡浪墙要施工，故陆上安装较难以实现，故本项目的护面中国块全部采用水上起重船安装。块体由平板车从堆场或预制场出运至临时码头装船，码头上的履带吊落驳后运至安装点位，靠泊120吨的定位起重船进行安装。中国块安装分两部分进行，水下部分由起重船船舷定位行距，船舷刻度定位列距安装；水上部分由安装工在坡顶设导标并参照前一行安装位置指挥安装。

3.1 安装流程

（水下）块体安装坐标计算起重船定位水下第一行位置安装水下第一行块体移船至水下第二行安装位置安装水下第二行块体（重复）参照上一行安装位置安装水上第一行块体（重复）安装堤顶最后一行。

3.2 坐标计算

以防波堤堤根起点为坐标原点，以堤轴线为X轴，垂直X轴为Y轴建立平面坐标系。根据安装断面偏轴最远距离确定第一行Y坐标值，以安装起始位置的里程号确定第一列X坐标值，根据表1中计算出来的块体安装行距及安装列距依次计算出相邻行及列的坐标，行与列的交点坐标即为块安装坐标（相邻行的列坐标错开半个列距，X值为块体中心坐标，Y值为块体外边坐标），记入安装记录表中安装定位时使用。由于防波堤斜坡面的坡比为3：4，可将斜坡面的安装行距L换算成平面安装行距L1（L1=0.8L）。

3.3 安装及控制

首先，根据中国块安装列距在起重船船舷上画好主刻度，之后在主刻度线中间位置画上次刻度。根据内业计算好的块体安装定位坐标，先将起重船用GPS定位至第一行安装位置，船舷即为Y坐标；然后平行堤轴移动起重船使主刻度与第一行块体X坐标对应，此时主刻度即为块体X坐标。安装时对准主刻度按同一方向沿船舷依次安装第一行中国块，每安装一个中国块将块体编号记入安装记录表中。

第一行安装完成后，平行堤轴线移船一个行距L至第二行位置，此次对准次刻度线按同一方向沿船舷依次安装第二行块体。如此依次推进，但需要注意的是相邻两行块体要错开半个列距（R/2）安装，即分别对准主、次刻度安装。此外，安装坡面时注意呈斜边安装，即下一行最后一个安装块体比上行少一个，以防止斜坡上块体滑落。

水上中国块安装设置导标控制安装行距，安装时错开上一行半个列距控制安装列距。安装过程中直接控制好行距与列距，发现安装位置偏离明显时重新调整安装。

图3.3-1： 中国块水上安装控制示意图

4. 施工难点应对措施

4.1 克服季风的影响

当地为季风气候，一年中东北季风与西南季风交替盛行。5-9月份盛行西南季风，涌浪大、周期长，西堤外侧及东堤内侧中国块安装受影响；而11月至次年3月盛行东北风，风力强劲，此时对东堤外侧及西堤内侧中国块安装影响大。

为此，根据季节特点，尽可能安排起重船背风侧安装块体，不但有效增加了起重船有效作业时间、加快了施工进展，还降低了工程安全风险，提高了安装的实体质量。为合理安排防波堤内、外侧中国块安装顺序，与中国块安装相关的其它施工工序如垫层石抛理、护脚石抛设等需要配合中国块安装进展组织实施。

4.2 拐弯处安装

施工平面坐标系X轴为堤轴线，当堤轴线出现转折时需重新建立坐标系。新坐标系仍以堤轴线为X轴，以垂直堤轴线为Y轴，新坐标系中的原点为堤轴拐点处的里程号，则新坐标系中X值仍为堤轴里程号。

中国块安装过程中，拐弯前根据原来的平面坐标系统从堤两侧坡脚向堤顶安装，安装至新旧坐标系分界线时停止安装，然后移船与拐弯后堤轴线平行，按新的坐标系统进行定位安装。安装至拐点分界线时，旧坐标系中不够一个块体安装位置时不安装，转入新坐标系后按新坐标系计算位置接上安装。

图4.2-1： 拐弯处中国块安装方法

4.3 堤头处安装

堤堤头抛石成半圆台体，为方便块体安装，堤头分三个安装断面进行，安装顺序为：断面1安装断面2安装断面3安装。其中断面1与断面3平行堤轴线定位，断面2垂直堤轴线定位。安装过程中不需要调整坐标系，只需将断面2中的中国块定位坐标X值与Y值互换即可。

图4.3-1： 堤头中国块安装方法

5. 安装效果

该工程防波堤中国块安装于2013年7月份开始，在此期间常备水上起重船一套、在施工高峰期的2014年3～5月临时增配起重船一套，通过合理组织避开季风对施工的影响，于2014年6月基本完成了3.3万块的安装任务，单船平均月安装强度达2100块。

在施工过程中，施工技术人员通过周密安排施工计划，使垫层石的抛理与块体安装同步推进，并加强垫层石的平整度的控制，这样不但实现了块体安装的高效推进，还确保了安装质量，如姿态、密度、外轮轮廓线条等一直处于较好受控状态，获得了越方业主与监理的好评。

图5-1：防波堤中国块安装效果