水下拋石在蚌埠閘水電站拋石護(hù)底工程中的應(yīng)用

摘要：闡述水下拋石在蚌埠閘水電站拋石護(hù)底工程中的具體運(yùn)用，施工質(zhì)量控制中的關(guān)鍵工序、關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重點(diǎn)、難點(diǎn)及不足。

關(guān)鍵詞：計(jì)算漂距 檔寬、網(wǎng)格劃分 準(zhǔn)確定位 足量均勻拋投

1 工程概況

水下拋石是加固堤防、保護(hù)堤岸的有效措施，是防汛搶險(xiǎn)、水毀修復(fù)通常采用的方法，具有施工方便、石料來(lái)源豐富、成本低等特點(diǎn)。通過(guò)拋石增強(qiáng)河床、岸坡的抗沖能力，達(dá)到防沖目的，其施工關(guān)鍵是準(zhǔn)確定位和均勻足量拋投塊石。

蚌埠閘水電站位于淮河中游蚌埠市西郊，距蚌埠市約6km，河床式水電站，裝機(jī)6臺(tái)，每臺(tái)800千瓦，總?cè)萘?800千瓦，1987年4月建成。下游緊臨發(fā)電站河段河道常期受水流；十刷，原拋石護(hù)底加固受到不同程度損壞，需要進(jìn)行再拋石護(hù)底維護(hù)。

2 拋石施工方案

拋石施工流程：按圖放樣打邊樁→拋石船的確定→漂距的測(cè)算一檔寬、網(wǎng)格劃分→定位船定位→裝石船定位→檔位拋石方量的分劃→拋石→拋石船移位→定位船移位→裝石船定位→…

2.1拋石基線樁測(cè)量、放樣

對(duì)應(yīng)拋石區(qū)沿河岸邊放出基線，間隔拋石船有效拋石長(zhǎng)(網(wǎng)格長(zhǎng))打上基線樁。

2.2拋石船的確定拋石船的有效長(zhǎng)(船單側(cè)能夠拋石直線部分長(zhǎng))、寬、吃水變化、欄桿高等因素，直接影響拋石擋寬和拋石網(wǎng)格的劃分，影響石塊漂距和定位船的定位。

從甲板邊滑拋塊石與從欄桿高以上拋石，角度、高度、速度不易控制，拋石漂距不易掌握相比，人為造成漂距誤差較小。本工程選用船身長(zhǎng)23m，有效拋石長(zhǎng)占20m，寬6m的掛機(jī)擺渡船改造為拋石船，船邊欄桿過(guò)稠鋸掉，滿足石塊能從欄桿下面滑拋下去。

2.3漂距的測(cè)算水深、流速、流向、風(fēng)浪，石塊拋出時(shí)距水面高度，拋石的角度、速度，施工人員素質(zhì)、勞動(dòng)強(qiáng)度，漂距計(jì)算公式等，是影響拋石漂距計(jì)算的主要因素。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式S=kVHANl／6算出水平?jīng)_距。

S—沖距(m)

V—水面流速(m／s)

H—水深(m)

W—塊石重(kq)

K—經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)通常取，通常取0.8。

取不同重量的石塊，在拋石區(qū)同一斷面不同位置實(shí)測(cè)石塊漂距，對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的漂進(jìn)行修正。

2.4拋石檔寬及網(wǎng)格劃分合理劃分拋石檔位寬及拋石網(wǎng)格是確保水下拋石厚度、平順銜接的關(guān)鍵。

檔位寬的整倍數(shù)應(yīng)約等于船寬，并與塊石垂直船側(cè)方向拋出的水平距離相近。蚌埠閘水電站選用船寬6m分5檔，每檔寬1.2m，與石塊從甲板邊滑下的水平拋距在0.5～1m數(shù)值相近，因此取拋石檔寬為1.2m較合適。

每個(gè)網(wǎng)格長(zhǎng)(順?biāo)鞣较?取拋石船的有效拋石長(zhǎng)，網(wǎng)格寬(垂直水流方向)取消除拋石船所占空擋兩側(cè)同時(shí)拋石總面積。

蚌埠閘水電站施工網(wǎng)格面積

=網(wǎng)格長(zhǎng)*檔數(shù)*檔寬

=20×2(船寬／檔位寬+1)×檔位寬

=20×2(6/1.2+1)×1.2

=20×2×6×1.2

=20×12×1.2m²

每個(gè)網(wǎng)格只需掛檔六次就能消除船寬6m所占空檔。

2.5定位船定位由基線樁根據(jù)修正后的漂距，測(cè)出各斷面樁(方向樁)，通常與拋區(qū)長(zhǎng)度方向成≤90℃夾角。然后將兩艘定位船(通常80-100t)移至要拋投的斷面外側(cè)，順?biāo)鞣较蚺帕?，兩定位船間拉一條纜繩(通常不應(yīng)小于中16.5)，間距取1到2倍(通常40-60m)的有效拋石船長(zhǎng)比較合適，間距過(guò)大纜繩下墜造成長(zhǎng)度方向誤差加大，纜繩間隔拋石船有效長(zhǎng)度系一標(biāo)識(shí)，每條船由三個(gè)錨固定，錨重要求確保定位船不位移，定位船錨拋好后，即可對(duì)定位船進(jìn)行定位。

蚌埠閘水電站工程投入2艘150t木船作為定位船。見(jiàn)圖

2.6石料的質(zhì)量控制塊石的尺寸，以能抵抗最大水流沖擊，不被沖走為尺度，并有較好級(jí)配，防止河床泥砂淘刷，選擇拋投塊石重量不小于10公斤／塊，粒徑一般在15cm～50cm之間，對(duì)不符合設(shè)計(jì)粒徑要求(粒徑15cm以下和打于50cm)的塊石做相應(yīng)扣方處理，嚴(yán)禁拋投。

2.7拋石船量方控制根據(jù)拆除塊石護(hù)坡體積和過(guò)磅石塊重折算體積與船上量方體積的比率計(jì)算出石料碼堆的空隙率，消除虛方量，減少人為誤差，保證其與設(shè)計(jì)量相一致。拋石船量方時(shí)，長(zhǎng)、寬、高分別取2、4、6個(gè)有代表性點(diǎn)進(jìn)行量測(cè)，取其平均值計(jì)算，并視空隙率大小核扣方量。每一檔投拋前，平行船中線將每檔需要石方量標(biāo)示出來(lái)，做到總量控制，局部調(diào)整。

2.8拋石船定位掛檔順?lè)较驑兑齼蓷l纜繩到定位船，兩纜繩間距為網(wǎng)格長(zhǎng)，纜繩上間隔拋石檔位寬系度量標(biāo)識(shí)和浮子，浮子可以防止繩濕后沉入水中增大誤差。拋石船進(jìn)入兩纜繩間后對(duì)拋石船掛檔定位。見(jiàn)圖

2.9水下拋石施工拋石施工應(yīng)遵循：從上游至下游、從河中至岸邊逐檔寬逐網(wǎng)格長(zhǎng)的順序進(jìn)行。

拋石船定位前外側(cè)要預(yù)留一檔位寬，采用兩邊拋投，有利于船的平穩(wěn)和工效提高，每檔拋滿后石料船向岸邊移動(dòng)一檔，進(jìn)行下一檔的拋投，待石料船底部區(qū)域拋滿后進(jìn)行大移位。近岸處拋石船無(wú)法行駛船時(shí)，必須搭腳手架采用岸上人工抬拋。

準(zhǔn)確記錄每檔實(shí)際拋方量，如發(fā)現(xiàn)漏拋、少拋，應(yīng)在拋石船移位前及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)拋。

每船塊石拋完后，視石粉、石渣數(shù)量多少扣除相應(yīng)方量，石粉、石渣不允許傾倒河內(nèi)。

拋投時(shí)間的控制：從拋投質(zhì)量和工作人員安全考慮天亮前、天黑后禁止拋石。

蚌埠閘水電站水下拋石施工程序分述如下：采用1艘200T掛漿機(jī)擺渡船改造成拋石船，船長(zhǎng)23m，有效長(zhǎng)20米，船寬6米，有效寬5.8米船寬，根據(jù)所確定的船型及有效拋?zhàn)o(hù)寬度將拋石網(wǎng)格定為12條1.2m×20m的長(zhǎng)條形區(qū)域。

順?lè)较驑兑齼蓷l纜繩到定位船，兩纜繩間距為20m，纜繩上間隔拋石檔位寬1.2m系度量標(biāo)識(shí)和浮子。拋石船進(jìn)入兩纜繩間后對(duì)拋石船掛檔定位，并分劃出每檔拋石量。拋石船在纜繩間移動(dòng)，人工雙側(cè)拋投，每網(wǎng)格首次進(jìn)行投拋時(shí)預(yù)留一檔寬，每擋拋滿后石料船向岸邊移動(dòng)一檔寬(1.2m)，進(jìn)行下一檔的拋投，待石料船底部區(qū)域拋滿后系紅布條明顯標(biāo)志，然后進(jìn)行大移位。每個(gè)船位依次錯(cuò)開(kāi)一檔寬1.2m，從而保證拋投均勻無(wú)空檔。岸邊因水淺船無(wú)法靠岸，改為搭腳手架人工抬拋。見(jiàn)圖

3 效果

拋石完工驗(yàn)收時(shí)，用超聲波檢測(cè)拋石效果，水下地形斷面與原地形比較，拋石厚符合設(shè)計(jì)要求，拋石覆蓋均勻，位置準(zhǔn)確。

4 經(jīng)驗(yàn)與建議

通過(guò)對(duì)本工程的施工，豐富了水下拋石施工技術(shù)，水下拋石應(yīng)盡量在水不流動(dòng)的情況下進(jìn)行，并考慮拋石船吃水高差，風(fēng)浪，拋石用力大小、石塊大小等因素對(duì)縱、橫向漂距計(jì)算的影響，盡量減少誤差。實(shí)踐證明上述方法易于操作、均勻性好、施工方便，易于組織控制，拋投位置準(zhǔn)確，對(duì)治理河岸、河床沖刷十分有效，對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定及堤防防洪均起到了積極的作用。