基于網格的精確拋石護岸施工技術分析

葛以宏 葛玉劍 蔣 雷

基于網格的精確拋石護岸施工技術分析

葛以宏1，2葛玉劍3蔣 雷4

拋石護岸是堤防加固工程中加固堤腳、防止崩岸的主要措施，通過機械或人工拋投卵石、散亂塊石，在指定區域把斷面從堤腳至正常水位線之間的區域表面用一定粒徑的塊石覆蓋起來，增強其抗沖刷的能力，以達到穩定河勢、保護大堤的目的。在歷年抗洪和維護河勢穩定中發揮了重要作用，成為防洪工程體系的組成部分和河勢控制規劃中的重要工程措施。

一、拋石護岸的施工難點

拋石防護的拋投范圍對防護效果影響較大，堤岸附近固、液交界處床面上的動水壓力比不受擾動水流中的動水壓力要大幾倍，平順拋石護岸和磯頭拋石護岸工程中，橫斷面上端一般自枯水位水邊開始拋石，下端則根據河床的具體形態確定。對于深泓逼岸的河段，拋石防護范圍應延伸到深泓線處，并應滿足河床最大沖刷深度的要求；在主流逼近凹岸的河勢情況下，拋石范圍必須覆蓋最大沖深處才能取得最優的防護效果；在水流平順段，拋石防護范圍可至坡度為1∶3～1∶4的緩坡河床處。水下拋石工程質量標準歸納起來有六個字，即“拋足、拋準、拋勻”，拋石的數量、范圍和均勻性，直接關系到拋石護岸工程的施工質量。

二、拋石護岸的施工要點

筆者以江蘇省長江鎮江段某水上拋石防護工程為例，簡要說明拋石護岸工程的施工要點。鎮江長江段水流紊亂，受潮水影響較大，流速隨潮水的漲落變化較大，水位由于受潮水的影響變化也較大，最大水位差在1.5m左右。水上拋石施工受水流、水位的影響較大，特別是長江下游的水上工程的施工更是要對施工區域的水流及潮位條件做出正確的分析，同時長江水上施工作業時還應注意來往船只的通行，以免發生安全事故或對施工現場造成影響。

根據《江蘇省長江水下平順拋石護岸工程質量驗收辦法（試行）》規定，為使工程達到“拋足、拋準、拋勻”的質量標準。筆者根據多年施工經驗和技術分析，歸納總結出“劃分小區、專船定位、合理掛檔、定量拋投、多次拋勻”的施工方法。

1.劃分網格圖

首先對施工區域的水下地形進行測量，繪制1∶2000的水下地形圖；然后根據施工圖紙和拋石區的大小，將整個水下拋石范圍劃分為若干個單元，將每個單元劃分成若干個小拋區（網絡），網絡規格一般為5m×20m，并對每個網格進

行編號。根據拋石厚度和小拋區的面積來計算各個網格的設計工程量，以便根據設計工程量合理調度安排石料船上檔拋投，使船只正確到位，并記錄拋石數量和進度。為保證拋石的均勻性，每個小區應分5～8次拋足（拋石厚度較小的不得小于4～6次，水位變化區和近坎部位根據具體情況，但最少不得少于3次拋足）。工程的施工過程中填寫小區圖并及時復核各小區的實際拋投量，將實際拋投量與設計拋投量進行比較并上報監理工程師進行質量評定，決定是否需要補拋或進入下一小區的拋投工作。

2.固定斷面的設置

一般每間距100m設置1條固定斷面，本標段護岸總長度為1000m，共設置固定斷面10條，每個固定斷面分別在拋前和拋后各測量一次以檢測拋石厚度，每一小拋區的拋石數量及全部小拋區的拋石數量必須達到規定的要求。規范要求每個單元工程實際拋石數量達到設計值的95%至105%及以上，單元工程為優良工程。如不滿足要求應立即查明原因并進行補拋直至達到要求，保證工程的質量優良。固定斷面采用測深儀結合激光測距儀進行測量，先將測量船的一邊與固定斷面線相重合，然后用激光測距儀在固定斷面上約每隔5m測量一次該點到岸上斷面旗距離，同時用測深儀測量該點的水深。最后將水深換算成1985國家高程基準下的高程，把測量成果繪制成1∶200的固定斷面平均增厚率測量圖。

3.拋石提前量控制

由于塊石在入水過程中受到水流作用將順水流方向（縱向）漂移一定距離后才能落到河床或岸坡上，塊石在水中漂移距離受流速V（m/s）、塊石自身重量W（kg）和水深H(m)等諸因素的影響，下落距離S按下式計算：S=0.8VH/W1/6

施工時應適時進行水深和流速的測量，調整拋石提前量。拋石提前量除了落距還應加上裝載塊石的船身離定位船的距離，拋卸時一律要求塊石船順水流方向垂直掛靠于定位船。本工程處于感潮河段，流速受漲落潮的影響變化較大，考慮實際施工時間段和流速的變化特征，每天每隔2h測量一次流速，在拋石施工中利用最后一次所測量的流速作為以后兩小時施工的代表流速，若最近一次計算出的拋石提前量與上一次的提前量相比相差超過30cm則進行定位船的移動，做到及時調整拋石提前量，達到“拋準”的目的。水深則根據施工前測量的水下地形圖以及實測的當天水位，選擇能體現實際情況的代表性水深作為計算落距的水深。塊石重量按塊石的平均重量30kg計算。

4.放樣定位和測量

本工程采用GPS全球定位系統進行施工放樣定位。根據施工圖紙上提供的坐標，首先對施工圖紙上所給坐標的正確性進行校核。待施工圖紙上的坐標得到正確的驗證后，將根據此坐標來理論計算定位船各個位置的坐標然后進行定位船的定位。

在包含固定斷面的拋區，拋投工作開始前首先要做好固定斷面的拋前測量工作。拋前固定斷面的測量由專業的測量人員利用測身深儀和測距儀完成。首先將石料船的一邊船舷與固定斷面相重合，然后在固定斷面線上每隔5m測量一個點的水深及其至岸上斷面旗的距離。將測量成果整理并繪制成圖。

5.拋石施工和定位船的移動

定位船定好位后即可安排石料船上檔進行拋石施工。施工員根據質檢工程師提供的石料船的實收噸位并結合定位船所在位置的小拋區的設計拋石量，科學合理地調度安排石料船排靠在定位船的相應位置上，等所有船只停靠結束后安排分配工人上船進行拋石作業。在進行水下拋石施工時，應嚴格遵循“先深后淺，先上游后下游”的原則。

定位船快速準確的移動是保證長江水上拋石施工工作正常運行的前提。水上作業是長江拋石施工的最大特點，水上作業的技巧性比較強，必須要有專業且有經驗的人員負責調動才能協調有效地進行工作。本次施工將小拋區劃分成5m×20m的規格。開工前將規定所有參加施工的船只石料的裝載長度必須要在10±2m范圍內，故每個小拋區縱向需移位一次才可將整個拋區拋滿。定位船的橫向移位視拋區的寬度而定。本次工程拋區的寬度均為40m，計劃橫向移位1次。石料船掛靠在定位船上施工時只發生橫向的偏移，由于各小拋區的寬度均為5m，為保證各小拋區無拋空區域，每次石料船偏移的距離為2.5m。

6.斷面測量

在包含固定斷面的拋區拋投結束后，要及時進行拋后固定斷面的測量。測量方法同拋前測量。將測量的成果與拋前固定斷面的測量成果進行對比分析，每個點的增厚率應在設計厚度的65%～135%之間，完全符合要求后則可進入下一位置的施工；不符合要求的則要立即查明原因采取措施進行補拋，直到符合要求為止。

在工程全部拋石施工結束后，應及時進行水下地形測量并將拋后所測的水下地形圖與拋前水下地形圖進行對比分析并上報監理工程師審核，作為竣工資料。經監理工程師審核后進入完工審報階段。

三、結語

河道岸坡防護是河流生態修復的重要形式之一，是水陸交匯交融、過渡連續的重要紐帶環節，對河流生態系統起到重要的修復、恢復作用。拋石護岸是一種常見的治理河岸崩塌的方法。它具有可充分利用當地天然材料，施工程序簡單，直接覆蓋在河床沖刷面，防護效果明顯等特點。隨著進一步治淮工程的全面開展，拋石護岸施工也必將在淮河流域得到大量應用■

（作者單位：1.淮安市河海水利水電建筑安裝工程有限公司 223001 2.盱眙縣水利水電建筑安裝工程公司211700 3.江蘇省水利工程建設總公司225009 4.無錫市泓利工程監理有限公司 214000）