防波堤工程中的堤身拋填施工工藝

陳勇勝 中交四航局第二工程有限公司

1.工程概況

港口城外防波堤為離岸式防波堤結構，堤長3245m，南、北堤頭分別與南、北攔沙壩相連，石料總量250×104m3，17t扭王字塊23280個，22t扭王字塊1536個。本文以此為例，詳細探討堤身拋填施工工藝。

2.拋填施工特點

在本工程中，拋填施工具有總工程量大、拋填速度快、斷面工程量大三個特點。

總工程量大。本項目防波堤工程量大，其拋填工程量大約為37×104m3，在規定時間內只使用傳統的方法無法達到理想的施工效果，并且這項工程更適用于快速拋填，主要采用的工具是海上船機。

拋填速度快。由于開體駁有巨大的容量，使得其具有良好的機動性，能夠快速完成如裝箱、運輸、拋填等一系列作業。與施工環境結合并科學應用可以提高拋石的效率。因此，在施工過程中要控制好拋填速度、合理應用開體駁。在具體應用過程中，開體駁操作起來較為簡單，先將開體駁裝備完成并將其送到指定地點，打開倉門前，先由工作人員確定施工角度，再將石料卸到基坑里面。整個過程時間很短，只需要幾分鐘，對比傳統的方駁結合反鏟拋填石料的工藝，開體駁操作時間更短、速度更快，優勢更為明顯。

斷面工程量大。這次施工有著斷面工程量大的特點，并且由于工程的位置比較特殊，如果在這種環境下采用一些傳統的拋填工藝很大程度上不能取得良好的施工效果，還會造成工期延誤，因此開體駁拋填成為必然選擇。在施工過程中，如果沒有具體標志，可能造成拋填不均勻的情況，在使用開體駁施工前需全面考察施工環境并繪制地圖，避免發生以上情況和浪費，將石料準確運到指定的位置。

3.施工步驟及方法

3.1 施工步驟

（1）平面施工順序。在防波堤施工前，先在東南側修筑一條1120m的臨時通道。防波堤整體施工順序自東南向西北角施工。

（2）施工步驟。將原床面用吹填砂抬高至-17m，用開體駁或1000t泥駁拋填海側一級棱體1～500kg護腳、1～50kg塊石塊，然后由疏浚單位拋填堤心砂，再利用定位方駁或1000t泥駁配合小開體駁拋填堤心料C至標高-4m左右，在拋填過程中按負偏差控制原則確保包裹層堤心料B的層厚。

水上利用定位方駁配合小開體駁先拋填層厚最少2m的1～500kg堤心石B，理坡時采用26m長臂反鏟配合GPS理坡系統的方法。2000t自航方駁+標準臂拋填-4m標高以下的墊層塊石及部分壓腳塊石，同樣利用26m長臂反鏟配合GPS理坡系統來理坡。

由抓斗船+泥駁將-4m標高以上堤心料B和墊層塊石粗拋和送料，使用2000t方駁+CAT390DL對堤心料B水上理坡。然后利用長臂挖掘機對堤頂內外側墊石塊拋理，堤頂標高控制在+1m標高的范圍內，堤頂寬度加寬至10m左右。

使用200t反鏟（配聲納和可視化系統）安裝海側的扭王字塊，扭王字塊通過方駁水上運輸至現場。先于200t反鏟上安裝2排扭王字塊，再利用2000t方駁+CAT390DL完成2～5t壓腳塊石的拋填。

反挖岸側墊層塊石至坡頂并對岸側和堤頂采取理坡操作，用2000t方駁+標準臂反鏟對岸側2～3t壓腳塊石拋填，將方駁吊在150t履帶上于水上安裝堤頂和岸側扭王字塊。

3.2 施工方法

各典型試驗施工后及時分析和總結測量結果，找出最合理的參數指導施工，針對情況的變化及時修正調整，使施工處于最佳狀態。

3.2.1 水上拋石

進行護腳1～500kg塊石拋填，利用施工控制網根據方駁船寬將施工區域分為若干網格，定位船舶垂直軸線方向駐位。施工中隨時測量，發現測點和網格欠拋時及時補拋，以保證堤心石總體的拋填質量。防波堤部分堤心石考慮由供應商直接運輸合格石料至臨時碼頭處裝船，其余的堤心石由石料堆場轉運至臨時碼頭處。其中在海側堤心石理坡結束后及時對墊層石施工，對堤心石形成有效的防護。

推填堤頭防沖刷保護措施：季候風季節，防波堤受海浪沖刷影響較大，特別是堤頭裸露的堤心段受沖刷力最大，季風季節來臨前將已施工段海側及堤頂一半護面塊體安裝完畢，堤頭拋填大塊石并理坡，然后安裝10t扭王塊用于防護，形成防沖刷能力。

施工進度過程控制：-4m以上堤心石，裸露部分長度控制30m以內，已完成護面墊層塊石段的推進超出已完成扭王字塊體護面段的長度宜控制在50m以內。

3.2.2 扭王字塊安裝

主防波堤海側水下采用“挖掘機+機械旋轉臂”可視化安裝。塊體先在堤頂采用不同的姿勢綁好；挖掘機起吊塊體，通過定位系統找到塊體安裝網點并下放；根據操控室電腦顯示塊體的實時成像，操作手通過微調rotator將塊體位置調整到最佳狀態并松鉤，然后安裝下一個塊體。

由于前期200t鉤機需要輔助墊層石理坡，故前期考慮采用150t履帶吊上堤頂安裝海側扭王塊。200t挖掘機上堤頂安裝扭王字塊，堤頂寬度至少10m寬，在堤頂墊層塊石拋填時需在設計寬度的基礎上再加寬3m，并在表面利用小顆粒料找平。岸側及堤頂采用150t履帶吊上方駁進行水上安裝，安裝最遠距離約20m，考慮0.8的折減系數，150t在船上20m范圍內可吊重17.6t滿足施工要求。

4.施工質量管理

4.1 拋石施工

（1）嚴格把控石料質量，符合相關規范與技術規格書的要求，不符合要求的不能進場。

（2）為了確保拋石堤的安全，避免在長時間暴露情況下堤心石被風浪襲擊，要在完成拋填后緊接著開展下一步工序。

（3）拋填堤心石時為了避免超高，做好測量以及驗收檢查工作，針對低凹處要補拋。

（4）拋填時注意減少頂部不均勻的情況，控制速度、均勻加高。

（5）在圖上做好拋填位置的標記，為了防止漏拋可對拋石船之間的空擋采取控制措施。

（6）按照設計要求的重量等級選擇墊層塊。

（7）設計斷面的規格石拋填完成后應盡快通知業主代表驗收。

4.2 預留沉降

按照30cm預留沉降進行設計，在施工時設置控制標準：堤心石頂標高預留30cm做沉降。

4.3 扭王字塊安裝

（1）安裝護面塊體之前，出運安裝時標準塊體強度達到設計的100%。

（2）安裝前檢查護面塊體，檢查內容包括塊石重量、塊石墊層厚度、表面平整度和坡度。對于被風浪破壞以及不符合要求的需采取修整措施。

（3）按照自下而上的順序安裝護面塊體。

（4）采用定點隨機的方法安裝扭王字塊，采用設計提供的扭王塊安裝坐標圖確定安裝的點位，并遵守如下控制原則：①交錯安裝相鄰的塊體：第N+1排的塊體在第N排塊體之間安放；②同排相鄰塊體在前后不應有接觸，以避免重疊和對下一排安裝造成影響。如果出現重疊要做出調整，這樣有利于塊體的穩定；③第N排塊體和墊層石對第N+1排塊體承重。第一排塊體除外；④在坡面上斜向放置塊體，使墊層與塊體的一半桿件接觸，但是相鄰的塊體不宜有相同的擺向。

（5）在正式安裝前護面塊體采用典型施工方法，以此掌握影響施工進度和質量的因素，并對其做出調整。安裝后檢查塊體漏放以及重疊的情況，主要采用水下方法或者陸地觀察的方法。

5.結束語

在防坡堤工程中，施工技術的科學掌握很重要，施工順序以及工藝的正確性能夠保證整體質量，選擇良好的施工環境，保證設計方式的正確性，順利完成所有施工，致力于達到完美的工程效果，同時做好驗收工作，為保障施工整體過程中的安全性和質量奠定堅實的基礎。