水下抛石护岸施工技术

水下抛石护岸施工技术
2018年6月12日
爱拼才会赢制作
一、水下抛石概况
水下抛石护岸因其工艺简单、施工便捷的特点而被广泛应用，在很多水利工程的河道整治 工程中更是大规模实施了水下抛石护岸工程。
水下抛石护岸是使受冲刷的河床、岸坡通过抛石覆盖，以达到防冲作用。由于该护岸形式 具有施工方便、石料来源丰富、工程成本低等特点，目前，长江及淮河流域河道整治过程 中多采用水下抛石护岸。
第 七 抛 投 区
第 八 抛 投 区
第 九 抛 投 区
第 十 抛 投 区
20 M
定位船
①
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二、施工工艺及主要流程分析
装石船的定位和抛投块石
(3)抛石船挂档、抛投块石
抛投图示说明：根据所确定的标准船型及有效抛护宽度将抛石标准网格15M×20M的方 格分为10个长20M宽1.5M条形区域（即5个档位）进行抛布，由于船宽为6米，在抛石时占 据4个抛投区，即挂第一档位时，船位占据第二、三、四、五抛投区，此时抛投范围为第一、 六抛投区，其余档位抛投依次类推。抛投完一个档位后，经监理验收合格后，再依次抛投其 余档位，从而保证抛投均匀，且无空档。人工抛投时，将15×20米的标准网格划分为10个 长20米，宽1.5米的条形区域进行抛布。 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 14 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。
测量和放样控制
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。测量放样方法如下： 在抛区附近的岸边，根据原始控制点，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。 8
二、施工工艺及主要流程分析
测量和放样控制 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。 在基线上根据各施工小区的长度划分放出各基线桩。 由基线桩上测设各断面桩(方向桩)，方向桩应垂直抛区长度方向。测量放样技术要求如下： 测量放样放出的基线桩与方向桩应与定位船通视良好。 利用测设点作控制点，极坐标法放出基线桩和方向桩，桩位距离误差控制在5MM之内。 定位船的抛锚和定位 定位船抛锚要使定位船定位准确、稳定，必须选用合适的锚具及锚缆。要确保抛石质量，首先就必须准确放样。 定位船定位前，一要做好现场漂距试验。漂距试验就是在该抛护断面上，测试不同水深、不同流速、不同重量的块 石在水流冲击下所漂移的距离，并计算其平均漂距，再根据漂距的理论计算值和实测值相比，选择一个合适的漂距， 本次选择漂距为8.2M。由于投入抛石施工船多为50吨左右，堆放长度小于20M，船头前有一小段空载区，通过丈 量长度为1．5M，那么定位船准确的位置应是原施工图标示位置向上游偏移9．7M(漂距+空载区长度)。二要准确 定位放样。根据上述计算成果对照施工图，依照“先上游后下游，先深泓后近岸”的抛护原则，确定抛石的起始位 置。根据施工图上点的坐标，然后用全站仪和标志杆，将靠近岸内侧抛石区边线平移至岸边，并在岸上打木桩，做 好标记；根据施工档位图确定抛石区长度和宽度。依次抛投定位船首锚、前外扒锚、后外扒锚，然后在岸上设两点 (由于砂土，需每点打两根木桩加横档)，固定内侧前、后扒锚。
二、施工工艺及主要流程分析
装石船的定位和抛投块石
(4)机械抛投 石料船进档挂牢后，开始组织机械抛投。机械抛石方法采用船侧式抛投方案，选用1M斗 容的履带式反铲长臂液压挖掘机。挖掘机行驶上改造后的平台船，平台船在靠近石料船一侧 焊隔离架(隔离空档方便石料落水用)和安全挡板(督促挖掘机在行进过程中走直线)，挖掘机 在平台船上顺船方向往复行进，分层均匀抛投运料船上块石。
机械抛投示意图
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二、施工工艺及主要流程分析
装石船的定位和抛投块石
(4)机械抛投 石料船进档挂牢后，开始组织机械抛投。机械抛石方法采用船侧式抛投方案，选用1M斗 容的履带式反铲长臂液压挖掘机。挖掘机行驶上改造后的平台船，平台船在靠近石料船一侧 焊隔离架(隔离空档方便石料落水用)和安全挡板(督促挖掘机在行进过程中走直线)，挖掘机 在平台船上顺船方向往复行进，分层均匀抛投运料船上块石。
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二、施工工艺及主要流程分析
抛前水下地形测量
施工前，委托专业的第三方测量机构对本项目抛石区域进行水下地形测量，并绘制水下地形图和 断面图，作为水下抛石施工实施重要依据之一。 施工区域划分及计算工程量 根据多年从事水下抛石施工的经验，结合当地从事装、运石作业的船只的具体情况，可将抛区划分 为15M宽、30M长的用于大型装石船的标准网格，宽度不足15M的抛区可划分为定宽的小网格进行施 工。根据水下实际断面与设计地形计算各网格工程量。
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二、施工工艺及主要流程分析
抛石均匀度控制
这主要从两个方面进行控制：一是档与档之间抛石衔接控制：本工程每档设计长度为 20M，即档与档之间距离为20M。投入抛石施工堆放长度不足20M，针对船有效长度与档长 不吻合的实际情况，就必须根据石料船的堆放长度因船制宜，前轮抛石时将船头堆放石料的 位置长度在定位船上做好标记，抛下轮时把抛石船下移至标记位置进行抛投，距离控制在该 档20M左右，并不断调整位置，使档与档之间不出现抛石空隙，达到档与档之间石料衔接良 好。 二是环与环之间抛石衔接控制：每一档由若干环构成，每一环设计宽度是15M。按人工 抛投每边每次只能抛投1.5M宽计算，两边同时抛一次能抛的有效宽度为3M。为便于控制环 与环之间的衔接，在挂档缆绳上每隔1.5M卡一个卡子，作为抛石边沿线标记。从深泓抛起， 在达到设计厚度时将抛石船向岸边方向逐步位移1．5M进行抛投，直至该档抛投量达到设计 要求。三是对岸边的浅水区，我们采用人工抬抛的方式。四是对抛好的区域由施工员现场在 17 档环统计表和施工图上标记好，以防漏抛。
二、施工工艺及主要流程分析
装石船的定位和抛投块石
(3)抛石船挂档、抛投块石
船位示意图 抛石船挂档移动方向 标准网格抛投横向挂档示意图 抛石船 5号挂档位置 ① ②③④⑤ 1.5 M
抛石船
水流方向
岸 边
第 一 抛 投 区
第 二 抛 投 区
第 三 抛 投 区
第 四 抛 投 区
第 五 抛 投 区
第 六 抛 投 区
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二、施工工艺及主要流程分析
定位船的抛锚和定位
将内侧后扒锚设在起始抛石断面上，用全站仪测量，通过紧松缆绳调整定位船位置，直 至定位船上的抛投桩点在起始抛投断面上且距抛投区外边线1M处。内侧后扒锚缆绳便是起 抛断面线。为便于挂档，可在缆绳上设置若干浮筒。定位船每隔20M移位一次，方法同前。
装石船的定位和抛投块石 (1)装石船的选择 为保证石料抛布均匀，抛石施工中应控制装石船的规格，要求船舶长度约为30M，宽约 5～7M，装石长度不得大于20M，以保证抛投连续、均匀，不留空档。 (2)石料质量与数量的控制 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 10 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。
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二、施工工艺及主要流程分析
施工流程图 补抛
抛前水下 地形测量
施工区域 划分及计 算工程量
ຫໍສະໝຸດ Baidu
抛投试验
定位船 定位
抛石船量方、 定位
抛投
抛后 测量
完工 验收
水下抛石施工方法按照“划分小区，趸船定位，掌握落距，合理挂档，定量抛投，多次抛匀”的原 则开展。每一个网格施工完毕后，定位船与抛石船移位，按上述施工程序进行下一网格施工。抛投 过程按照“先江中后岸边，先上游后下游”的顺序进行。
二、施工工艺及主要流程分析
装石船的定位和抛投块石
(3)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。 根据多年对长江抛石整治经验的总结，块石由船舷边抛入水后的正常有效抛护宽度约为 1～2M，因而各装石船船位应相互错开1．5M，从而保证抛投均匀且无空档。 因此，可将抛石标准网格15M×20M的网格分为10个宽1．5M条形区格(即10个船位) 进行抛投，每个船位依次错开1．5M。例如：对于船宽6M的运料船，6M船宽加上两侧石 料落水距离各1．5M，单次抛投的覆盖范围达9M宽。为保证15M宽的网格不因船底位置抛 投不到而形成空白区则须沿断面方向移动四次，连同第一次定位位置，共需五个船位来覆盖 整个网格，在每一个船位左右舷同时抛投同一编号的抛投区格，每一个网格分5次抛完。 装石船抛石在标准区格中，应从船两边进行，在非标准网格的定宽小区格抛石时，应 12 由船的一边进行抛投，以保证块石入水后落至指定区域。装石船定好位后，即可按设计抛石 方量进行抛石。
船头 流速Vf
漂距
船尾
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河底
漂距值测定方法示意图
二、施工工艺及主要流程分析
B、理论计处水平落距（即漂距） 理论漂移距按下面公式计算：LD＝0.74VFH/G1/6
式中： LD －块石抛填水平落距（M）；
VF－表面流速（M/S） H－水深（M） G－块石重量（KG） 抛石漂移距确定需采用理论计算和实测两种方法进行比较，找出接近实际的漂移距，控制抛石施工。计 算结合实测漂移距离，将其绘制成水深、流速、流向和漂移距离对应表格以供施工员参考。
二、施工工艺及主要流程分析
装石船的定位和抛投块石
(2)石料质量与数量的控制 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，抛石工程施工中常用的丈量点至少采集数量为(转折处须加密)：长 度，2个点(顶面长1个、底面长1个，取平均值)；宽度，7个点(顶宽4个，取平均值；底宽3 个，取平均值)；高度，3个点(取平均值)。计算方量后再由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查船过磅，根据抽磅结果确定系数，消 除虚吨位，以监理核定量为准。另外计量方式也可采取首船称重计量，即在船舶首尾标志清 晰满载和空载标线，并建立船舶图片档案，石场装料需在监理工程师旁站监督下进行称重装 料并登记在册，每船需以空载线进场装料并装至满载线，按1.8T/M3石方堆积密度系数计算 实际单船抛石方量。块石运输船舶要求相对固定，并建立每艘船舶的资料档案，确定每艘船 舶的运输方量。施工现场收方时只需观察空载线和满载线，并实行欠载不收、超载不计（不 11 计算超出部分石方量）的收方制度。现场施工员根据抛投后有无不合格石料进行二次扣方， 现场签字认可。
运输船移位：运输船通过连接锚缆绞机移位，每次移动1.5M，以保证块石抛投覆盖均匀， 不留空缺。现场施工时，施工员在施工段图上根据设计抛投量及厚度、块石运输船长度、宽 度等计算每次下料数量，并标明已抛区域和数量。施工中，对于近岸区域内船无法抛投的部 位，采用人工搬运进行抛投和水位上涨后再抛投两种方法解决。
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抛石漂移距确定需采用理论计算和实测两种方法进行比较，找出接近实际的漂移距，控制抛石施工。 ①漂距测定
二、施工工艺及主要流程分析
A、现场实际测量水平落距（即漂距） 将块石用铁丝捆好系在测绳一端，在船头做好标记，再将石头从标记处抛入水中，让石 头自由漂落，然后到船尾收测绳并在船上做好标记。当测绳垂直水面时，测绳长度即为水深， 船头抛石标记到船尾收绳标记长度即漂距。块石水下漂距值测定方法如图所示，其中D可由 钢尺量出，H可测绳测出。
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二、施工工艺及主要流程分析
② 流速测定方法 在船上取A、B两点做好标记，将浮标在A点上游处投入水中，当浮标到A点时秒表开始计时，B点 结束，AB长度除以所用时间即流速。
汉江 定位船 Vf=L/T B .
A .
流速测定示意图
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二、施工工艺及主要流程分析
抛投网格划分
水下抛石按照抛投网格进行抛投，首先，根据大多数抛石船的有效抛投长度和定位船的 有效长度，划分抛石施工网格，抛石船有效抛投长度约20M，我们拟采用的定位船为200T 级，船长30余米，因此抛石按顺水流方向20M分段作为一个施工网格，考虑抛宽在 19M~27.5M之间均不分区。然后，根据每一施工网格所在的平面位置，按设计要求的抛石 范围和抛石厚度计算出网格的抛石量，具体抛投过程中，还应按1.5M一档对工程量进行细 化。 因为根据多年对长江抛石整治经验的总结，块石由船舷边抛入水后的正常有效抛护宽 度约为1～2M，因而各装石船船位应相互错开1．5M，从而保证抛投均匀且无空档。
抛投试验
水下抛石位移直接影响到抛石质量，施工前进行抛投试验，根据实测水下断面图，实测不同粒径， 不同重量的块石，在不同的水深，不同的水流速度下的水平落距，以利于定位船准确定位。若水位过
高，水深流急，无法触及到河床底，抛石前根据水深、流速、流向，计算出漂移距。通过现场抛投试
验确定船舶定位方式、移动控制方法、方量控制方法等。