辽河油田海南八人工岛工程扭王字块安装施工技术

辽河油田海南八人工岛工程扭王字块安装施工技术摘要:辽河油田海南八人工岛防波堤工程实行扭王字块护面,需要在水上安装,受潮汐等影响,安放质量要达到设计要求有很大的难度。将安放区域依照平行和垂直护岸轴线方向划分为一网格,网格节点作为扭王字块安放位置,采用极坐标法将吊机中心作为坐标原点,通过计算确定出每个块体的安放参数,实际安装时根据绘制出的定位安装图及安放记录表进行操作,有效保证了扭王字块安装质量和施工进度,取得了良好效果。

关键词:网格节点极坐标法安放参数

扭王字块:防波堤护面块体的一种,一般摆放在最外面一层,通过削弱波浪的冲击力保护防波堤。材料为混凝土,通过定型模板一次性浇筑完成。由三个杆件组成,两端杆件平行,中间的杆件正交于两端杆件。扭王字块的安装分为规则摆放和不规则摆放两种方式,以后者最为常见。安放要求:数量偏差不能超过5%;相邻块体摆放姿势不宜相同;必须有一半杆件(3个端点)与垫层接触。

辽河油田海南八人工岛工程地处辽宁省盘锦市双台子河口国家级自然保护区和辽东湾渔业养殖区。位于大洼县三角洲海南3井区7.6km海域,像一艘巨轮,停泊在辽河入海口。这里海底沟壑纵横,海面风高浪急,冬季有巨大冰排的不断冲击。工程内容:在3325m防洪堤坝上有规则安放3t混凝土扭王字块127764块。工程特点:水较深,平均

水深在-9.0m左右;受潮汐影响,水流急;外海无掩护,风浪大。这些给安放扭王字块带来很大的难度。为保证达到设计密度要求,保证施工进度,工程采用了极坐标法在水上安放扭王字块。

1 安放基本原则

按设计要求的安放密度、扭王字块的几何尺寸,将安放区依照平行和垂直护岸轴线方向划分为一网格,这个网格上的节点即为扭王字块安放位置,通过简单的几何三角函数关系确定每个块体的位置,绘制出安放区域示意图。施工时就按网格中的节点反映的位置、数量进行作业。

2 扭王字块定点安放工艺

2.1 设计安放网格

扭王字块平面位置的确定如下。

扭王字块的定点间距计算和定点坐标的计算。

扭王字块的布点网格呈菱形布置,其网格间距的计算公式为:

N=[1/(A×B)]×100

其中:N为每100m2面积内扭王字块安装个数,按《防波堤设计与施工规范》(JTJ298-98)第62页取N=52块;

A为相邻块体行间距,单位:m;

B为前后相邻排的间距,B≈0.5A,单位:m。

经计算,对3t扭王字块,A取1.961m,B取0.981m。

2.2 护面块体在斜坡堤坡面上的安装顺序

块体在斜坡面上的安装顺序紧随垫层石抛理标高施工,由坡脚向坡肩进行,在起始里程处安装一个三角形区块,在此基础上向前、向后按菱形依次推进安装。

2.3 极坐标法安装扭王字块

采用极坐标法安装扭王字块,需要首先确定三个参数,即:吊机停放的中心坐标、每一块扭王字块安装的吊臂水平转角α及竖直仰角β。

吊机停放中心坐标确定,即确定吊机安装作业的停放位置,吊机安装作业的停放位置主要根据吊机的最大吊幅,及护岸坡面的尺寸来确定,根据护面块体的重量及需要吊机安装的最远距离来选择吊机,选定吊机的吊幅就作为安装扭王块每一分段的段长,每段扭王块安装的外形为规则的菱形,而吊机就停放在该菱形下边线的内角较大角点对应位置上。

每一扭王字块安装水平转角(相当于吊机中心)的计算,首先确定方向线,以安装的前进方向作为极坐标的正向,由已经确定的菱形边长(吊机吊幅)以及护面块体的间距和排距,可以计算出每段有多少排,每排有多少块,每一块的定位由水平转角α及水平投影距离(即竖直仰角β)来确定。水平转角α可以由三角函数关系计算出来。

已知吊机最长吊臂长L,最远水平吊距D,块体间距A,块体排距B,吊机垂直于堤岸轴线最远水平距离C,利用以上已知条件可计算出每个块体的水平转角α。

(1)第一排:

3 安装作业步骤

3.1 船机结合

组织一条浮吊船,4条运输船一条交通船作为一个扭王字块安放班组。浮吊船既是定位船又是起重船。

3.2 绘制定位安装图

将安放区扭王字块的层次、数量用大比例尺绘制在纸上;在浮吊船工作范围将安放区划分为若干个长条小区,并注明小区的里程编号;注明浮吊船每次移船位置。

3.3 制定安放记录表

按照安放小区制定安放表,表中根据浮吊船位置计算出每排中每块扭王字块安放的水平角α及竖直仰角β。块体安装施工使用安装记录专用表格,表格中标明每一个安装区块、区块起始里程、块体的纵横排列序号,安装时,逐块做好安装记录。

3.4 定点安放

首先放样吊机中心点及方向线,其次在吊机转盘的机座上固定一刻度盘,用来提示吊机的水平转角,移动吊机使得转盘的零刻度线与方向线吻合,然后按计算好的安装参数(α,β)转动吊臂起吊扭王字块,调整好转角α与仰角β,自动脱钩放下扭王字块,然后进行下一块的安放。

3.5 安放质量控制

(1)浮吊船有定位作用,浮吊船位置既要在移位时由检测仪器较位,在起吊安放时,也要时时校正浮吊船位置。

(2)认真做好施工记录,坚持每日申报制度,每安放一次,在安放表相应位置作一记号。

(3)执行测量的复核制度,同时加强岸上的监测。

(4)在涨落潮时施工避开大潮汛、涨潮流急的时段。

(5)严格执行扭王字块落地脱钩的规定,防止位移带来误差。

(6)货船到达施工位置前,先确定停船位置,在停船位置的海域落

潮时,检查岛体护坡外30m范围一周海滩有无障碍物或不明障碍物,如有将其清除,对有海水覆盖的位置,使用潜水员下海进行摸探检查,检查此地海域有无障碍物或不明障碍物,船停此地是否安全,检查后确定此地是安全可靠,确保安全后,方能停船作业。

4 结语

扭王字块定点安放工艺,主要利用计算机快速处理大量数据的能力,将每一块的定位参数,通过三角函数计算出来,通过本工程实践证明,极坐标安放工艺是保证扭王字块安装质量和进度的有效技术措施。

参考文献

[1] JTJ 298-98.防波堤设计与施工规范[S].北京:人民交通出版社,1998.