青草沙水库龙口构筑新工艺应用

浅谈青草沙水库龙口构筑新工艺应用摘要：东堤龙口宽度之宽、流速之急、结构之新颖、施工强度之大等特点决定了合龙难度之大。

能否顺利合龙得以科研作为支撑，以技术作为保障。

本文就工程的新工艺展开分析，详细阐述网兜石、30吨砼块技术以及型钢框笼的施工工艺、流程及施工组织安排。

关键词：青草沙水库；结构设计；网兜石；型钢框笼一、工程概述青草沙水库工程位于长江口长兴岛西北侧水域。

南侧水域则为长江口南支南港河段，北侧为长江口南支北港河段。

工程的主要功能是在非咸潮期自流引水入库供水，在咸潮期通过水库预蓄的调蓄水量和抢补水来满足上海市的原水供应需求。

至2010年和2020年水库总库容将分别达到4.85亿m3和5.27亿m3，2020年水库供水规模为719万m3/d，水库水质符合《地表水环境质量标准（gb3838-2002）》ii类标准。

青草沙水库及取输水泵闸工程qsk-c1标工程主要内容：新建北堤、东堤、下游水闸一座及5处疏浚引流。

新建围堤中心线桩号12+564～32+454（含下游水闸），围堤长约19890m。

下游水闸位于青草沙水库下游东北侧，水闸中心线桩号27+371，总净宽20m，三孔布置为5m+10m+5m。

二、结构设计东堤龙口段的设计断面为袋装砂堤心、抛石护脚、栅栏板和砌石护面的斜坡堤结构。

采用c型塑料排水板进行地基处理，往上依次为抛填袋装砂、通长高强袋装砂、高强复合砂肋软体排、混凝土连锁块软体排和网兜石等结构层，形成标高为-4.0m的龙口保护期断面。

再往上库外侧为型钢框笼加抛石和扭王块体形成39m宽、标高为+2.0m的抛石外平台，然后往库内侧为袋装砂内外棱体加堤心砂，内外坡分别采用栅栏板和砼框格加灌砌块石护坡的堤身结构。

东堤堤顶宽8m，外侧堤顶标高为7.95m，内侧设c30钢筋砼防浪墙，墙顶标高为9.20m。

三新工艺设计分析（一）网兜石1．施工流程。

网兜石依次按灌装、出运、转驳、吊安等几个过程进行施工。

因为网兜石需求量大、需要的场地大等因素，所以网兜石的灌装安排在石料场进行，灌好后再通过水运到施工现场。

考虑到运输船的吨位大、吃水深，在低潮位时施工区域的水深有限，所以网兜石运到现场后转驳到小型平板驳上，再转运到施工地点进行吊安。

具体施工流程如下：网兜加工、块石选配→石矿网兜灌装→运输至现场→网兜转驳→靠泊浮吊、网兜组装→浮吊定位安放→水下脱钩→安放完成。

2．施工工艺。

（1）组装方式。

根据设计要求，网兜石需60t压重才能满足现场抗流的要求，但由于单个承载60t网兜对网兜材料的要求很高，且每个环节均需要大型的起吊设备，因此采用单个10t重，6个拼装的组合方式进行施工。

即在网兜的灌装、出运、转运3个过程所起吊的单个网兜重量均为10t，在水下吊装前才将6个10t重的网兜组装成一组，一起进行水下安放。

组装的方式为：相邻两个10t 重的网兜之间用尼龙绳打结连接，最后用一根φ16mm的尼龙绳将6个网兜串联在一起。

（2）定位系统。

网兜石的安放采用水下定点的方式进行，为了确保吊安在水下位置的准确性，特别为此设计一套专用的gps定位系统。

该系统由3台gps、2台电脑显示器组成。

其中2台gps（控制船位）和1台电脑显示器安放在浮吊船的控制室，便于船体移动时的控制；另1台gps（控制安放点）和一台显示器放在吊机操作室，便于吊机手控制安放点。

这套gps系统有两大优点：一是安放时吊机及拟安放网兜的运行轨迹均能在显示器上清楚地显示出来，能动态反映安放的误差，能根据电脑显示的预定位置进行安放。

为了确保网兜石水下安放的紧密性，根据每组网兜石在陆上被吊起之后所占的面积（近似长方形，测定其长和宽）来确定安放预定位置的面积。

二是3台gps相互串联，2台显示器采用无线连接，在任一显示器上既可以看到船位，又可以看到吊机的位置及安放点。

（3）起吊方式及安放施工。

为了保证每组网兜石起吊中的形状和安放后的形状及大小基本一致，需特制了长方形的吊具，每个独立的网兜跟吊具上的吊钩相连能自动脱钩，吊具再跟吊机上的吊钩相连，这样的吊装方式亦提高了施工效率。

网兜石安放时根据网格划定的位置进行安放施工，先进行gps定位，然后进行“碰放”；安放选在流速较小的时间段内进行作业，吊具上牵引两根尼龙绳，进行辅助定位；摆放时错位排列，安放二层时上下位置也错位排列摆放，以确保网兜石安放的紧密性。

（4）船位布置及安放顺序。

每艘浮吊船顺水流方向布置（垂直于堤轴线方向），在船头位置安放（吊机在船头），船体的左右两侧用于平板船的靠驳。

安放顺序总体上是从库内往库外退着施工，这样的船位位置及安放顺序有利于平板驳进出和船舶靠档。

（二）30吨砼块技术1．砼方块垫层处理。

由于30t砼方块安放位置的软体排无联锁片压载，混凝土块为刚性结构，若方块直接放在软体排上，可能会损坏软体排，因此我们设想采用袋装黄砂或袋装碎石进行垫层处理：根据预定的安放底标高，在16m的安放范围内，由人工将袋装碎石或袋装黄砂抛投到指定位置，至少抛投一层，然后由长臂反铲挖机进行水下找平，找平后再进行混凝土方块的安放施工。

在砼块实施安放前，先进行一块30t砼块的安放试验，安放后发现采用袋装黄砂或袋装碎石进行垫层处理存在以下几个问题：（1）施工效率很低，因为这个过程包括抛、检测、夯平等几个环节；（2）抛投后，需要用长臂反铲挖机水下整平，夯平的效率较低。

总结经验后，改用5m×8m的小砂袋，采用网兜石一样的安放工艺，进行水下安放。

其过程包括砂袋的充灌、运输靠驳、起吊、安放等。

2．30t砼方块安放工艺。

采用吊装砂袋的方法可以大大加快30t混凝土方块下方垫层处理的进度，而且可以通过充灌调节砂袋厚度进而控制好平整度30t砼方块由自航甲板驳出运，120t浮吊进行安放，专用吊具水下自动脱钩，gps定位软件进行施工放样，浮吊船根据电脑显示的安放位置进行安放。

当网兜石安放至离混凝土块倒数第二排时，由浮吊进行安放混凝土块。

第一排安放完成后安放第二排，第二排完成后立即安放最后一排网兜石，再进行第三排和第四排混凝土方块的安放。

安放时间安排在当天流速最小的时候进行施工，第一排第一块混凝土方块的安放要准确，安放时船头边线与方块边线相重叠，在船舷边进行安放；在安放第二块方块时即要进行定位又要采用碰放的方式进行安放，当第一段混凝土块安放完成后，将这一段的混凝土方块的四个角进行测量定位，看是否与预定位置有偏差，以便于在安放下一段时进行调整。

在安放混凝土块前必须进行测量，如发现底部基础不平整的，必须用袋装碎石或袋装黄砂将其补平后再安放。

在安放时采用主钩和付钩同时起吊的安放方式，将混凝土块的两个起吊环用钢丝穿好，挂在付钩上，防止主钩脱钩后，混凝土方块倾倒，付钩可将其进行扶正或移位，整平后再安放。

砼方块安放施工如图1所示：图 1砼方块安放施工示意图（三）型钢框笼1．框笼安放规划。

从多波束测量结果的滩面情况看，框笼安放底部的平整度情况尚可，局部区域需整平，由于网兜石上整平困难，故采取了在局部用网兜袋装碎石整平后直接在砼联锁片软体排上安放框笼的措施，安排3条大型浮吊进行安放作业，两头和中间各布置一个工作面。

根据框笼安放试验，框笼之间间距可控制在30cm左右，这样800m 共需要约78个，按照从南往北进行编号1～78号，以便于框笼制作和按预定位置进行安放。

根据设计要求，框笼顶标高按照3.5m控制，对应其所在位置底面高程可计算出该处框笼高度，并对每个框笼安放位置进行了详细分析，其中：6.6m6个、7.1m18个、7.5m29个、8.1m19个、8.5m6个。

2．总体安排及技术方案。

框笼安放计划采用120t浮吊进行安放，边安放边进行笼内2.0m厚抛石压载，框笼安放顺序为从两头向中间，同时在中间位置安排一艘浮吊进行安放，安装完成后立即进行2.0m厚笼内抛石压载，下面抛石，上面压载一层6t的网兜石，随后进行两侧网兜区网兜石固笼。

根据框笼安放的顺序及安排的设备，最后会在2个交汇部位需要安放异型框笼（框笼在轴线方向的长度小于10m）。

异型框笼采用如下方案处理：将10m框笼制作成4m、7m、10m的笼中笼方式，可根据现场需要切割成异型框笼。

抛石和两侧的网兜石固笼计划采用浮吊、海吊船结合进行。

在框笼抛石压载的同时，每隔50m在框笼内预埋锚锭，用于施工船舶系缆。

南北侧堤头第一个框钢笼安放后，立即用大石块将堤头与框笼连接起来，并形成一定尺度的工作平台，为龙口合龙时陆上封堵作准备。

框笼安放到位后，立即将相邻框笼用钢丝绳连接起来。

框笼安放及抛石平面布置如图2所示：图 2框笼安放施工船舶平面布置图3．框笼安放施工。

框笼共计78个，-2.0m以下笼内抛散石11544m3（148m3/只*78只），笼内抛网兜石11193m3（143.5m3/只*78只），笼外网片区域压载60t网兜石15288m3（196m3/只*78只），笼外-2.0m以下60t网兜石固笼16000m3。

四、结语本工程东堤龙口合龙包括框笼安放、框笼抛石截流和内侧大堤闭气土施工，时间长达2个月，并且跨越春节，东堤流速快也是本工程最大的难点和特点。

通过上述新施工工艺的运用，有效的保证了工程各部分按时按质地完成，最终实现合龙成功，也为以后类似工程提供一些参考和借鉴。

参考文献[1]卢永金，佟宏伟．潮汐河口上超大龙口保护与截流工艺及结构研究与实践[j]．水利水电技术，2009，（11）．[2]徐斌．浅谈合金钢丝网兜石笼的施工[j].浙江水利科技，2007，（7）．注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。