长江某深水航道治理护底软体排铺设施工技术_secret.doc

xx深水航道治理二期工程XX标段护底软体排铺设施工技术xx1 概述1.1 工程概况xx深水航道治理二期工程SIIB标段位于xx南港北槽下游水域九段沙北侧滩地上，距横沙岛施工基地约4050km，施工区海底面高程在-3.0-6.0m左右。SIIB标段包括南导堤S41+700S48+077段及导堤北侧S8、S9丁坝2座，导堤段全长6377m，堤身采用软体排护底，抛石基床上安装钢筋混凝土充砂半圆体，两侧抛石护肩的混合堤结构；S8丁坝长1829m，S9丁坝长1962m，坝身结构与导堤基本相同。护底工程总长10168m，面积为917732m2 。护底软体排宽度随水下地形的变化为 64185m，具有4种结构型式：A型排：一侧为混凝土联锁块排，另一侧为砂肋排，堤身为砂肋排的混合式软体排（见图1）。图1 护底软体排结构图（A型排）B型排：两侧为混凝土联锁块排，堤身为砂肋排的混合式软体排。C型排：全部由混凝土联锁块组成的软体排。D型排：全部由砂肋组成的软体排。1.2工程主要特点xx河床为特细砂质土壤，受江流和海潮交替影响，河床不断变化，因此护底工程尤为重要。本工程采用的软体排护底结构型式新颖、技术先进、造价低廉，但由于软体排一般应顺流铺设，在xx区海况变化快、灾害性天气多、潮流为旋转流的自然条件下，进行单幅排体施工时间超过4小时的软体排铺设施工技术难度很大。2 施工工艺流程软体排排布加工、运输排布卷上滚筒铺排船定位混凝土联锁块吊安、余排下水混凝土联锁块预制、运输 堤身排砂肋冲灌、堤身排下水余排砂肋冲灌、余排下水检测完成单元排体补排 合格不合格扫海、工前水深测量图2 护底软体排铺设施工工艺流程3 施工方法3.1 船机配置(1) 铺排作业船根据作业区的海况条件和施工要求，软体排铺设施工采用专用铺排作业船“航工铺1号”进行，该船船长67m，宽24m，型深4.2m，吃水2m，配6只7t海军锚，各配39钢缆，另有2只防风链子锚，施工专业机械设备主要为1台15t30m克令吊，1副9.440.8m滑板，1台1.8m、长40.5m滚筒，1套（2台）GPS，2台22kW4寸泥浆泵和与之配套使用的2台15 kW高压水泵。(2) 辅助船舶主要为2640HP拖轮、500HP锚艇各1艘，1000t运砂、运联锁块船5艘。3.2 施工准备(1) 扫海及工前水深测量开工前对铺排区域进行扫海，将滩面的块石及浮出泥面的杂物等影响软体排铺设和使用质量的障碍进行清除。扫海清障工作完成后，施工堤段护底施工30天前进行工前水深测量，作为设计和计算工程量的依据。测量堤段长度控制在2km左右，在该段护底排铺设完毕前再组织下一段的工前水深测量。(2) 排布加工根据工前水深资料及设计要求计算出单幅排体的宽度，单幅软体排的排体长度按照铺排船的铺排能力确定为39.5m。排体布采用整块230g/m2丙纶长丝机织布制作，堤身排为机织土工布（230g/m2），余排部分的排布再与150g/m2短纤绦纶无纺布针刺复合（380g/m2），与堤身机织土工布一次加工成幅宽3.2m，长度为设计排体宽度的土工布织物单元片体。根据设计尺寸在单元片体上划线，标示出加筋带、砂肋套环及混凝土联锁块绑扎扣的位置，用GB4-1工业缝纫机将加筋带缝制在单元片体上，采用包缝法将单元片体逐一总拼成一幅排布。砂肋袋由厂家定型生产。(3) 联锁块预制根据单幅软体排的尺寸，混凝土联锁块分为4.05.00.16m与2.05.00.2m（排头2m范围内）两种单元片体，在陆上预制场预制。3.3 软体排铺设施工(1) 排布卷上滚筒排布运到现场吊上铺排船后，先在甲板上展开拉平，再用16mm丙纶绳将尾端牵引到滚筒上的卡环上，然后将其卷上滚筒，并使排头边位于距滑板外边缘3m处。卷排时将土工布两边拉紧，保证排布卷紧卷匀。(2) 铺排船定位铺排船利用GPS抛锚定位。GPS测出铺排船的实时坐标值后输入计算机，通过软件显示出船位图形，对照预设的铺排位置，通过绞缆调整船体位置，使滑板中心线和理论排位中心线重合，同时滑板外边缘线与排头边线平齐。图3 铺排船定位示意图(3) 混凝土联锁块吊安、余排下水在平潮前3小时，联锁块运输船靠泊铺排船，开始余排混凝土联锁块吊安作业。第一批吊安滑板上的2排，安放完毕用14mm丙纶绳绑扎在排布的绑扎环上（图4步骤），然后将滑板下倾35，松开滚筒刹车，使排体靠自重作用下滑入水，当混凝土联锁块在甲板上留有0.5m时刹住滚筒，吊安第三排联锁块（图4步骤）。按同样方法操作，当排首与泥面重叠3m左右开始移船，移船距离根据水深和沉放排体的长度确定（图4步骤）。重复以上操作步骤（吊运、安放、绑扎、松滚筒、移船），直到混凝土联锁块余排全部下水。 图4 混凝土联锁块铺放步骤示意图(4) 堤身排砂肋冲灌、堤身排下水把砂肋筒穿在排布的砂肋套环上，运砂船系靠铺排船后，用泥浆泵将砂从运砂船上抽出充灌到砂肋筒中。充灌时用2台高压水泵向砂船上冲水造浆，注意砂水比和砂肋充灌密实的程度，当沙肋充盈率不小于80%时可停止充灌，扎紧袋口。甲板上砂肋充砂完成4至5m后，松滚筒开始沉排，排布顺滑板下滑3m后，刹住滚筒，调节锚缆把船位退移3m，使排体平整铺于水底，移船时注意控制移船距离应与沉放排体的长度相一致。重复以上过程，直至堤身排完成。(5) 余排砂肋冲灌、余排下水砂肋余排的沉放与堤身砂肋排沉放的方法一样。砂肋余排沉放至末端余排全部入水着床后，解开丙纶绳活扣将绳抽出，供下张排铺设时使用。以上主要为A型排的施工工艺，B、C、D型排的铺设与之基本相同。 (6) 检测铺排过程中在排体四角、堤身排中心线和堤身排与余排交界处排体两侧共设检测浮标10个，排体铺设完毕测量浮标的位置以确定排体的实际位置，另外潜水探摸进行抽查，如发现排体破损、翻卷、偏位、搭接不够时，需查明原因，根据实际情况进行补排。如检测合格，即完成单张排的铺设，按照本张排的实际位置及排体横向收缩情况确定下张排的理论搭接宽度（根据实际经验，下一排体与本张排体的理论搭接宽度按本张排体横向最大收缩和加3m计算，以保证相邻排体间的实际搭接宽度在整张排体范围内任意位置均不小于设计搭接值1.5m），计算下一排体的理论位置坐标，输入计算机生成新的电子海图，准备下一张软体排的铺设。4 总结护底软体排铺设对风浪、流向、流速等海况要求非常苛刻，由于没有参与一期工程施工，对xx的施工环境缺乏认识，因而在施工中经历了许多曲折，整个施工的过程就是一个不断总结、不断提高、动态循环的过程，这当中获得很多体会和收获，主要有以下几点：(1) 铺设方向的确定xx区潮流为椭圆形顺时针旋转流，高平潮时流向为南向，低平潮为北向。最初施工时因高平潮流速最低而把铺设下排时机选在高平潮前2小时，铺设方向从南向北顺流铺设，经过一段时间施工，发现一般情况下影响施工的最大问题在于运输船能否安全靠泊，运输船的船型小，极易受风浪尤其是涌浪的影响而造成断缆，海况稍差就无法系靠铺排船。xx风向多偏北，并且SIIB标段作业区南侧是九段沙浅滩，北侧为北槽航道无遮掩区，对北侧靠船不利。经综合比较，把铺设方向改为由北向南，低平潮前2小时下排，这样北向的风浪受船型大、吃水深的铺排船遮挡后对运输船的影响大大减小，提高了有效作业天数。(2) 下排与移船的协调软体排铺设中，排体在水下呈悬链线状，每次下排长度根据水深和海况来确定，移船距离与之一致，以确保排体铺设平整、不折叠并且水下悬挂部分受力较小。受铺排船上电力供应制约，另外移船速度也不可能控制到同松滚筒下排的速度完全一致，因此两者不能同步进行，最适宜的方式为先下排2至3m，让水下悬挂排体松弛，再移船同样距离使之略为张紧，这样排体既不会产生褶皱，受拉力也始终控制在较小的状态。(3) 搭接宽度控制相邻排体搭接宽度是主要检查项目，不足1.5m便须补排，但如搭接值过大，则增加了质量成本，造成极大浪费，需要在施工中科学分析，合理控制。实践中通过增长滑板减小排体横向收缩、根据海况