马来西亚民都鲁防波堤及附属工程四角锥体安装技术

1、马来西亚民都鲁防波堤及其附马来西亚民都鲁防波堤及其附属工程四脚锥体安装技术属工程四脚锥体安装技术马来西亚民都鲁防波堤项目1 目录：目录： 项目简介及摘要：项目简介及摘要：一、四脚锥体安装方式一、四脚锥体安装方式二、四脚锥体安放顺序二、四脚锥体安放顺序三、排列方式及其参数的确定三、排列方式及其参数的确定四、四、GPS定位软件的选择定位软件的选择五、施工过程中的质量管控五、施工过程中的质量管控六、六、施工经验总结施工经验总结2项目简介及摘要：项目简介及摘要： 本工程位于马来西亚沙捞越州民都鲁沙玛拉祖港口，主要包括南北两条抛石堤及防波堤标志、通道台阶等工程内容。其中南抛石堤长约1597m，北抛石堤长

2、约1463m。本工程四脚锥体包括两种规格：2m和4m，其中2m四脚锥体37558块，4m四脚锥体17558块，共54880块/14.4万方。有别于国内防波堤护面工程多数采用扭工块、扭王块和人工块体，马来西亚工程中多数参照英制标准，防波堤使用体积较大吨位较重的混凝土四脚锥体（2m重5t,4m重10t），对于四角锥体安装单位面积密度及平整度要求较高。3 由于在国内防波堤无使用大体积大吨位的四脚锥体施工，无施工经验可以借鉴，使得我们在四脚锥体的起吊安装过程中遇到极大困难，只能通过我方技术人员潜心钻研，得出以下四脚锥体安装方面的核心技术和成果。关键词：四脚锥体起吊安装、排列方式、GPS定位、质量控制

3、4一、四脚锥体安装方式一、四脚锥体安装方式马来西亚民都鲁防波堤项目四脚锥体安装采用水上安装和陆上安装两种方式： （1）水上安装 水上安装（低潮位水下部分）采用起重船起吊，GPS进行可视控制四脚锥体安装，到位后自动脱钩工艺。操作人员根据计算机屏幕上显示调整四脚锥体位置，待GPS显示四脚锥体中心与设计位置重合后，开始缓慢下放，根据GPS显示调整直至安装就位，最后完成重力式自动脱钩，完成安装。平面方向依靠缆风绳索控制四角锥体安装方向，逐一按图纸要求进行安装。5u图：1-1四脚锥体水上安装示意图6 （2）陆上安装 水上安装一段距离形成施工面后进行陆上安装，安装前采用全站仪测放出安装网格线，并做标识确定

4、安装范围。陆上安装使用平板车运输至安装区，履带吊起吊，GPS进行安装位置控制。如下图1-2所示。7u图：1-2四脚锥体水上安装示意图8二、四脚锥体安二、四脚锥体安装装顺序顺序防波堤轴线上分段平行作业，分段长拟约50100m；平面上海侧港侧交叉作业，在海侧优先的前提下内外侧同时施工；在断面（横向）上分层作业，即边坡坡面与堤顶分开安装（以现有堤顶3.6m标高为分界）。在整个四脚锥体安装过程中，优先进行海侧四角锥体安装，以保证在季风期堤身安全同时加快四角锥体安装工作。 四脚锥体在整体安装顺序块体在斜坡面上的安装顺序紧随垫层石理坡施工，防波堤轴线方向由小里程向大里程推进，横向由坡脚向坡肩进行，见下图所

5、示。9u2-1四脚锥体整体安装顺序10 四脚锥体分层安装 四脚锥体安装分两层，第一层四脚锥体正面朝上，第二层四脚锥体成倒立形式安装入第一层四脚锥体间隙，第二层的安装难度远远大于第一层正向安装。四脚锥体第二层安装，采用两短一长三根钢丝绳进行起吊，实现四角锥体安全翻身及利于四角锥体安装到位，见下图。11u2-2 四脚锥体分层安装12四脚锥体安放排列方式的选择是四脚锥体安放最重要的环节之一，直接关系到后续安放的效率与质量。该项目四脚锥体主要有两种型号：2m3与4m3，技术规格书对其要求如表1，填充密度为上述值的95%到105% 。u表1. 四脚锥体单位体积、单位质量、层厚及填充密度三、排列方式及其参

6、数的确定三、排列方式及其参数的确定四脚锥体四脚锥体护面护面 块块尺寸尺寸单块单块 体积体积单块单块 质量质量层厚层厚填充密度填充密度(块体块体数量数量/100m2)2m32.02 m34.86 t2.63 m65.044m34.05 m39.71 t3.31 m40.8613四脚锥体排列方式主要有两种，如图3-1所示.u图3-1.方案比选14两种排列方式相比，第一种排列方式优于第二种。其一排列密度第一种大于第二种，能够满足设计要求；其二第一种是标准的格网，便于施工与施工放样。确定排列方式后，排列行间距与列间距是非常重要的两个参数，其直接关系到填充密度与安放的可行性，间距过大密度不够，间距过小将

7、会导致四脚锥体无法准确安放到位。方案比选：方案比选：15根据平面图初步确定其水平排列时其横向间距为1.90m，纵向间距为1.72m。而后采用Sketch Up软件进行三维模拟，可以确定其之间间距横向与纵向有8cm的可调剂量，根据三维模拟结果确定水平放置时其横向间距为1.88m，纵向间距为1.68m，当在斜坡段时根据斜率计算其横向间距，坡面与水平段交接的横向间距为1.98m。确定排列方式及排列间距参数后，在安放前结合断面形式使用Sketch Up软件进行模拟其安放位置，如图3-2所示为Sketch Up三维模拟的四脚锥体安装效果图。16u图3-2.四脚锥体安装三维模拟17四、四、GPSGPS定位

8、软件的选择定位软件的选择四脚锥体安放数量巨大，传统的施工放样工作量巨大，效率低下，四脚锥体的施工放样只能采用GPS实时定位技术。当前的施工定位软件能满足一些基本定位功能，考虑到质量监控与资料报表，项目部工程技术人员根据项目实际需要自主开发了一套GPS施工定位软件，该软件具有多种定位模式、实时显示、自动记录、自动报表及计算辅助等功能。如图4-1所示四脚锥体安装时定位系统主界面。18u图4-1.GPS定位软件主界面19多种定位模式：提供单GPS定位模式与双GPS定位模式，可以满足点、线及坐标格网等常规元素的施工放样与测量。实时显示：可以实时显示GPS的实时位置与放样点的位置，如图绿色为GPS实时位

9、置，蓝色为当前放置位置，红色为已经安放的位置，灰色为未放置的位置。通过图形可以直观反映偏差，具体大小可以通过偏航窗口的数据确定。不同颜色的标记可以确定放置与未放，可以有效避免水下部分四脚锥体的重放与漏放，极大的提高施工放样的效率与减轻了工作量。20自动记录：自动记录功能可以提供过程记录与最终记录，过程记录按照时间间隔进行，主要记录GPS的输出的原始GGA语句，及记录时刻的偏差量与坐标，通过过程记录文件可以得到其四脚锥体安放过程中的位置细节信息，一块四脚锥体对应一个记录文件。最终记录记录四脚锥体结束安放时刻时的位置信息，一个格网对应一个记录文件，用以汇总报表。如下图4-2所示四脚锥体安装汇总表。

10、21u图4-2 .四脚锥体汇总表22自动报表功能：可以通过记录的信息，自动生成元素（点与线）放样过程报表、坐标格网汇总报表及工程进度统计报表。该功能可以对安放过程中的细节情况进行查看，可以反映安放过程中的质量问题，可以起到一个质量监督作用，同时也减轻了后续资料整理的强度。辅助功能：包括计算坐标系转换参数、生成坐标格网、生成平行线等计算功能。GPS定位软件开发完成后进行了大量的现场测试与检校工作，在确定稳定可靠后方投入使用，并对相关使用人员进行培训。23技术规格书中对四脚锥体安放位置要求如下：水平面(x-y平面)四脚锥体护面块铺砌精度应相对于预定位置相差500 mm或H/6(取较小值)，利用护面

11、块重心确定位置。此外，护面块的铺砌应能得到最佳联结效果，确保第一层块体与垫层相接触，第二层与第一层四脚锥体护面块接触并充分联结，并确保能穿过四脚锥体护面层的最大圆柱直径小于0.264H，其中H为四脚锥体的高度。因此GPS接收机天线的安装上要求其相位中心位置与吊钩中心位置在静止情况下其水平距离不得过大，项目部确定安装偏差不宜超过5cm。24同时GPS天线的安装应牢固，在四脚锥体安装的时候面应朝上，GPS天线的安装由项目部工程技术人员安装并检校合格方投入使用。25五、施工过程中的质量管控五、施工过程中的质量管控工前控制： 四脚锥体安装前，必须检查安装的块体强度达到规定的28天抗压强度，前一道工序必

12、须检查验收合格，不得在斜面上铺砌额外四脚锥体护面块以覆盖四脚锥体护面层的空隙，也不得有其它铺砌不当的情况，经监理签认后进行安装。实地标记： 护面块坐标应预先确定，并对预定位置进行编号，在岸上标记四脚锥体的横向轴线与纵向轴线，并实时与GPS显示的位置进行对比。26 铺砌四脚锥体护面块时，应注意不要撞击到岩石垫层或先前铺砌的护面块，仅当护面块在垫层停住，或接触到第一层四脚锥体护面块并与之充分联结时，才可释放护面块周围的铺砌用夹钳或吊索。四脚锥体护面块铺砌好后，应记录好四脚锥体护面块号、位置编号及实测X、Y和Z坐标。精度控制： 水平面(x-y平面)四脚锥体护面块铺砌精度应相对于预定位置相差32cm、

13、41cm（500 mm或H/6，取小值)。此外，护面块的铺砌应能得到最佳联结效果，确保第一层块体与垫层相接触，第二层与第一层四脚锥体护面块接触并充分联结，27 并确保能穿过四脚锥体护面层的最大圆柱直径小于0.509m、0.644m（0.264H）。 优化施工顺序： 水下安装部分受涌浪影响较大，在涌浪大时停止水下安装作业，改为安装水上部分，在涌浪影响不大的情况下安装水下部分。安装过程中应轻吊轻放，严禁碰撞以及外物撞击，由于碰撞等原因造成的断脚或较大表面损伤，严禁继续安装。原始数据记录： 在实际安放过程中对原始放样数据进行实时记录与最终记录，通过查看其过程记录资料确定安放位置偏差。28经验总结与改进： 对安装过程中的施工经验与问题定期进行总结，及时改正不足之处，不断完善施工工艺，严格安装PDCA管理流程进行管理。29六、六、施工经验总结施工经验总结通过本工程四脚锥体的施工，我们得出了以下经验：采用陆上、水下安装相结合，可以有效保证四角锥体安装速度，同时减少了与其他施工工序间相互交叉干扰。 优选四脚锥体排列方式、采用GPS定位软件安装，全面做到人工与仪器双控的方式施工，可以提高四脚锥体安装的精度，达到技术规格书中四脚锥体安装密度、安装质量的要求。