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京沪高铁大胜关长江南岸水下护岸补充加固工程施工技术方案

项目名称：京沪高铁大胜关长江右岸水下护岸补充加固工程；

漳平市芦芝乡大深村原危桥拆除施工方案招标单位：中铁大桥局南京大胜关长江大桥项目经理部；

设计单位：南京市水利规划设计院有限责任公司；

工程地点：南京市京沪高铁大胜关大桥；

工程质量等级要求：符合国家质量验收标准；

工期要求：2011年4月10日开工，2011年5月10日前完工，共31日历天。

南京大胜关长江大桥两岸堤防加固工程位于长江南京段京沪高铁大胜关大桥主桥8#~9#墩附近，施工内容为水下抛石护岸。

水下抛石护岸内容及结构

水下抛石护岸范围：设计护岸长度约500m，抛石厚度分别为1.5m、2m、3m。

设计水下抛石护岸总方量50940.00m3。

施工时间按工期要求是2011年4月10日起施工，到2011年5月10日前结束。考虑水文气象等因素，实际有效施工天数为25天，每天抛投量在2037.6方。

水下抛石施工工艺流程：抛前水下地形测量→施工区域划分→测量、放样→定位船定位→装石船定位→抛投块石→定位船移位→装石船定位→抛投块石→竣工水下地形测量，详见图2.1。

图2.1水下抛石施工工艺流程图

水下抛石施工方法：“划分小区，趸船定位，掌握落距，合理挂挡，定量抛投、多次抛匀”。

开工前，应对施工区域进行水下地形测量。

水下地形测量安排常年从事长江南京段河势测量的我公司测量队负责，测量船只采用公司江岸一号轮进行。该测量船配有较先进的GPS全球定位系统，是长江南京段河势控制测量的主力军。

水下地形测量后，应根据测量成果绘制相应的水下地形图。水下地形图的绘制比例不应小于1/2000，并报请监理审批、认可。

根据设计图纸的要求，抛石工程自上而下分别为若干个抛区。

(2)施工小区(网格)划分

根据我公司多年从事水下抛石施工的经验，结合目前南京地区从事装、运石作业的船只的具体情况，可将施工小区(网格)划分为12m宽×30m长的用于大型装石船的标准网格，宽度不足12m抛区可划分为定宽的小区进行施工。本工程后面均以大型装石船的网格划分为例进行讲述。

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。

(1)在抛区附近的岸边，根据建设单位提供的控制点，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。

(2)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。

(3)在基线上根据各施工小区的长度划分放出各基线桩。

(4)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。具体见图2.2。

图2.2水下抛石测量放样示意图

(1)测量放样放出的基线桩与方向桩应与定位船通视良好。

(2)测量采用J2经纬仪，2C值误差<30″,垂直度指针误差<1(。

(3)利用测设点作控制点，极坐标法放出基线桩和方向桩，桩位距离误差小于5mm。

1、机械设备选型及人员调配

定位船在水下抛石施工中尤其重要，它的定位准确与稳定直接关系到抛石施工质量的好坏，因而不可掉以轻心。

我公司配备有常年从事水下抛石的专用大型抛石定位船及配套小型施工船舶，因为本次抛石护岸工程每天抛石量约为方，符合一条定位船正常情况下的施工日能力，因此本工程拟调用一条定位船使用：江工2号(长46m，宽8.5m)。

定位船人员调用公司船机设备部江工2号上配备的专业人员。定位船设施工员二人，水手班长一人，配备轮机员二人，水手八人。

要使定位船定位准确、稳定，首先须选用合适的锚具及锚缆。

(1)锚具的选用：根据对现场的察看，施工范围内的流速不是很大，弱感潮影响，但在施工期内可能会遇上游瞬时高水位，因而须做好充分的准备。上游锚应选用重0.8T的霍尔锚，下游锚宜选用重0.2～0.4T的霍尔锚，顶头锚宜选用重200kg的霍尔锚或四齿锚。

(2)锚缆的选用：二根上游缆应选用(21.5以上的锚缆，二根下游缆宜选用(21.5的锚缆，二根顶头缆规格也不应小于(16.5。

外上游锚(领水锚)→里上游锚→外顶头锚→里顶头锚→里下游锚→外下游锚。

抛锚时应注意的是上、下游锚缆应抛成八字形，以利定位船里外移动。定位船抛锚、定位情况如图2.4所示。

图2.4定位船抛锚、定位示意图

(1)抛石提前量的确定

抛入水中的石块落入水中后，会沿水流方向向下漂移一段距离后才能落至河床，施工中控制该落距是抛石施工质量控制的关健。根据我公司多年的施工经验并经试验室模拟试验，总结出一落距表可供参考使用。

定位船锚抛好后，即可进行定位施工。先将定位船移至要抛投的断面(下舷与断面花杆成一直线)，施工员在船上用六分仪交会(即确定抛区所在位置)。

①抛石落距(漂距)确定

抛石落距(漂距)的确定是抛石施工准确的关健所在，在定位船抛石以前，首先必须确定落距。落距的测定方法如下：

A、在定位船移上断面后，即进行流速测量。将流速仪由船上舷定位船中部下放至水深2/3处，测量流速，同时用测深仪测量断面处水深。

B、流速和水深测量完毕后，可根据我公司多年施工总结出的落距表，查出块石入水落距，加上装石船头空白距，即为抛石提前量。定位船按此提前量校核船位，使定位准确。

C、首次抛石施工前，应先进行试抛，即根据当地块石的基本粒径情况，选用具有代表性的块石粒径进行试验抛投，既可以验证抛石落距表是否准确，也为抛石落距表提供更丰富的参考。试抛块石落距的测定方法如图2.5。

图2.5块石落距测定示意图

a、先在岸上在测量放样放出的断面桩位处插上定位断面花杆，移动定位船，使定位船下舷与断面花杆成一直线。

b、在断面花杆的直线上，用六分仪进行断距D的测量(确定基线桩至抛区内某点的距离，即可确定抛区位置，如图2.6)。实际施工中，可先拟定抛区内一点，计算好该点的角度(，在定位船上用六分仪交会定位。角(的计算方法如下：

图2.6六分仪测量断距

B、测定抛石处水深、流速，计算落距及提前量。

C、调整定位船船位(上移或下移)，使定位船下游侧舷边所挂装石船块石位置与入水后需抛投的位置相对应，见图2.7。

图2.7块石入水示意图

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40m，宽约5m，装石长度不得小于20m，以保证抛布连续、均匀，不留空档。

装石船计划选用长江南京段专业从事装、运石业务的船只。本工程计划投入20艘，以保证工程按期完成。

2、石料石质的控制和数量的确定

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。

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，量方时长度量3次，宽度量3次，高度量6次，取平均值计算方量（如图2.8），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船过磅（如图2.9），根据抽磅结果确定系数，消除虚吨位，以监理核定量为准。

图2.9装石船过磅称量

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。

图2.11定位船下舷吊挂多条装石船

图2.12装石船错位挂档

根据我公司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1m～2m，因而各装石船船位应相互错开1m～2m，从而保证抛投均匀且无空档。具体如图2.13所示。

图2.13装石船抛石入水示意图

因此，可将抛石标准网格的半区12m×15m的网格分为8个宽1.5m条形区域(即8个船位)进行抛布，每个船位依次错开1.5m，如图2.14所示。

图2.14抛区网格示意图

装石船抛石在标准网中，应从船两边进行，在非标准网格的定宽小区格抛石时，应由船的一边进行抛布，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。

石料船进档挂牢后，开始组织机械抛投，各档船只全部抛投结束，方可解缆离档。记档人员及时准确地将抛投量上档位图，做到各网格实际抛投量控制在设计量的95%～105%范围之内，单元工程实际抛投量控制在设计量的100%～103%范围之内。

定位船移位、装石船定位、抛投块石

按上述定位船定位及装石船定位的方法，进行块石抛投，如此反复，直至抛石完毕。

图2.16停靠在检查站(码头)的装石船

其施工工艺与技术要求与抛前水下地形测量相同，在此不再详述。

抛石施工完成后，完成工程位于水下，施工质量难以直接观察，施工质量预控工作显得尤其重要，必须加强。

(1)首先必须抓好材料质量关，即块石质与量的控制。块石供应应先经试验，确定其符合设计及规范要求、经监理确认合格后，方可选用。

(2)对于进入现场的块石，必须严把质量关，坚决杜绝如风化石、水解石等不合格石料进场。

(3)进场块石应严格按本公司质量控制手册进行收方(详见抛石施工质量控制措施)DB13(J)／T 242-2019标准下载，严禁循私舞弊。

(4)定位船定移位应严格按设定程序办理，不得偷工减序。

(5)定位船施工应遵循先上游后下游，先深泓后浅滩的原则进行。

(6)施工中将12m×30m的区格分为上、下两个半区进行。施工抛石船两条一挂，先抛上半区，后抛下半区。

(7)同一断面一次抛完DB11／T 646.5-2016标准下载，方可移至下一断面施工。

(8)定位船定位所用的交会角角度除特殊地形外，应控制在15(～75(，正常施工条件下，严禁使用小于15(或大于75(的交会角。