海上船拋石方筑堤施工工法

海上船拋石方筑堤施工工法隨著淺灘涂圍墾的逐步減少，目前圍墾工程逐步向深灘涂方向發(fā)展，隨著科技進步，向深水圍墾推進是一種必然的趨勢，因此，海上拋石筑堤施工運用于圍墾項目也越來越多，目前已經(jīng)成為了海上筑堤的主要施工手段之一。由于船只在海上作業(yè)受潮流、潮差、風浪等影響較大，浙江沿海一些海域風浪大、水流急且紊亂，不僅要防止風浪對船體穩(wěn)定、定位精度的不利影響，而且要防止紊亂水流對水下拋石的不利影響，一系列不利影響構成相當重大的技術難題，這些都需要在施工過程中不斷總結經(jīng)驗。我公司具有多年海上施工經(jīng)驗，對海上船拋石方筑堤施工方法運用較為熟悉，并研究、總結出船拋石方施工的關鍵技術，針對不同的工程實際情況，采取各種類型船舶相結合的施工方式，在多個工程施工中已取得效果明顯，有著明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。2工法特點2.0.1本工法采用的是工程船舶，包括對開駁船、甲板駁船、網(wǎng)吊船等，可以在船上裝備精確的GPS全球定位系統(tǒng)，能夠確保拋石時準確的定位。2.0.2利用各種類型拋石船，不僅可以解決無陸路交通運輸?shù)碾y題，還可以在短時間內(nèi)組織設備到位并迅速投入施工，以加快施工進度。2.0.3本工法適用于較深水域拋石填筑施工，拋石施工可采取措施減少潮位影響，操作中可采用“低潮低拋，高潮高拋”的施工方法，可大大的加快施工進度。3適用范圍本工法適用于在凈水深3m以上的筑堤工程，風力≤7級、浪≤2級的環(huán)境中施工。4工藝原理海上船拋石方筑堤主要填筑海堤平均海平面以下的堤心石部分，在缺少陸路交通條件或筑堤時需要“分層輪加”的情況下，利用船舶設備的優(yōu)勢進行填筑施工。一方面填筑時不需要陸路交通支持，且可以分層逐步加高（又稱為“平拋”從而防止海堤一次性加載過高，使海堤基礎逐步得到固結從而不至于失穩(wěn)；另一方面可以通過船拋石方，使海堤涂面的抗沖刷性能得到提高，防止海堤填筑過程中造成過度沖刷，形成沖刷溝而影響海堤穩(wěn)定，同時可以提高壩體的整體抗滑安全系數(shù)，還能使基礎沉降更加均勻。海上拋石筑堤主要依靠機械化施工，工藝原理較為簡單但實用性很強。5工藝流程及操作要點5.1工藝流程石料開采↓陸上運輸 石料開采↓陸上運輸↓ 臨時碼頭建造石料裝船↓ 海上運輸 定位拋填↓ 檢測補拋、復測↓ 驗收圖5.1海上船拋石方筑堤作業(yè)流程5.2操作要點5.2.1建造施工碼頭船拋施工需要建造碼頭，碼頭應選擇在地基條件較好、水深合適的地方。通常對開駁船碼頭采用重力式，甲板船碼頭采用斜坡式。為了充分利用漲潮落潮時間，必要時可設置高低碼頭，在潮位低時使用低碼頭，潮位高時使用高碼頭，這樣就能保證船拋作業(yè)24小時不間斷施工。1 v高水位35 35低水位低水位 斜坡碼頭結構示意圖1、平坡道；2、斜坡道；3、跳板；4、跳躉；5、甲板船 系纜墩 系纜墩 配 配重C20砼面層C20砼面層C20砼面層重力式碼頭平面示意圖 C20砼面層槽鋼22b工字鋼36b長7.5m槽鋼22b工字鋼36b長7.5m砼梁塊石袋包砼整平干砌塊石袋包砼整平重力式碼頭剖面示意圖石料裝船石料采用自卸汽車運輸，自卸汽車在料場裝滿石料后，通過碼頭向船上裝料。甲板駁船可通過斜坡道碼頭直接上料，其優(yōu)點是碼頭建造簡便，裝船速度快，一次性裝載量大；對開駁船可采用重力式碼頭直接上料，重力式碼頭需要選擇適當?shù)胤浇ㄔ欤ǔ珊蟊容^堅固耐用。無論采用哪種方式進行石料裝船，一般都采用自卸汽車進行運輸石料，在碼頭上石料裝船時都應有專人指揮，確保施工安全；自卸汽車在碼頭前沿完成倒車，自卸車緩慢后退進入卸料點，之后頂起車箱將石料卸入船中，多輛自卸汽車循環(huán)進行裝料直至裝滿拋石船。5.2.2海上運輸目前駁船一般都具有自航的能力，較少使用拖輪拖運，因此靈活性和機動性大大增加，海運航速通常可以達到10-15海里/小時，當運距離較大時，宜合理規(guī)劃航線，盡量減少運輸成本和運輸時間，并配備足夠的運輸設備以確保工程進展。當風力大于7級或浪高超過2級時，為確保海上運輸安全，應停止海上運輸；當海上有大霧時，能見度少于1000m時，應停止海上運輸；遇臺風等惡劣天氣時，應停止海上運輸。海上運輸船舶應符合適航條件，禁止內(nèi)河船進入海上運輸，同時舶舶設備按時年檢，合格后才能投入運營；在海上運輸時，應遵守海事部門相關規(guī)定，服從相關部門管理。5.2.3定位采用GPS定位系統(tǒng)進行精確定位，海上船拋石方定位是整個筑堤過程中的關鍵工序，它直接關系到筑堤質量。為了滿足全天候施工要求，定位設備裝置選用國際較為先進的GPS實時差分定位系統(tǒng)，在拋石作業(yè)船上設置兩臺接收機接收衛(wèi)星信號和差分信號。這些信號同時輸入電腦，經(jīng)過換算確定出精確定位位置。在拋石作業(yè)時先設計好計算機操作程序，再在電腦上按設計坐標設定好所需拋石填筑的施工區(qū)域，通過計算機屏幕直觀顯示船體設定圖形和所設定的拋石填筑單元格的位置姿態(tài)，再用船舶設備自航系統(tǒng)進行移動船位，使船體定位邊線和設定拋石填筑單元格起始邊線重合，說明船體已定位準確，可進行拋石填筑。5.2.4船拋施工（1）分層分段劃分根據(jù)設計斷面要求進行分層分段劃分，船拋石方一般遵循“自低向高，分層加荷”的原則，因此分層分段施工對實施拋石筑堤有十分重要的作用。分段：將海堤工程劃分為若干個施工段進行船拋石方，各段施工長度約100～300m，當海堤設計明確要求分層加載時，分段長度可適當增加。分層：當海堤有分層加荷要求時，考慮壩體沉降與加荷穩(wěn)定問題，施工應采取加級施工，各級加載高度在1.0m～2.0m之間，加荷過程中如發(fā)現(xiàn)異常，根據(jù)沉降觀測資料對加荷厚度隨時調整。這時，拋石施工應適當分層，施工前對各層段區(qū)的工程量進行詳細的劃分、計算，計算量要考慮沉損，為船拋提供可靠的依據(jù)，指導拋填施工。軟土地基上筑堤通常需要緩慢加荷，根據(jù)設計要求，加載后需有約兩個月的穩(wěn)定期，每施工段每級加載施工時間一個月，加載后穩(wěn)定期約為兩個月，隨后進行第二級加載。施工期間各次加載水平向尺寸誤差控制在±1.0m，豎直向尺寸誤差控制在±0.5m，碎石墊層頂面高程不高于設計高程0.5m，不低于0.3m，施工期拋石找平層平整度控制在±0.5m。（2）測量放樣通過全站儀放出區(qū)段的大樣，并用浮標做為標志定出大致位置，具體船拋實施時則利用GPS定位系統(tǒng)或定位船按區(qū)段分網(wǎng)格進行拋投，電腦上直觀顯示，并根據(jù)拋投情況隨時進行動態(tài)調整，以保證投料均勻，無漏拋。（3）拋投順序橫斷面方向從兩側向中間的方向進行，即先拋內(nèi)外海側鎮(zhèn)壓層，再拋堤芯，以防止地基加載出現(xiàn)塑性角擠出和涂面隆起。沿堤軸線方向，遵循“從低到高”的原則，即從涂面較低位置開始拋投，然后堤線各位置再逐步同步加高，確保整條堤線拋石能均勻上升。整個拋填過程中，可隨時加密斷面測量、指導施工，采用改變對開駁裝船量對斷面局部不足進行補拋。施工時，一般較細的石料拋中間，大塊石料拋兩側，提高海堤防沖性能；高潮時使用高碼頭，低潮時使用低碼頭，以充分利用時間，針對工程特點，可在施工中不斷總結經(jīng)驗。（4）拋填采用自航液壓對開駁船進行拋填時，拋填石料時要做到"齊"、"準"、"快"，一旦定位準確后，立即打開駁體卸掉石料，然后對開駁駛離拋填區(qū)。采用甲板駁拋填時，定位完成后甲板駁拋錨固定位置，再采用裝載機（或挖掘機）把甲板駁上的石料卸入拋填區(qū)中，卸料過程中甲板駁可通過絞錨機微調船位，直至將甲板駁船上的石料卸完，然后甲板駁駛離拋填區(qū)域。水上拋填石料時，根據(jù)當時的水深、水流和波浪等自然條件對塊石產(chǎn)生的漂流影響，確定并微調拋石船的駐位。拋石的過程中，要求石料均勻拋填，盡可能使拋石料厚薄均勻，無論采用何種拋填方式，都需要在施工過程中不斷總結經(jīng)驗，以提高效率對開駁船GPS定位塊石拋投重復拋投加高GPS定位--水拋塊石施工過程圖249 24 拋石船未拋區(qū)域網(wǎng)格編號已拋區(qū)域未拋區(qū)域網(wǎng)格編號GPS定位--電腦屏幕顯示定位圖水拋塊石定位及微機控制示意圖5.2.5補拋與復測根據(jù)海堤設計斷面，船拋石方到一定程度后，及時進行水下測量，并將測量成果與設計斷面相對比，確定需要補拋的具體位置及所需拋填的方量，采用合適噸位的船舶進行補足，補拋的過程一樣需要經(jīng)過精確定位，保證拋投到位。補拋到位后，及時進行復測，反復補足直至達到設計要求。5.2.6質量檢查一般情況下采用水下地形測量確認拋填質量，必要時輔以潛水探摸。5.3勞動力組織表5.3勞動力組織情況表序號單項工程所需人數(shù)備注1總負責人12施工指揮每艘船配1個3船員每艘船配6個4專職GPS定位員每艘船配1個7記錄質檢員1資料整理9測量員4水下斷面測量交通艇駕駛員1人員交通、材料運輸合計6材料與設備6.0.1材料主要材料為各種規(guī)格的拋石料，需符合設計要求。6.0.2設備海上船拋石方筑堤所需設備見下表：表6.0.2海上船拋石方筑堤設備表序號名稱單位數(shù)量備注1拋石船艘滿足施工進度要求運輸、拋石2裝載機（或挖掘機）輛每艘配1輛甲板駁上卸料2交通艇艘1人員、材料運輸3GPS定位系統(tǒng)套1船舶定位4測深儀套1地形或斷面測量7質量控制7.1工程質量控制標準質量控制標準采用：《水運工程質量檢驗標準》JTJ257-2008，《水利水電工程施工質量評定規(guī)程》SL176-1996。7.2質量保證措施7.2.1施工記錄海上船拋石方筑堤安排專人負責填筑過程的記錄和每次拋填位置記錄，記錄者負責簽名并由專人負責校核，同時將填筑情況反饋到每條船舶，確保有計劃地拋填。7.2.2質量控制海上船拋石方筑堤過程中派專人隨時檢查，檢查、檢驗的主要內(nèi)容為斷面測量、拋石材料質量控制、平整度控制等。石料質量控制是拋石填筑的重點，要確保拋石料符合設計要求，控制含泥量及石料塊度，具體執(zhí)行設計要求；斷面測量檢測主要是和設計斷面進行對比，確保拋填后形成設計要求的形狀，如未達到設計要求，應重復補拋直至形成設計要求；墊層及面層拋石往往需要控制平整度及頂面標高、密實度等，應進行檢測，必要時可進行潛水探摸直觀了解水下情況。8安全措施為加強施工船舶安全管理，嚴格遵守《安全生產(chǎn)法》等相關安全生產(chǎn)的法律法規(guī)和公司規(guī)章制度，堅持“安全第一，預防為主，綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，按照“管生產(chǎn)必須同時管安全，誰主管，誰負責”的原則逐級落實安全生產(chǎn)責任制，特制訂以下安全措施。8.0.1施工作業(yè)前按規(guī)定向海事管理部門辦理水上水下施工作業(yè)許可證，并辦理航行通知等有關手續(xù)。8.0.2施工船舶應按《中華人民共和國船舶最低安全配員規(guī)則》規(guī)定配備保證船舶安全的合格船員。船長、輪機長、駕駛員、輪機員、話務員必須持有合格的適任證書。8.0.3成立以船長為組長的安全生產(chǎn)領導小組，配備專職安全員，由技術負責人牽頭編制《生8.0.4對施工作業(yè)人員進行“三級”安全教育，按照《建設工程安全生產(chǎn)管理條例》要求，技術負責人組織逐級下發(fā)安全技術交底。8.0.5施工作業(yè)嚴格遵守公司各項安全操作規(guī)程和技術交底，所有施工作業(yè)人員必須佩戴安全帽、穿好救生衣，嚴禁酒后上崗作業(yè)。8.0.6在施工區(qū)域周邊設置安全警示標志，夜間施工作業(yè)保證足夠的照明，并設置紅燈警示，避免過往船只發(fā)生意外碰撞，安全員負責現(xiàn)場監(jiān)督。8.0.7加強對施工船舶、安全設備、信號設備自查，防止船舶帶“病”作業(yè)，確保設備安全正常運行，安排專人檢修電路，嚴格用火管理，配備消防器材。8.0.8確保通訊暢通，隨時保持與海事、岸基管理機構的通訊聯(lián)系。8.0.9作業(yè)期間如遇大風、霧天，超過船舶抗風等級或通風度不良時，停止作業(yè)。8.0.10臺風來臨時，做好臺風跟蹤觀測，按防臺預案作好避風工作，在6級大風范圍半徑到達工地5小時前抵達防臺錨地。8.0.11加強對食堂衛(wèi)生管理，炊事員經(jīng)體檢合格持證上崗，避免腐爛食物流入加工間，配備消毒柜，防止發(fā)生“食物中毒”、等意外事故的發(fā)生。9環(huán)保措施9.0.1嚴格按照《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》、《中華人民共和國防止船舶污染水域管理條例》、《船舶污染物排放標準》的要求對施工船舶污水排放進行管理，經(jīng)處理排放的污水含油量不得超過15毫克／升。9.0.2加強施工期環(huán)境管理，制定嚴格的規(guī)章制度，依照公司《環(huán)境管理體系》的規(guī)定，不得隨意排放油類、油性混合物、廢棄物和其他有害物質。9.0.3施工船舶產(chǎn)生的生活污水，船舶含油污水、生活垃圾集中統(tǒng)一處理，做好船舶垃圾日常的收集、分類與儲存工作，不得任意倒入施工水域，靠岸后交陸域處理。9.0.4現(xiàn)場作業(yè)專人指揮，合理選擇施工方法，選用低噪聲設備，加強船舶設備維修保養(yǎng)，合理安排施工時間。9.0.5船舶應裝設處理艙底污水的設備，施工船舶艙底含油污水不得隨意排放。9.0.6一旦發(fā)生意外火災或油料泄漏事故，當事人報告船長，立即啟動應急救援預案，立即采取措施進行控制、清除或減輕污染的損害的措施，并視情節(jié)上及時報告應急主管部門（水上搜救中心、所在地海事局等）及公司安監(jiān)部，并接受環(huán)保部門或海事部門的調查處理。10效益分析10.0.1使用海上船拋筑堤施工，充分利用船舶設備機械化、自動化程度高的優(yōu)點，適合遠距離運輸施工，可減少陸上交通帶來的各種影響。10.0.2海上船拋筑堤施工，可以大量減少臨時道路建造長度，減少占用土地面積，節(jié)約臨時工程造價，尤其適用深水筑堤時無法形成陸