水下土工布鋪設(shè)施工技術(shù)研究

李虎 王敏 李鵬舉

（1、邯鄲市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院水利水電工程專(zhuān)業(yè)，河北 邯鄲 056000

2、邯鄲市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院工程管理專(zhuān)業(yè)，河北 邯鄲 056004）

水下土工布鋪設(shè)施工技術(shù)研究

李虎1王敏1李鵬舉2

（1、邯鄲市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院水利水電工程專(zhuān)業(yè)，河北 邯鄲 056000

2、邯鄲市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院工程管理專(zhuān)業(yè)，河北 邯鄲 056004）

圍墾技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步在灘涂圍墾工程建設(shè)中作出了巨大的貢獻(xiàn)。對(duì)軟弱基礎(chǔ)圍墾工程中的關(guān)鍵施工技術(shù)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析研究：水下鋪設(shè)土工布、水下碎石墊層鋪設(shè)、堤身拋石、堤身沉降觀(guān)測(cè)等，本項(xiàng)課題的研究，對(duì)進(jìn)一步掌握軟弱地基圍墾施工技術(shù)，為同類(lèi)工程從主要施工設(shè)備選擇、主要技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)控制等方面提供可借鑒的施工經(jīng)驗(yàn)。

軟弱地基；圍墾工程；土工布鋪設(shè)

1 水下土工布鋪設(shè)施工技術(shù)

1.1 鋪設(shè)方案

灘面鋪設(shè)前對(duì)基礎(chǔ)加以平整，灘面上的雜物如雜草、魚(yú)網(wǎng)等應(yīng)清除干凈。土工布開(kāi)始鋪設(shè)時(shí)，作業(yè)船舶按定位方法進(jìn)入鋪設(shè)位置，然后拋錨定位，船四角的四支錨按八字形拋設(shè)固定。之后將卷好的土工布滾筒固定在土工布鋪設(shè)船上，再將土工布滾筒緩慢放入水中，土工布起始端用小錨固定好，通過(guò)作業(yè)船上四臺(tái)鉸錨機(jī)將船只緩緩移動(dòng)，拖動(dòng)滾筒鋪設(shè)土工布，隨鋪隨拋船載碎石。同樣的程序進(jìn)行下一塊土工布的鋪設(shè)。

1.2 施工流程和技術(shù)要點(diǎn)

施工流程：土工布加工→土工布運(yùn)輸檢測(cè)→土工布卷設(shè)→鋪布船裝料→鋪布船拋錨定位→滾筒下放，土工布鋪設(shè)→刁拋碎石鎮(zhèn)壓→本塊土工布鋪設(shè)完成。

技術(shù)要點(diǎn)：（1）測(cè)量控制網(wǎng)設(shè)置及測(cè)量放樣。建立基站，繪制土工布放樣圖并導(dǎo)入船載導(dǎo)航圖，形成施工導(dǎo)航圖。確定土工布卷設(shè)邊緣在滾筒上位置，調(diào)整船上使船只航海導(dǎo)航圖上顯示兩紅色坐標(biāo)點(diǎn)為土工布邊緣坐標(biāo)，并用移動(dòng)站校核船載坐標(biāo)準(zhǔn)確性，無(wú)誤后方可卷布。（2）涂面清理。采用兩艘船拖長(zhǎng)鋼絲繩對(duì)施工范圍內(nèi)的涂面進(jìn)行掃海工作，拖鋼絲繩時(shí)要保證鋼絲繩貼緊涂面，來(lái)回各一遍，兩艘船上均配備定位系統(tǒng)，以保證清理范圍不小于設(shè)計(jì)鋪設(shè)區(qū)域。（3）土工布加工、運(yùn)輸、檢測(cè)和卷布。土工布加工、存放首先將土工布在陸地上進(jìn)行縫制拼接，將單幅寬度6米的土工布拼接成寬度23米的土工布，并按設(shè)計(jì)加工長(zhǎng)度進(jìn)行剪斷。土工布經(jīng)檢測(cè)合格后，進(jìn)行卷布工作。（4）石料裝料及運(yùn)輸。土工布卷設(shè)完成后，鋪布船靠在裝料碼頭裝載石料，船只裝完料，自行行駛到施工區(qū)域，在計(jì)劃實(shí)施的鋪布位置拋錨。（5）船只定位。使用定位裝置國(guó)際較為先進(jìn)的GPS實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)。（6）土工布鋪設(shè)。土工布在水下正常打開(kāi)后，通過(guò)控制絞錨機(jī)按著設(shè)定的鋪設(shè)區(qū)域位置進(jìn)行水底攤鋪，移動(dòng)時(shí)必須4個(gè)錨機(jī)同時(shí)進(jìn)行，兩個(gè)拉緊，兩個(gè)放松，如不同時(shí)或走偏必須及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。在攤鋪過(guò)程中每次移動(dòng)左右的距離，反鏟挖掘機(jī)拋投碎石將攤鋪的土工布?jí)鹤?，使其不能上浮。鋪至末端時(shí)，適當(dāng)增加碎石拋投量，放松滾筒吊索，將攤鋪船移出鋪設(shè)區(qū)，提升鋪設(shè)滾筒，整個(gè)鋪設(shè)過(guò)程完成，再移動(dòng)鋪設(shè)船進(jìn)行下一幅布的鋪設(shè)。（7）碎石拋填。碎石拋填施工，主要工作有裝料→運(yùn)輸→定位→拋填，施工內(nèi)容及要求與鋪布相同，施工重點(diǎn)在于控制碎石墊層厚度。土工布搭接處，不得重復(fù)拋灑碎石，在相鄰塊土工布未鋪設(shè)時(shí)，預(yù)留距離暫不拋填，避免因?yàn)樗槭瘨仦⑼瓿桑瑑蓧K土工布搭接質(zhì)量不好。土工布鋪設(shè)完成后，吊起滾筒，收起定位錨，單張土工布鋪設(shè)完成。（8）鋪布質(zhì)量及碎石墊層質(zhì)量檢查。土工布鋪設(shè)質(zhì)量檢查，主要有水上鋼管探查和水下摸查兩種。水上探查在施工過(guò)程中進(jìn)行，采用探測(cè)工具為直徑4cm厚度3mm的鋼管，鋼管長(zhǎng)度大于2.5~3m米，當(dāng)水深過(guò)深時(shí)，采用直徑3cm鋼管，防止鋼管過(guò)沉造成人員落水。探查方法為，在土工布鋪設(shè)過(guò)程中，乘坐交通艇在土工布邊緣處用鋼管向下插設(shè)至涂面，通過(guò)鋼管觸底的感覺(jué)來(lái)判斷土工布是否鋪設(shè)到位，有土工布的觸底有彈性且無(wú)法再向下插探，沒(méi)有彈性，且可以繼續(xù)插探的則沒(méi)有土工布。碎石墊層檢查采用水下潛水員摸查。

1.3 水下鋪設(shè)土工布施工船只和定位方法

定位系統(tǒng)由3臺(tái)高精度的GPS、電腦、打印機(jī)及相關(guān)軟件等組成，其中岸上1臺(tái)，舟合上2臺(tái)形成實(shí)時(shí)差分定位，能準(zhǔn)確確定船舶的行走軌跡，定位精度為5厘米，且可以實(shí)現(xiàn)全天候作業(yè)；土工布鋪設(shè)裝置由鋪設(shè)滾筒、吊索、臂架、提升卷?yè)P(yáng)機(jī)等組成。土工布鋪設(shè)中，吊索為起吊滾筒的繩索，由于在鋪設(shè)時(shí)的拉力較大，因此吊索必須具有足夠的抗拉強(qiáng)度才能保證不被破壞。臂架為滾筒的懸臂支承架。提升卷?yè)P(yáng)機(jī)主要為提升滾筒提供動(dòng)力，在鋪設(shè)時(shí)用以調(diào)節(jié)滾筒的深度，以防止?jié)L筒過(guò)分的壓緊泥涂面，使土工布滾筒因受阻力太大而滾動(dòng)困難，造成土工布不能連續(xù)張開(kāi)。

1.4 隨鋪布同時(shí)同步拋灑石料鎮(zhèn)壓土工布

石料拋填方法為，每移動(dòng)一次船只移動(dòng)距離為1米左右，自滾筒一側(cè)至另一側(cè)拋填塊石，做到不漏拋不重拋，拋設(shè)完成后方可下一次移動(dòng)船只。碎石鎮(zhèn)壓方面，每完成3-5塊土工布鋪設(shè)，緊接著進(jìn)行碎石墊層及拋石鎮(zhèn)壓。

2 堤身拋石施工技術(shù)

2.1 堤身拋石施工技術(shù)流程

施工船裝料→施工船運(yùn)輸→施工船定位→石料拋投→檢查拋投斷面→驗(yàn)收→補(bǔ)拋位置標(biāo)識(shí)→施工船裝料。

2.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

具體放樣過(guò)程本工程堤身拋石施工中采用信標(biāo)機(jī)配合羅盤(pán)定位，每條施工船舶配置一套信標(biāo)定位系統(tǒng)，定位系統(tǒng)包括一臺(tái)信標(biāo)機(jī)、一臺(tái)電腦和施工定位軟件。首先測(cè)量人員根據(jù)堤身設(shè)計(jì)圖紙畫(huà)出施工放樣圖，并導(dǎo)入到施工軟件當(dāng)中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員根據(jù)電腦桌面上實(shí)時(shí)顯示的施工船位置和使用羅盤(pán)調(diào)整方向，指揮拋石船進(jìn)行定位、施工。

2.3 堤身拋石施工控制

堤身拋石分別按加載計(jì)劃分層梯級(jí)推進(jìn)，每層拋填順序橫向先拋中間后拋兩邊的方向進(jìn)行，即先拋堤心，再拋內(nèi)外海側(cè)鎮(zhèn)壓層。

2.4 分區(qū)施工控制

根據(jù)施工進(jìn)度要求和水上施工作業(yè)面，并考慮施工時(shí)潮位影響和堤身拋石和面層石施工相結(jié)合等因素，對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行了劃分。施工船考慮一個(gè)淺水工作面和一個(gè)深水工作面，保證在小潮水時(shí)也可以連續(xù)施工。水下分層拋填施工時(shí)要在拋填的位置做好標(biāo)識(shí)，填寫(xiě)拋投記錄，避免漏拋、多拋，并詳細(xì)記錄加荷時(shí)間及加荷厚度，己便控制堤壩的沉降速度。網(wǎng)格全部拋投完成后，在退潮時(shí)，檢查水上拋填部位的填筑斷面，對(duì)于退潮后仍不能露灘部位，由測(cè)深儀或測(cè)深桿檢查，對(duì)于欠填部位，做好標(biāo)記，在下個(gè)高潮位補(bǔ)拋，直至合格。

3 堤身沉降觀(guān)測(cè)

3.1 沉降觀(guān)測(cè)實(shí)施方案

測(cè)試目的：測(cè)得地基在各級(jí)荷載下的沉降量，了解地基的沉降規(guī)律，判斷地基的固結(jié)、穩(wěn)定情況，起到控制施工加荷速率的目的；測(cè)試項(xiàng)目的布置：海堤地表沉降測(cè)試設(shè)計(jì)有12個(gè)地表沉降觀(guān)測(cè)斷面。在促淤堤軸線(xiàn)、內(nèi)海側(cè)和外海側(cè)布置地表沉降觀(guān)測(cè)設(shè)施，監(jiān)測(cè)斷面沿堤軸向間距為300m；監(jiān)測(cè)儀器的埋設(shè)與觀(guān)測(cè)。由于全部測(cè)點(diǎn)均位于海上，且只有少數(shù)斷面測(cè)點(diǎn)在低潮時(shí)可以出露，因此采用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量。

3.2 沉降觀(guān)測(cè)分析

通過(guò)對(duì)施工過(guò)程的原位觀(guān)測(cè)及其成果的分析，我們得出：在海堤建設(shè)中，要采取有效措施保證加筋土工布的鋪設(shè)質(zhì)量，鋪設(shè)前做好堤面整平工作，鋪設(shè)后及時(shí)用小粒徑石料壓牢，盡量避免大塊石直接拋填到加筋土工布上；濱海相淤泥質(zhì)軟土的流塑高，強(qiáng)度低，水平擠淤沉降往往占預(yù)壓期間總沉降的25%～35%；軟土地基上筑堤時(shí)，可采用分級(jí)填筑法進(jìn)行施工，使軟土地基強(qiáng)度逐漸適應(yīng)上部荷載的增加，保證地基的穩(wěn)定性；海堤的軸線(xiàn)一般都較長(zhǎng)，為了避免局部低洼段一次性加載過(guò)大，在加荷前需對(duì)其補(bǔ)拋找平。此外，為了減少工后的沉降和不均勻沉降，必須盡早完成荷載填筑，盡量使理砌時(shí)補(bǔ)填的荷載量小。

[1]徐承祥，俞勇強(qiáng).浙江省灘涂圍墾發(fā)展綜述.浙江水利科技[J].2003.

[2]陳秀良，吳文華.圍墾工程中圍堤技術(shù)研究思路探討.浙江水利科技[J].2006.

[3]宮寶軍.淺談海堤施工的施工要點(diǎn).中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)[J].2007.