水下抛石护岸施工方案

芜湖市三山区联合圩崩岸治理应急工程

水下抛石分部工程施工方案

安徽省长江河道工程有限责任公司

二〇一一年二月

水下抛石护岸施工方案

根据本工程的实际特点，结合有关施工规范，并根据我公司多年从事水下抛石的经验，特制定如下施工方案。

一、施工程序

水下抛石施工程序为：划分小区、准确定位、掌握落距、合理挂档、定量抛投、多次抛匀。

水下抛石护脚工程施工工艺流程图

定位船定位 抛石验方、质量检测 石料船定位、抛投 不合格 合格 移定位船于下一区 网格方量计算 测量放样 实测漂距

二、施工小区（网格）划分

水下抛石施工的关键是合理划分施工小区（网格），根据我公司多年从事水下抛石施工的经验，结合目前我公司从事抛石施工的装石船的具体情况，可将施工小区（网格）划分为10m（垂直水流方向）×20m（顺水流方向）的标准网格，每个标准网格再分为上、下两个半区进行抛布，不足10m宽度的抛区可划分为定宽的小区进行施工，

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根据设计图纸中每个抛区的厚度以及抛前水下地形测量成果，计算出每个网格应抛石数量，编制施工档位图。

三、测量、放样

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. 测量放样方法

（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（不平行于抛区长度方向）。

（3）在基线上根据各施工小区的长度划分放出各基线桩。 （4）由基线桩上测设出各断面桩（方向桩），方向桩应垂直于抛区长度方向。

2. 测量放样技术要求：

（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）测量采用红外线测距仪。

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

四、漂距试验

由于河流水力要素对不同形状、重量的块石在水下沉降速度影响，使块石在沉降进程中产生漂亮距的距离不同，为了保证施工质量，使块石准确地落在预定位置，在抛投前必须进行抛石漂距试验（冲距

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试验）。以便掌握本工程河段不同水深、流速、流态对抛石的影响。水下抛石漂距经验公式为：

S=0.8VH/W1/6 S-块石漂距(m)

H-水深(m)，用测深仪测定抛石点的水面流速。 V-水面流速(m/s)，测速仪测定抛投点水面流速。

W-块石重量（kg），施工中根据设计要求选择有代表性的块石重量进行测算。

首先按设计要求提前称取40kg、60kg、100kg块石各一块，分别注上标记，选择不同水深和流速的区域进行试验。

具体步骤如下：

①用测深仪直接测得水深； ②用流速仪测出水面流速；

③测量漂距。选定一块块石，系上细绳，在定位船船舷某一点上做好标记，将块石从该点投放到水中，待块石落底不动时，将细绳拉直垂直于水面，量取此点至抛石点的距离即为漂距，并做好记录。

最后对不同粒径、不同重量的块石在不同水深、流速条件下的漂距和水下成型等提出试验成果。现场漂距试验结束后，将试验成果整理编写成正式报告递交监理人批准后进行正式组织施工。

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漂距实验示意图

水深H 水面 漂距L 水流 五、定位船定位

河床 1. 船只的选用。本工程拟投入2条400t的钢质定位船。定位船设备状态良好，并配备专业操作人员。

2.定位方法定位船定位有二种方法，一种是顺水流方向，另一种是垂直水流方向。利用上游两根锚绳的收放调整，定位船在一段距离范围内，可以自行下延，可以有效减少大移位的频率，有利于加快进度，提高施工效率。而垂直定位法在流速较大时，稳定性不太好，因此本工程定位船定位采用顺水流定位法定位，以加快施工进度。定位方法如下图：

水流江水 江 流4

顺水定位型

垂直定位型

定位船的准确定位及自身稳定对抛投准确起重要作用。定位船定位时的平面位置确定，以岸上抛石网格控制点为观测基本点，采用GPS或全站仪对定位船上前后两个观测点进行测量定位。确定定位船上观测点坐标值应考虑点在定位船上的偏移、抛石船前舱距、漂距等因素。定位船每次移位和定位均须填写定位船定位记录表，并经监理旁站签证。

具体方法是：根据抛石漂距试验计算结果，计算出抛石提前量，得到定位船在水面的坐标位置。采用全站仪定位，将定位船驶到施工单元起点上缘进行抛锚定位。定位船位置=单元网格起点+冲距+石料船无效船头长度。放样结束后，定位船采用四锚法固定，在船头迎水侧采用外八字锚固定方式，用300kg海军锚及岸上地锚，下游外侧用200kg锚固定船尾，靠岸侧用缆绳垂直固定在岸上，船舶定位、移位调整依靠这四锚，通过对船首、船尾绞关，在测量仪器的配合下，

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拉伸钢缆对定位船进行移动调整，达到准确定位移位的目的。用全站仪测出定位船到断面杆的距离，以确定抛石船的位置。

3.具体定位要求：

（1）定位船采用450t左右的钢质甲板驳，岸缆每10m设一在的标识，每2.5m设一小的标识。

（2）测量人员用全站仪确定抛投断面后，在岸上垂直插两根花杆确定定位船初步位置。

（3）定位船顺水流方向抛锚定位。

（4）用全站仪监测，同时调整定位船锚缆，使定位船准确位于抛投网格上端，岸缆固定拉直，垂直水流。

（5）定位船定位抛锚顺序为：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。应注意的是上、下游锚应成八字形，以利定位船里外移动。

六、石料船的石质检查、计量和挂档

1.石质的控制。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。

2.数量的确定。石料船到达工地指定地点后，在建设单位代表及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1次，宽度量3次，高度量6次，取平均值计算方量（视空隙率大小和石质情况核扣方量）。施工中建设单位代表及监理工程师和项目部质检人员随机抽船过磅，根据抽磅结果确定系数，消除虚吨位，

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以建设单位代表及监理核定数量为准。

七、抛石船挂档、抛投块石

1. 遵循“先上游后下游，先深泓后近岸”的原则，依次抛石，循序渐进，按档施工，分层抛投。

2.抛投。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。

根据所确定的标准船型及有效抛护宽度将抛石标准网格的半区10m×10m的网格分为8个长10m宽1.25m条形区域（即四个船位）进行抛布，每个船位依次错开1.25m，从而保证抛投均匀，且无空档。

装石船抛石在标准网格中，应从船两边进行抛布，在非标准网格的定宽小区抛石时，应由船一边进行抛布，这样挂档能够保证块石入水后落至指定区域，从而达到抛投均匀的目的。施工中，施工员将根据抛石船的收方量和每个抛石网格的定抛方量，做到抛石船只大小的合理搭配，及时移位，确保块石到位的准确性、均匀性和密实性。抛石船每次抛投均需填写抛石水下记录单，并经监理旁站签证。对于抛石船中自然夹杂的少量碎石、碎渣、碎泥，监理通过旁站扣除相应方量；对于人为恶意夹杂碎石、碎渣、碎泥的，监理可不整船不予计量。

八、定位船移位

为确保水下抛石的均匀性，使块石均匀地覆盖河床上。通常情况

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下，抛石船在抛投块石采取两边抛投方法，因本次采用人工抛石，块石的落点一般分布在船舷两边约1.25m的宽度范围内，标准档位（网格）在宽度上有8个抛石小区，在长度上分成上下两个段。定位船一次定位可挂靠抛石船完成一个或多挡位的抛投。为消除抛石船身、船头、船尾空档需进行纵向和横向移位，横向移位：第一次挂档时，进档抛石船只挂靠深泓一侧第三个挡位抛石小区中间位置抛投；然后第二次、第三次和第四次依次挂档抛投时，分别向近岸移动1.25m，依此顺序抛足挡位抛石的50%为止。纵向移位：运料船长度多在20m左右，装石部位主要集中在船体中段10m左右的范围内，串联挂档时，船头和船尾搭接处会出现10m左右的抛石空白区，约占小区长度的一半。为了保证纵向抛石均匀，施工中，首先抛护挡位的上半段，当一个施工小区的抛石量达到该小区应抛石量的50%时，定位船下移10m，再抛总量的50%。该档环抛投结束经检验合格后，定位船移至下一断面定位。 九、施工技术要求

1. 严格控制各施工段长度：施工期间受季风影响，为保证抛石挂缆船进位准确，减小因风力和水流影响，如水流方向与设计抛区方向一致，流速不大时，每天单元抛石长度为80m，如水流方向与设计抛区方向夹角较大或水流紊乱，每单元抛石长度为40～60m。

2. 根据现场察看和设计图纸、本标段施工区域抛护宽度以及水流情况，为了保证抛石准确、抛投均匀，因此定位时，在施工单元上、下游分别布设一条定位船，使进档装石船串联挂档时上、下游固定，

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不会摆动，从而确保设计图纸的抛投要求。（下游利用定位船上绞关将装石船绞紧固定）上下游定位方法相同。

（1）建立完善的定位系统，在监理工程师在场的情况下，完成永久性控制导线、桩号及固定观测断面桩的布设，并在每个断面桩插上小红旗做上标记，确保定位不发生偏差。

（2）施工中遵循“先上游后下游，先深泓后近岸”的施工顺序依次均匀投抛。

（3）在进行正式抛石前，进行抛石试验，通过试验以得到冲距与水深、流速、块径之间的关系。

（4）定位船应根据流速和水位及时调整船位，勤测流速、流向、水深等参数，计算调整好抛石落距。

（5）一单元抛投结束后，应分析抛投结果，以便及时调整分条网格抛投计划和水上作业定位位置。

（6）为了保证施工期间长江航道的安全畅通，主动与航运管理部门联系，服从统一指挥和调度，设置明显航标和水面浮标，以示出抛石作业区范围及施工船舶和长江航行船舶的航道。

十、抛石施工质量控制

1. 材料质量控制。抛石施工的施工材料比较单一，主要为块石，块石质量要求：

（1）要求石质坚硬，遇水不易破碎或水解，湿抗压强度大于50Mpa，软化系数大于0.7，比重不小于2.65t/m3。

（2）不允许使用风化石、泥岩和薄片、条状、尖角等形状的块

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石。

（3）块石的粒径是关系到工程质量好坏的主要技术指标之一，往往错误地认为抛投的块石越大越好，越稳定。根据多年抛石施工经验总结，抛投的块石只要能抵卸水底最大流速的冲击，能保持在河坡上的稳定即可，小粒径级配适宜的抛投块石可以增加覆盖层次，减少孔隙，防止河床泥砂淘刷，增强对河床的护岸效果，抛填块石粒径选择不小于0.25m。

块石装船前要到国家专门机构（CMA）认定的试验室做试验，符合要求后，经监理工程师同意方可使用。

2. 施工中应做好材料质量、运输、验收等工作的落实： （1）严把材料质量关。工程实施前应组织人员到采石场落实块石的供应。选择符合施工要求的块石及落实供应量等事宜，并将信息反馈至项目经理部。项目经理部根据石料的要求及供应量等情况，将任务下达到各供料单位。石料上船前，需经我项目经理部派驻各料场码头的质检员检查，经检查符合石料质量要求及规格要求后方可装船。

（2）设备控制。水下抛石护岸工程施工所选择的工程船舶首先必须符合航区和作业区相应的船级规定，再根据本施工区内的施工条件进行选择，由于本工程抛石区处于长江主航道上，水流流速较，定位船宜采用吨位较大且容易移位的船只为主，故每一作业区选择了450T左右铁甲船进行定位，为了确保抛投厚度和坡度要求，石驳船不宜采用一次抛投量大的对开驳和底开驳，同时考虑到定位船移位，

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抛石船的吨位不宜过大，本工程主要采用60～120T全铁甲散装抛石船，工程开工前，各项目部对所有参加施工的石料船进行全面检查，对其航运等级、核定吨位、长度、宽度、机械性能等指标必须满足本工程施工要求，不合格者不得进场。对经检验符合施工条件的船只进行统一编号，建立档案，发给运输标志。

（3）石料验收方法。水下抛石正式施工时，将在业主、监理和施工单位共同组织下进行抛石的现场量方工作，其目的地主要是确定抛石船吨位折算系数。首先在所组织的抛石船中，随机抽取不同船型和堆码块石形状的船只，进行量方以获得取块石的堆码体积，然后再对该船块石进行现场过磅称重，最后取得块石的堆码体积与吨位之间的折算系数及空隙率，以指导下一步抛石施工中的石料收验方工作，控制水下抛石的虚吨位，确保工程质量。

（4）验收组织程序。抛石施工验收由验收小组验收员、记录员、施工员组成，共同负责验收工作，具体程序如下：先由验收员按《施工验收规定》进行初验，提出主导意见；验收员及时将验收意见告知验收小组成员，如无异议，则报请监理复查、抽查；验收员将验收结果通知各运输船（队），并编号发往定位船施工；凭验收单在定位船安排卸货。卸货前，再由定位船施工员进行复检，确认无误后，由档位记录员排档抛布。块石抛完后，由施工员负责查看船舱有无积水和压舱货。确认无误后，签发回单。

（5）每天做好详细的施工记录，包括水文、气象、块石冲距、定位船定位、移位、施工桩号、抛石船舶号及载石量，当天船只数，

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过磅船吨位及数量抛石船抛石档位图及总抛石量等原始施工记录。

（6）抛石护岸施工进度必须严格按照设计进度要求分段、分区实际控制，未经监理工程师批准不得提前结束抛填或改变区域抛填，一单元抛填结束后，须经监理工程师验收合格同意后方可移动定位船进行下一单元施工。

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