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摘要:以太原市汾河治理工程水下沉排施工為例，分析了水下沉排施工技術(shù)現(xiàn)狀和面臨的問(wèn)題，提出加工特殊道具通過(guò)汽車(chē)吊吊裝吊具沉放石籠的施工方法。既保障工程安全順利貫通，又可為今后行業(yè)內(nèi)類(lèi)似的施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞:水下沉排;吊具;汽車(chē)吊;沉放

0引言

國(guó)內(nèi)外水下沉排施工作業(yè)主要為船舶施工，沉排施工多為混凝土軟體排、鋼筋石籠網(wǎng)箱，賓格石籠沉排。太原市汾河生態(tài)景觀帶工程水利工程水下沉排施工技術(shù)現(xiàn)狀和面臨的共性關(guān)鍵問(wèn)題主要有:1)汾河不通航船只進(jìn)出場(chǎng)及周轉(zhuǎn)、裝運(yùn)碼頭困難。由于汾河不通航，多處水域不相連，船只進(jìn)出場(chǎng)與水域間倒運(yùn)周轉(zhuǎn)困難，不同水域段新建大量碼頭費(fèi)時(shí)費(fèi)工。2)施工網(wǎng)箱石籠難以直接吊裝，水下沉放定位及脫鉤困難。沉排施工中石籠網(wǎng)箱為直徑2．5mm的鋼絲綁扎成型，不具備直接吊裝條件。為確保沉排的整體施工，采取陸上汽車(chē)吊吊裝石籠沉放的措施，配備潛水員、GPS、浮漂人員設(shè)備保證沉放質(zhì)量［1］。

1工程概況

太原市汾河生態(tài)景觀帶工程位于太原市主城區(qū)北部的汾河上，工程范圍:北起尖草坪區(qū)大留村右側(cè)的滾水堰，南至太古嵐鐵路橋，長(zhǎng)約9．2km，河道寬度為200m～400m，由于大量無(wú)序采砂，治理段河道內(nèi)形成三處比較大的沙坑，深度為5m～15m，本工程通過(guò)河道疏浚，滿(mǎn)足防洪安全，通過(guò)岸邊部分沙坑填筑、高陡岸放緩和培厚，采用格網(wǎng)石籠防護(hù)，保證岸坡穩(wěn)定，沉排為親水平臺(tái)水下填筑的護(hù)坡工程。示意圖見(jiàn)圖1。

2總體思路

汽車(chē)吊吊裝沉排是根據(jù)不同水深采用了不同噸位的吊車(chē)進(jìn)行水下格網(wǎng)石籠沉排施工。石籠在水下的定位由水面浮漂及潛水員將位置信息傳給吊車(chē)司機(jī)，通過(guò)兩者密切配合，以保證石籠沉排位置準(zhǔn)確［2］。為保證沉排整體施工，一是根據(jù)石籠重量、鋼板強(qiáng)度等專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)針對(duì)性的特殊吊具，易于裝填與脫鉤沉放。二是通過(guò)GPS、浮漂等設(shè)備準(zhǔn)確定位沉放地點(diǎn)，確保水下定位的精確控制。三是采取增加潛水員的保障措施來(lái)解決水下沉放誤差，保證沉放質(zhì)量。

3工藝流程

施工準(zhǔn)備→吊裝試驗(yàn)(調(diào)整吊具)→水下潛水定位→吊具內(nèi)鋪網(wǎng)裝填→汽車(chē)吊起吊沉放→潛水員檢查定位→重復(fù)吊具裝填與起吊沉放。

4施工方法

4．1施工準(zhǔn)備

1)水下邊坡修整。土方填筑完成后，在沉排施工前對(duì)沉排區(qū)域進(jìn)行邊坡整平處理。采用長(zhǎng)臂反鏟挖機(jī)掃床整平，掃床完成后，再次對(duì)沉排施工區(qū)域進(jìn)行水下地形測(cè)量，驗(yàn)收合格后，進(jìn)行網(wǎng)箱石籠沉排的鋪設(shè)。2)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)。水下坡面完成后組織吊車(chē)、潛水設(shè)備進(jìn)場(chǎng)報(bào)驗(yàn)。根據(jù)水下測(cè)量成果、工裝及吊具重量計(jì)算出作業(yè)范圍，不同吊車(chē)型號(hào)對(duì)應(yīng)不同的水深位置。根據(jù)施工需求定制特種吊具［3］。

4．2吊裝試驗(yàn)

1)吊具加工:根據(jù)沉排施工特點(diǎn)，規(guī)劃加工一種水下石籠沉放吊具，包括吊裝框架，吊裝框架上開(kāi)有與賓格石籠相對(duì)應(yīng)的通孔，吊裝框架的底面鉸接連接有支撐墊板。通過(guò)帶肋板的框架作為基礎(chǔ)，在框架底部鉸接支撐墊板，將賓格石籠放置于支撐墊板和框架?chē)傻目臻g內(nèi)，再通過(guò)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的用于吊裝的孔，保證了吊裝時(shí)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，有利于賓格石籠的定位，當(dāng)框架到達(dá)指定位置后，支撐墊板自動(dòng)打開(kāi)，石籠利用自重下落即可到達(dá)指定安裝位置［4］，示意圖如圖2所示。2)吊具改進(jìn):根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，選定水域組織汽車(chē)吊吊裝石籠網(wǎng)箱沉放試驗(yàn)，根據(jù)汽車(chē)吊臂長(zhǎng)、吊具承重、工人操作便利性等改進(jìn)吊具尺寸、材料及細(xì)部結(jié)構(gòu)，最終確定面板采用厚4mm板，采用10號(hào)槽鋼進(jìn)行上下部包邊，加強(qiáng)肋采用10號(hào)工字鋼，側(cè)部與底板采用鉸鏈形式，鉸接板厚度為16mm鋼板，銷(xiāo)軸為30，底部外廓超出框架200mm，吊具總重量為1950kg，見(jiàn)圖3。

4．3水下定位

施工前，潛水員配合測(cè)量隊(duì)對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行水下測(cè)量，根據(jù)1∶3坡比計(jì)算出坡腳位置，測(cè)量員利用GPS定位，潛水員下水摸排確認(rèn)坡腳位置并做好浮漂，利用浮漂及拉線確定坡腳位置，潛水員從浮箱平臺(tái)下水摸排，控制沉排間距微調(diào)。吊具通過(guò)兩根橫纜人工控制轉(zhuǎn)向及移動(dòng)。沉放時(shí)實(shí)時(shí)繪出沉排軌跡，并校核軌跡與排布的實(shí)際長(zhǎng)度、設(shè)計(jì)位置是否相符合，同時(shí)與理論軌跡對(duì)照，出現(xiàn)誤差超出允許范圍時(shí)，立即校正，防止排體偏離計(jì)劃路線，保證沉排施工的質(zhì)量和安全［5］，示意圖見(jiàn)圖4。

4．4吊裝施工

1)在吊具框架內(nèi)展開(kāi)石籠網(wǎng)箱，根據(jù)石籠填裝標(biāo)準(zhǔn)分層填充片石并整平，做好拉筋、封蓋及隔網(wǎng)片扎絲綁扎。2)裝填完成后吊車(chē)通過(guò)吊環(huán)鋼絲繩將裝好石籠的吊具起吊，并吊裝到水面浮漂定位位置，吊具通過(guò)兩根纜風(fēng)繩控制轉(zhuǎn)向，定位后沉放石籠，石籠放置基底后潛水員水下摸排石籠具體位置，如有偏差需吊車(chē)起吊再次調(diào)整沉排位置，確保石籠間緊密貼合。沉放到位后起吊1m，收緊小勾，吊具下方開(kāi)口，石籠脫離落下，收回吊具，吊裝下一沉排，依次循環(huán)，見(jiàn)圖5。3)吊裝沉排時(shí)先施工護(hù)腳石籠，再施工護(hù)坡石籠，施工順序?yàn)閺纳嫌沃料掠危茸o(hù)腳后護(hù)坡，護(hù)坡由下向上依次施工。

5注意事項(xiàng)

1)吊裝過(guò)程中，須注意保護(hù)石籠網(wǎng)絲和網(wǎng)絲鍍層不形成損壞。2)施工前，先進(jìn)行施工區(qū)域內(nèi)的水下測(cè)量，如發(fā)現(xiàn)有突出異狀物或凹坑等，應(yīng)采取措施進(jìn)行平整坡面處理，保證所沉排體不被破壞，并與坡面緊密貼合。3)沉排應(yīng)先施工下層，且每處區(qū)段水域的同一層沉排完成后再施工上一層，上、下兩層沉排應(yīng)壓縫鋪設(shè)，壓縫寬度不小于1．0m。施工中應(yīng)避免沉排間接頭不嚴(yán)的現(xiàn)象，在接頭不嚴(yán)處須用大石塊填充密實(shí)。4)沉排應(yīng)根據(jù)預(yù)先確定的施工網(wǎng)格進(jìn)行有序定位、沉放。沉放施工每一序沉放結(jié)束后，須進(jìn)行水下測(cè)量，并分析沉放結(jié)果，以便及時(shí)調(diào)整吊裝沉放計(jì)劃和水上作業(yè)定位位置。6分析格網(wǎng)石籠水下沉排施工，目的是保證岸坡安全。常規(guī)施工工藝為:岸上組裝格網(wǎng)石籠→吊裝石籠上船并水上運(yùn)輸→吊裝船吊裝沉排到位。運(yùn)輸船和吊裝船需要進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間較長(zhǎng);加之，部分河道水域水深較淺，施工需要增加疏浚船進(jìn)行航道疏浚或者施工完一處水域后，再解體、組裝設(shè)備至下個(gè)水域進(jìn)行施工，船只進(jìn)場(chǎng)后需要修建碼頭，石籠在岸上裝填好后再用吊車(chē)吊至運(yùn)輸船上，由運(yùn)輸船運(yùn)至吊裝船，存在二次倒運(yùn)，施工工序繁瑣、工期長(zhǎng)，吊裝沉排方案與常規(guī)施工工藝相比，施工速度快、成本減少、施工工期有保障。

6結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目依托太原汾河治理工程，采用現(xiàn)場(chǎng)與試驗(yàn)驗(yàn)證、理論分析的方法，形成水下坡面沉排防護(hù)的成套施工技術(shù)，一方面可解決依托工程水下防護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，保障依托工程安全順利完成，另一方面可為今后行業(yè)內(nèi)類(lèi)似的施工提供完善的技術(shù)方案和技術(shù)借鑒。

參考文獻(xiàn):

［1］中華人民共和國(guó)水利部．堤防工程施工規(guī)范:SL260—2014［S］．北京:中國(guó)水利水電出版社，2014．

［2］中華人民共和國(guó)水利部．水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程:SL251—2015［S］．北京:中國(guó)水利水電出版社，2015．

［3］《水利工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》編制組．水利工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文管理辦法(試行):水國(guó)科［2012］546號(hào)［A］．北京:中國(guó)水利水電出版社，2012．

［4］中華人民共和國(guó)水利部．水利水電工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范:SL725—2016［S］．北京:中國(guó)水利水電出版社，2016．

［5］中華人民共和國(guó)水利部．堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范:GB50286—2013［S］．北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2013．

作者:曹陽(yáng) 王永進(jìn) 單位:太原市汾河景區(qū)管理委員會(huì) 中鐵十四局集團(tuán)第五工程有限公司